آغاز شد و پس از آن جذب غلظت آن بدست آمد. به همین ترتیب جذب نمونه ها از کمترین غلظت تا بالاترین غلظت بدست آمد. بعد از خواندن جذب توسط دستگاه، نمونه ها به مدت یک ساعت در شیکر انکوباتور (Meidolth unimax 1010، آلمان) در دمای 37 درجه سانتی گراد و 150 دور در دقیقه انکوبه شد. پس از گذشت یک ساعت از انکوبه شدن نمونه ها خواندن دوباره جذب انجام شد. به همین ترتیب در فواصل منظم ( 1 ساعت) داده های جذب بدست آمد ( جوکار و همکارانش، 2012).
در نهایت داده های جذب با معادله های گومپرتز99 اصلاح شده توسط زویترینگ100و همکارانش (1990) و لجستیک101 به منظور برآورد پارامترهای رشد میکروبی مدل سازی شدند (زویترینگ و همکاران، 1990).
باید توجه کرد که تمام قسمت های آزمایش میکروبی باید در کنار شعله و بصورت استریل انجام گیرد تا در داده های حاصل از آزمایش ها اشتباهی صورت نگیرد.

شکل (3-3) : بررسی تاثیر ضدمیکروبی بر پارامترهای رشد باکتر اشرشیاکلی با روش dynamic-Flask test

3-3-2- طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریر ( FTIR)102
طیف سنجی مادون قرمز، روشی برای شناسایی مولکول ها و بخصوص گروه عاملی مولکول ها است. هر ماده‌ای، طیف مادون قرمز مخصوص به خود دارد.
از این رو طیف پیوندهای شیمیایی فیلم نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره به منظور بررسی پیوندهای تشکیل شده میان پلی لاکتیک اسید با غلظت های مختلف نانو ذرات نقره توسط طیف سنج FTIR (Thermo Nicolet 6700، آمریکا) مورد بررسی قرار گرفت. پراکنش منبع نوری در محدوده متوسط مادون قرمز ?cm?^(-1) 4000 – 400 بود. دقت آشکارساز مورد استفاده ?cm?^(-1)4 بود.

شکل (3-4) : دستگاه مادون قرمز با تبدیل فوریر

3-3-3- آزمون پراش پرتو ایکس (XRD)103
به منظور مطالعه ساختار فیلمهای نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره، از آزمون پـراش پرتو ایکس استفاده شد. شناسایی مواد و تعیین ساختار بلوری، مهم ترین کاربرد پراش پرتو ایکس در حوزه علم مواد است.
پراش اشعه X یک روش غیر تخریبی با چند کاربرد است که اطلاعات جامعی درباره ترکیبات شیمیایی و ساختار کریستالین مواد طبیعی و صنعتی ارائه می‌دهد. هر کریستال طرح اشعه Xمنحصر به فرد خود را داراست که برای تعیین هویت آن استفاده می شود. گسترده‌ترین استفاده ازXRD در شناسایی ترکیبات کریستالین بر اساس طرح پراش آن ها است.
آنالیز XRD به دو صورت کمی و کیفی صورت می گیرد که در یکی از آن ها مواد تشکیل دهنده کریستال و در دیگری مقدار هر یک از مواد تشکیل دهنده نمونه محاسبه میشود. به عبارت سادهتر این دستگاه با آنالیز دادهها، مواد تشکیل دهنده در یک ساختار کریستالی را مشخص میکند. دادههای مورد نیاز در این دستگاه به صورت منحنی پیک داری ارائه می شود. در این منحنی هر پیک نمایانگر یک عنصر است که در ساخت کریستال مورد بررسی دخالت دارد.
نحوه ی قرار گیری ماده مورد بررسی (کریستال) در دستگاه بسیار مهم است. ماده مورد بررسی در دستگاه باید به صورت پودر در محفظه ای از جنس آمورف جای گیرد. علت آمورف بودن محفظه دستگاه این است که ماده ی آمورف ساختار کریستالی ندارد و باعث تفرق نمی شود.
در این قسمت با استفاده از دستگاه دیفراکتومتری اشعه X (D8 ADVANCE-Bruker، آلمان) با هدف شناسایی، تجزیه کیفی و همچنین شناسایی فازهای کریستالی، به بررسی حضور نانو ذرات نقره و دی اکسید تیتانیوم در نانوکامپوزیت تولید شده پرداخته شده است.

شکل (3-5) : دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD)

3-4-تجزیه و تحلیل آماری
محاسبه پارامترهای رشد میکروارگانیسم با استفاده از Solver Modeling و نرم افزار Excel انجام شد، سپس داده ها تحت آنالیز واریانس یکطرفه قرار گرفت.

