بررسی امکان بیوسنتز نانوذرات طلا و نقره در چند رقم گیاه یونجه در شرایط درون شیشه

آنچه که امروزه تحت عنوان نانو تکنولوژی مطرح است آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده ها در ابعاد اتمی و آنگسترمی می باشد. از طرفی استفاده از روش های ایمن و دوست دار طبیعت یکی از چالش های مهم در عصر کنونی است که باید به آن توجه ویژه داشت. میکروب­ها و گیاهان به طور ذاتی دارای قابلیت کاهش فلزات از طریق مسیرهای متابولیک ویژه خود هستند. بر این اساس در مطالعه حاضر گیاه یونجه به منظور تولید نانوذرات طلا و نقره مورد استفاده قرار گرفته است. گیاهان به مدت 24،48 و72 ساعت در محلول تتراکلرواوریت (1،2 و3 میلی مولار) و نیترات نقره (5/5، 5/6، 5/7 میلی مولار) قرار گرفتند تا بتوان از طریق نمونه گیری هر 24 ساعت یک بار زمانی که گیاه تولید ذرات در مقیاس نانو می کند شناسایی شود این آزمایش در سه تکرار بر روی سه رقم نیکشهری، همدانی و یزدی گیاه یونجه انجام شد ،گیاهان از طریق طیف سنجی ماورای بنفش- مرئی (جهت تشخیص وجود نانوذرات طلا و نقره) و میکروسکوپ الکترونی نگاره همراه با طیف سنج عنصری اشعه ایکس (جهت شناسایی نوع، اندازه و شکل نانوذرات)،دستگاه نانوپارتیکل آنالایزر (جهت تعیین میانگین قطر دینامیکی کل ذرات) انجام شد با آزمایشات انجام شده وتولید نانوذرات طلا ونقره در گیاه یونجه اثبات شد. این روش سنتز بیولوژیکی از لحاظ محیط زیست ایمن می باشند چون فاقد فراورده های فرعی سمی می باشد.

کلمات کلیدی: سنتز بیولوژیک، میکروسکوپ الکترونی روبشی، نانو ذرات طلا.

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه 

1-1- مقدمه.................................................................................................................. 1

فصل دوم: مرور منابع 

2-1- فناوری نانو........................................................................................................... 4

2-2- تعاریف فناوری نانو و گستره آن............................................................................. 6

2-3- نانوبیوتکنولوژی.................................................................................................... 8

2-3-1مزیت­های توسعه نانوبیوتکنولوژی.......................................................................... 9

2-4- ابزار­های اندازه­گیری در سطح نانو........................................................................... 10

2-4-1- دستگاه اندازه‌گیری جذب نور............................................................................ 10

2-4-1-1- کاربردهای طیف سنجی جذبی ...................................................................... 10

2-4-2- دستگاه طیف سنجی عنصری اشعه ایکس............................................................. 11

2-4-3- میکروسکوپ الکترونی روبشی .......................................................................... 11

2-4-3-1- استفاده‌های عمومی ...................................................................................... 12

2-4-3-2- اندازه نمونه ها.............................................................................................. 12

2-4-3-3- آماده‌سازی نمونه ها...................................................................................... 12

2-4-3-4- محدودیت‌ها................................................................................................. 13

2-4-4- دستگاه تفرق دینامیکی نور لیزر.......................................................................... 13

2-4-5- اسپکترومتری جذب اتمی................................................................................... 16

2-4-6-طیف سنج پراش اشعه ایکس............................................................................... 17

2-4-6-1-تولید خطوط طیفی پرتو ایکس ....................................................................... 17

2-4-6-2 پراش پرتو ایکس............................................................................................ 18

2-4-6-3-روش­های پراش پرتو ایکس............................................................................ 18

2-4-6-4-کاربردها....................................................................................................... 19

2-5- طلا..................................................................................................................... 19

2-5-1- استخراج طلا.................................................................................................... 19

2-5-2- خواص و موارد کاربرد طلا................................................................................ 20

2-5-3- خواص نانوذرات طلا......................................................................................... 20

2-5-4- کاربردهای نانوذرات طلا................................................................................... 21

2-5-4-1- کاربردهای نانوذرات طلا در شیمی به عنوان کاتالیزور....................................... 21

2-5-4-2- کاربرد نانوذرات طلا در پزشکی..................................................................... 21

2-6- نقره..................................................................................................................... 22

2-6-1- خصوصیات نقره............................................................................................... 22

2-6-2- کاربردها.......................................................................................................... 22

2-6-3- مواجهه با نقره................................................................................................... 23

2-6-4- سازوکار سمیت نقره......................................................................................... 23

2-7- نیترات نقره.......................................................................................................... 24

2-7-1- خصوصیات...................................................................................................... 24

2-7-2- مواجهه و سمیت................................................................................................ 24

2-8- نانوذرات نقره فلزی............................................................................................... 24

