Skip to main content
SUPERVISOR
Kayghobad Shams
کیقباد شمس اسحاقی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Malihe Golshan
ملیحه گلشن

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

L¬-¬Asparaginase¬ Extraction and Enrichment from Chicken Liver using Nano-and Microbubbles (Aphrons)
Nowadays, one of the most important family of drugs, are enzymes. The major sources of enzymes in biotechnology are plant tissues and organs of animals. L-Asparaginase enzyme is an enzyme that exists in chicken liver, and because of its medicinal use in cancer treatment is a valuable enzyme. In general, separation of dissolved and undissolved materials from diluted solutions is a difficult task. For substances such as proteins and enzymes this problem becomes more serious. That is due to the fact that these materials are sensitive to changes in operating conditions such as temperature and shear rate. Unfortunately, there is not an ideal method for the purification of enzymes. The enzymes purification usually involves a multistep process that is associated with the loss of large amounts of enzyme activity. Therefore, search for development of new methods for purification of enzymes with sufficient selectivity and efficient recovery and enrichment that can preserve enzyme activity with acceptable costs and short process times is continued. On the other hand, nano and micro-bubbles have attracted much attention in recent decades. This is because they have been used in various fields of science and technology. They have been used applications in water purification, separation processes, friction reduction, and minerals processing, to name but a few. The objective of this research was to extract L-Asparaginase from chicken liver using nano and micro-bubbles, and examine the effects of the pertinent parameters on the efficiency of extraction. Hence, in this study, nano and micro-bubble separation method is examined for extraction and enrichment of L-asparaginase from the chicken liver. In this method, the separation is based on adsorption of enzyme onto the gas-liquid interface. To produce nano and micro-bubbles, a solution containing AOT surfactant was agitated by ultrasonic agitator and with homogenizer with turbine blades at speeds of 8000 rpm and 2500 rpm for 5 minutes, respectively. Then the enzyme solution was added and mixed with bubbles. The concentration of the enriched enzyme solution was measured by UV apparatus. The enrichment and the evaluation of the lack of denaturation of L-asparaginase was performed by electrophoresis. Dynamic light scattering (DLS) was used to determine the size distribution of bubbles. The average of the bubble size distribution when produced at 8000 rpm, in presence of KCl, and a concentration of 6 mM of AOT, and a pH of 6 was about 12 nm. Various surfactants were examined. The results showed that AOT as an anionic surfactant was the most favorable surface active agent. This surface active agent could produce nano-bubbles. The effects of the pertinent parameter such as concentration of AOT, presence of salt, ionic power, and pH of the solution were studied. Potassium chloride and sodium sulfate were used. Presence of potassium chloride demonstrated better results. The results showed that at an agitation speed of 8000 rpm, a pH of 6, and a concentration of 6 mM AOT, and when the average size distribution of bubbles were 12 nm, the highest enrichment was achieved. Finally, results of electrophoresis showed that the separation by nanobubbles have not altered the molecular structure of L-asparaginase. Keywords: AOT, L-Asparaginase enzyme, nano and micro-bubbles, protein purification, chicken liver, purification, aphron