فصل چهارم :

نتایج و بحث

فیلم پلی لاکتیک اسید حاوی نانوذرات نقره با روش ریخته گری محلول در سه سطح غلظت نانوذرات تولید گردید ظاهر فیلم حاکی از توزیع یکنواخت نانوذرات در بستر پلیمر بود. فیلم پلی لاکتیک اسید و نانوکامپوزیت های مربوطه تحت آنالیز میکروبی قرار گرفت که نتایج آن به شرح زیر گزارش شده است.

4-1- آنالیز فعالیت ضد میکروبی فیلم نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره
فعالیت ضد میکروبی فیلم پلی لاکتیک اسید و نانوکامپوزیت های پلی لاکتیک اسید/ نقره با محاسبه پارامترهای رشد میکروارگانیسم شامل A ( حداکثر رشد میکروارگانیسم) و µmax ( رشد میکروارگانیسم در فاز لگاریتمی) و ? ( مدت زمان فاز تاخیر) بوسیله دو مدل ریاضی گومپرتز و لجستیک که در منابع بعنوان مدل های معتبر اشاره شده است انجام گرفت (زویترینگ و همکاران، 1990).

1- مدل Gompertz
?Abs?_600nm=A exp{-exp?[(µ_max ×e)/A ( ?-t)+1] }

2- مدل Logistic
?Abs?_600nm=A/{1+exp[(4µ_max)/A ( ?-t)+2]}

نتایج مربوط به مدل Gompertz به شرح جدول زیر است :

جدول (4-1) : پارامترهای رشد میکروارگانیسم اشرشیاکلی در تماس با نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره بر طبق معادله گومپرتز

Lag phase
(h)
Growth rate
(h-1)
Maximum concentration
RSS
R2
Control
3.492
0.171
1.601
0.041
0.9887
0.5%
3.491
0.167
1.568
0.039
0.9881
1%
3.538
0.149
1.379
0.032
0.9883
2%
3.644
0.118
1.086
0.017
0.9919
RSS: residual sum of squares

نتایج مربوط به مدل Logistic نیز در جدول زیر آمده است :

جدول (4-2) : پارامترهای رشد میکروارگانیسم اشرشیاکلی در تماس با نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره بر طبق معادله لجستیک

Lag phase
(h)
Growth rate
(h-1)
Maximum concentration
RSS
R2
Control
3.88
0.182
1.434
0.075
0.9795
0.5%
3.85
0.178
1.4065
0.072
0.9796
1%
3.92
0.159
1.2409
0.058
0.9788
2%
4.04
0.126
0.9744
0.033
0.9818
RSS: residual sum of squares