2-8-1- تعریف............................................................................................................. 24

2-8-2- کاربردها.......................................................................................................... 24

2-8-3- سازوکار سمیت................................................................................................ 25

2-8-4- پیشگیری از سمیت............................................................................................ 25

2-9-روش­های تولید نانوذرات........................................................................................ 26

2-9-1-سنتز فاز بخار..................................................................................................... 26

2-9-2-الکتروشیمیایی................................................................................................... 27

2-9-3-فوتولیز.............................................................................................................. 27

2-09-4کاهش شیمیایی................................................................................................. 27

2-9-5-روش آسیاب مکانیکی........................................................................................ 27

2-9-6-روش تشعشع برای تولید نانو ذرات....................................................................... 28

2-9-7 روش قوس الکتریتی برای تولید نانو ذرات ............................................................. 29

2-9-8 تولید نانوذرات در محیط پلاسما........................................................................... 30

2-10- عصاره گیاهان و روش­های استخراج عصاره ها....................................................... 33

2-10-1- روش­های استخراج مواد گیاهی......................................................................... 33

2-10-1-1- ماسراسیون(خیس کردن).............................................................................. 34

2-10-1-1-1- دستور خیس کردن................................................................................. 35

2-10-1-2- لیکسیوپاسیون( پرکولاسیون)........................................................................ 35

2-10-1-3- خیساندن در حرارت.................................................................................... 37

2-10-1-4- دم کردن.................................................................................................... 37

2-10-1-5- عصاره گیری با حرارت با دستگاه سوکسله.................................................... 38

2-11 مروری بر پژوهش­های پیشین.................................................................................. 38

2-11- 1- سنتز نانوذرات طلا در باکتری­ها....................................................................... 39

2-11-2- سنتز نانوذرات طلا دراکتینومایست.................................................................... 40

2-11-3- سنتز نانوذرات طلا در مخمر............................................................................. 41

2-11-4- سنتز نانوذرات طلا در قارچ­ها........................................................................... 41

2-11-5- سنتز نانوذرات طلا در گیاهان .......................................................................... 42

2-12- نقره................................................................................................................... 42

2-12-1- استفاده از باكتری‌ها در سنتز نانوذرات نقره........................................................ 42

2-12-2- استفاده از مخمر در سنتز نانوذرات نقره.............................................................. 43

2-12-3- استفاده از قارچ­ها در سنتز نانوذرات نقره ........................................................... 43

2-12-4- استفاده ازگیاهان در سنتز نانوذرات نقره ............................................................ 43

فصل سوم: مواد و روش‌ها

3-1-گونه­های گیاهی مورد استفاده.................................................................................. 45

3-2- طرز تهیه محلول­های ذخیره عناصر غذایی در محیط کشت ........................................ 45

3-2-1- طرز تهیه محلول­های ذخیره عناصر پر مصرف و کم مصرف محیط کشت MS......... 45

3-2-2 -محلول ذخیره آهن............................................................................................ 47

3-2-3- محلول ذخیره ویتامین­ها و اسید­های­آمینه............................................................... 47

3-2-4- طرز تهیه محیط کشت MS................................................................................. 47

3-2-5 -تهیه محلول ذخیره طلا....................................................................................... 48

3-2-6 -تهیه محلول ذخیره نقره...................................................................................... 48

3-3 -ضد عفونی کردن بذور.......................................................................................... 48

3-4 -جمع آوری گیاه برای تهیه عصاره........................................................................... 49

3-4-1 -عصاره گیری.................................................................................................... 49

3-5- تهیه نمونه جهت آنالیز با دستگاه اسپکتروفوتومتری جذب اتمی ................................. 49

3-6 -تهیه نمونه جهت آنالیز با دستگا­ههای اسپکتروفوتومتری  UV-visiblو دستگاه نانوپارتیکل آنالیزر            50

3-7- تهیه نمونه جهت آنالیز با میکروسکوپ الکترونی روبشی............................................ 50

3-8- آنالیز کانی شناسی به روش XRD.......................................................................... 50

فصل چهارم: نتیجه و بحث

4-1- نتایج وجود یون­های طلا و نقره در گیاه یونجه نسبت به نمونه شاهد توسط اسپکتروفتومتری جذب اتمی   52

4-2 -تعیین جذب نانوذرات طلا و نقره توسط اسپکتروفتومتری UV-visible......................... 53

4-3- الگوی طیف XRD نانوذرات طلا و نقره.................................................................. 54

4-4- نتایج تفرق دینامیکی نور لیزر توسط دستگاه نانوپارتیکل آنالایزر................................ 55

4-4-1- تجزیه واریانس صفت مورد بررسی..................................................................... 55

4-5- نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی....................................................................... 68

4-6- پیشنهادات............................................................................................................ 69

فصل پنجم: منابع

منابع............................................................................................................................. 70

پیوست......................................................................................................................... 77