امروزه، یکی از مهم‌ترین خانواده داروها، آنزیم‌ها می‌باشند. ازجمله منابع مهم آنزیم ها در بیوتکنولوژی، بافت‌های گیاهی و اندام‌های حیوانی هستند. آنزیم ال-آسپاراژیناز آنزیمی است که در جگر مرغ وجود دارد، و به دلیل اهمیّت داروئی آن در مبارزه با سرطان یک آنزیم ارزشمند است. . به‌طورکلی، جداسازی مواد حل‌شده و حل‌نشده از محلول‌های رقیق یک کار دشوار است. برای برخی از مواد مانند پروتئین ها و آنزیم‌ها این مشکل جدی‌تر می‌شود. این در حقیقیت به دلیل حساس بودن این مواد در برابر تغییرات در شرایط عملیاتی مانند دما و سرعت برشی می باشد . متأسفانه یک روش ایده آل برای خالص‌سازی آنزیم‌ها وجود ندارد. معمولاً خالص‌سازی آنزیم‌ها شامل عملیات چند مرحله ایست که با از دست دادن مقدار زیادی از فعالیت آنزیم‌ها همراه است. بنابراین، جستجو برای توسعه روش های نوین جهت خالص سازی آنزیم ها با گزینش گری کافی و بازیابی و غنی سازی کارآمد که قادر به حفظ فعالیت آنزیم ها در کنار هزینه های قابل قبول و صرف حداقل زمان باشند، ادامه دارد. از سوی دیگر، نانو و میکروحباب ها در دهه های اخیر توجه های بسیار زیادی را به خود جلب نموده اند. به این دلیل که آن ها در زمینه های مختلف علمی و فناوری مورد استفاده قرار گرفته اند. از جمله موارد استفاده آن ها می توان به کاربرد آن ها در تصفیه آب، فرآیندهای جداسازی، کاهش اصطکاک و فرآوری مواد معدنی اشاره کرد. هدف از این پژوهش استخراج آنزیم ال- آسپاراژیناز از جگر مرغ با استفاده از نانو و میکرو حباب‌ها و بررسی تأثیر پارامترهای مؤثر بر روی میزان بازدهی استخراج بود. از این رو، در این مطالعه، روش جداسازی با نانو و میکرو حباب‌ها برای استخراج و غنی سازی آنزیم ال - آسپاراژیناز از جگر مرغ مورد بررسی قرار گرفت. در این روش، جداسازی بر اساس جذب سطحی آنزیم بر روی فصل مشترک گاز- مایع صورت می‌گیرد. جهت تولید نانو و میکرو حباب‌ها، یک محلول حاوی ماده فعال سطحی AOT به‌وسیله همزن اولتراسونیک و همزن با پره های توربینی با سرعت های به ترتیب rpm8000 و rpm 2500 به مدت‌ 5 دقیقه همزده شد. سپس محلول حاوی آنزیم به حباب ها اضافه و مخلوط شد. غلظت محلول حاوی آنزیم غنی سازی شده با استفاده از دستگاه UV اندازه گیری شد. جهت بررسی میزان غنی‌سازی و عدم تغییر ماهیت ال - آسپاراژیناز از الکتروفورز استفاده شد. از روش دینامیک پراکندگی نوری (DLS) جهت تعیین توزیع اندازه حباب ها استفاده شد. میانگین توزیع اندازه حباب های تولید شده در سرعت rpm8000، در حضور نمک KCl، غلظت 6 میلی مولارAOT و 6pH= تقریباً برابر nm12 بود. مواد فعال سطحی مختلفی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ماده فعال سطحی آنیونی AOT، مطلوب ترین ماده فعال سطحی بود. این ماده فعال سطحی توانست نانوحباب ها را تولید کند. اثرات پارامترهای مؤثری ازجمله غلظت ماده فعال سطحی AOT، حضور نمک، قدرت یونی و pH محلول مورد بررسی قرار گرفتند. از دو نمک پتاسیم کلرید و سدیم سولفات استفاده شد. در حضور نمک پتاسیم کلرید نتایج بهتری حاصل شد. نتایج نشان داد که در سرعت همزدن rpm8000، 6 pH=و غلظت 6 میلی مولارAOT و هنگامی که میانگین توزیع اندازه حباب ها nm12 بود، بالاترین میزان غنی سازی حاصل شد. سرانجام، نتایج حاصل از الکتروفورز نشان داد که جداسازی به وسیله نانوحباب ها ساختار ملکولی ال-آسپاراژیناز را تغییر نمی دهد. کلمات کلیدی: AOT، آنزیم ال-آسپاراژیناز، نانو و میکرو حباب ها، خالص سازی پروتئین، جگر مرغ، خالص سازی، افرون

ارتقاء امنیت وب با وف بومی