پس از مشاهده نتایج بدست آمده در جداول (4-1) و (4-2)، با توجه به ضرایب مجموع مربعات اختلافات RSS و ضریب تبیین R2 مدل ها، می توان برداشت کرد که هر دو مدل از دقت کافی آماری برای تخمین پارامترهای رشد میکروارگانیسم اشرشیا کلی برخوردار هستند. همچنین از آن جا که مدل Gompertz نسبت به مدلLogistic میزان انطباق بیشتری را نشان داد، استفاده از این مدل پیشنهاد می گردد.
در پژوهشی که زویترینگ و همکارانش در سال 1990 بر برخی مدل های سیگموئیدی مانند لجستیک، گومپرتز، ریچاردز104، شانته105و استنارد106 برای پیش بینی پارامترهای رشد باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم مورد مقایسه قرار گرفتند که در این میان مدل گومپرتز بدلیل بیان بهتر پارامترهای رشد این باکتری و استفاده آسان پیشنهاد شد (زویترینگ و همکاران، 1990).
همچنین در پژوهشی دیگر پارامترهای رشد میکروارگانیسم با مدل های لجستیک، گومپرتز و برانی107برای میکروارگانیسم Brochothrix thermosphacta مورد ارزیابی قرار گرفت. R2 بعنوان شاخصی برای تعیین بهترین مدل جهت پیش بینی رشد میکروارگانیسم در نظر گرفته شد و برای مدل لجستیک از 0.9865 تا 0.9884 و برای مدل های گومپرتز و برانی بترتیب در محدوده 0.9825 تا 0.9999 و 0.9834 تا 0.9971 گزارش شد. از این رو مدل گومپرتز با بالاترین R2 و پس از آن برانی و لجستیک برای محاسبه پارامترهای رشد میکروارگانیسم مناسب در نظر گرفته شد ( ژو و همکاران، 2008).
در این پژوهش با توجه به افزایش فاز تاخیر(Lag phase) از (h) 3.492 به (h) 3.644 می توان دریافت که استفاده از نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره باعث افزایش در زمان فاز تاخیر شده است. با بکارگیری این نانوکامپوزیت مدت زمان فاز تاخیر نسبت به فیلم پلی لاکتیک (نمونه شاهد) به مقدار 4.3% افزایش یافت بطوری که بیشترین زمان فاز تاخیر در فیلم 2% نانو نقره و کمترین آن در فیلم حاوی 0.5% نانو ذرات نقره مشاهده شد که احتمالا به خطای آزمایش و یا کیفیت فیلم مربوط می شود.
نتایج بدست آمده از این بررسی مطابق با نتایج جوکار و همکارانش در سال 2010 در بررسی فعالیت ضد میکروبی نانوکامپوزیت پلی اتیلن با دانسیته پائین/ نقره بود. بکارگیری این نانوکامپوزیت زمان فاز تاخیر را برای رشد باکتری اشرشیاکلی 1 ساعت (3.52 به 4.38 ساعت) افزایش داد ( جوکار و همکاران ، 2010).
دیگر نتایج حاکی از آن است که استفاده از نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره باعث افت قابل ملاحظه ای در سرعت رشد میکروارگانیسم شد به طوری که از (h-1) 0.171 به (h-1) 0.118 تقلیل یافت. کمترین سرعت رشد میکروارگانیسم مربوط به بکارگیری فیلمی با 2% نانو نقره است و بیشترین آن در فیلم شاهد ( فاقد نانو نقره) مشاهده شد، این نتیجه بیان گر کاهش 30.9% سرعت رشد میکروارگانیسم و تاثیر خاصیت ضد میکروبی نانو ذرات نقره بر باکتری اشرشیا کلی است.
این نتیجه با گزارشات فرناندز و همکارانش در سال 2009 هماهنگی دارد. فرناندز بیان کرد که در اثر استفاده از کیسه های جاذب حاوی نانو ذرات نقره در بسته های گوشت مرغ، رشد میکروب ها 40 درصد کاهش می یابد (فرناندز و همکاران ، 2009).
همان گونه که انتظار می رفت، استفاده از نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره باعث افت قابل ملاحظه ای در جمعیت نهایی میکروارگانیسم اشریشیا کلی شد، به طوری که این پارامتر از 1.601 به 1.086 تقلیل یافت و بیان گر کاهش 32.16 درصدی در این شاخص بود.
برخی محققان عنوان کردند که مواد ضد میکروب گنجانده شده در مواد بسته بندی با گسترش فاز تاخیر و کاهش سرعت رشد میکروارگانیسم و کاهش جمعیت میکروارگانیسم ها، موجب غیرفعال شدن میکروارگانیسم ها می شوند (کوینتاوالا و ویسینی108، 2002 ؛ هان، 2000) که این نتایج با یافته های بدست آمده از این بررسی کاملا صدق می کند.
همچنین نتایج دیگر محققین نیز حاکی از کاهش شمارش کلی میکروب ها با افزایش درصد نانو ذرات نقره بود ( ستاری نجف آبادی و همکاران، 2009؛ ولی پور مطلق و همکاران، 1387).

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   تحقیق درباره ورزشکاران، بهبود عملکرد، گروه کنترل

شکل (4-1) : منحنی رشد باکتری اشرشیاکلی

4-2- طیف سنجی مادون قرمز ( FTIR)
آنالیز طیف های FTIR برای شناسایی پیوندهای ایجاد شده و توصیف تعامل بین نانو ذرات نقره و PLA استفاده شده است.

شکل (4-2) : طیف FTIR نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره
(الف) PLA ، (ب) 0.5% Ag ،(ج) 1% Ag ، (د) 2% Ag

همانطور که در شکل (4-2) مشاهده می شود، پیوندهای C-O ، C-H ( مضاعف) و O-H کششی109 از گروه انتهایی -CH ( CH3)-OHدر پلی لاکتیک اسید، بترتیب در پیک هایcm-1 1181 (1071)،cm-1 2995 (2936) وcm-1 3502 مشاهده می شوند. بدلیل حضور گروه -CH-CO-O- امکان مشاهده انشعاب گروه کربونیل( C=O) در محدوده 1747 نیز وجود دارد. همچنین حضور پیک های محدوده 1265 ، 1452 و 1459 نیز بترتیب ناشی از پیوندهای C-O و پیوندهای متقارن و نامتقارن CH3 و -CH- است.
نتایج بدست آمده از این آنالیز با نتایج بدست آمده توسط یونس و کوهن110 (1998)، نیکولیک و همکاران111 (2010) و شاملی و همکاران (2010) هماهنگی دارد. همچنین راموس و همکارانش (2014) در بررسی نانوکامپوزیت نقره/پلی لاکتیک اسید به نتایج مشابهی دست یافتند.
همان گونه که بیان شد، تمام پیوندهای مشاهده شده مشابه یافته های سایر محققین است با این تفاوت که با افزودن نانوذرات نقره، پیک جدیدی در محدوده 3620 که مربوط به پیوند هیدروکسیل و تعامل شیمیایی بین نانوذرات نقره و پلیمر پلی لاکتیک اسید ظاهر شد.

4-3- آنالیز آزمون پراش پرتو ایکس (XRD)
XRD نمونه فیلم های PLA و

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید