بررسي امكان ريزكپسولاسيون ريزجلبك كروموكلوريس زوفينجنسيس با فناوري ميكروفلوئيديك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

ريزجلبك‌ها بعنوان ميكروارگانيسم‌هاي فتوسنتزكننده، داراي محتواي غني از تركيبات زيست فعال نظير پروتئين‌ها، ليپيدها، كربوهيدرات‌ها، ويتامين‌ها و آنتي‌اكسيدان‌ها است. اين ويژگي‌ها، باعث رشد چشمگير كاربرد ريزجلبك‌ها در صنايع مختلف شده‌است. با اين ‌حال، حساسيت سلول‌هاي ريزجلبك به عوامل محيطي مانند دما، pH و نور شديد چالش‌هاي قابل‌توجهي را در حفظ زيستي و فعاليت بيولوژيكي آن‌ها در فرايندهاي صنعتي و كاربردهاي نهايي ايجاد مي‌كند. بمنظور غلبه بر اين چالش‌ها، روش ريزكپسولاسيون بعنوان يك راه‌حل مؤثر مورد توجه قرار گرفته‌است. از طرفي، فناوري ميكروفلوئيديك به دليل قابليت‌هاي منحصربه‌فرد آن، روشي كارآمد براي انجام فرايند ريزكپسولاسيون است. اين ويژگي‌ها منجر به بهبود بازدهي ريزكپسولاسيون، كاهش مصرف مواد اوليه و ايجاد ريزكپسول‌هايي با توزيع اندازه باريك و پايداري بالا مي‌شود. هدف اين پژوهش، ريزكپسولاسيون سلول‌هاي ريزجلبك درون ريزكپسول‌هاي آلژينات با استفاده از فناوري ميكروفلوئيديك به‌منظور حفظ خواص آن‌هاست. محلول آبي آلژينات سديم حاوي ريزجلبك‌ها (فاز آبي) در يك تراشه ميكروفلوئيديك جريان متمركز با ديواره‌هاي آبگريز، در تماس با روغن معدني حاوي ماده فعال سطحي Span-80 (فاز آلي) قرار گرفت تا ميكروقطرات آلژينات حامل ريزجلبك‌ها در اين تراشه شكل گيرد. مايع دو فازي در خروجي تراشه درون يك ظرف حامل محلول آبي كلسيم كلرايد جمع‌آوري مي‌گرديد تا در اين حين، آلژينات در تماس با كلسيم كلرايد ژل شده و ريزكپسول‌ها شكل گيرد. اندازه ريزكپسول‌ها در اين كار در بازه µm 97 تا µm 205 قرار داشت. نتايج نشان داد دبي حجمي فازها، نسبت دبي حجمي فازها و غلظت آلژينات تاثير قابل توجهي بر اندازه ريزكپسول‌ها دارند. غلظت ريزجلبك‌ها نيز بر اندازه ريزكپسول تاثير معناداري داشت اما قدرت تاثير آن خفيف‌تر از سه پارامتر ذكر شده بود. بمنظور بررسي پايداري ريزجلبك‌هاي پوشش داده شده، فازهاي آبي با غلظت cell/ml 106 × 8 از ريزجلبك و غلظت‌هاي متفاوت از آلژينات استفاده گرديد. سلول‌هاي ريزجلبك پوشش داده شده و آزاد در معرض نور شديد 40000 لوكس به مدت 20 روز قرار داده شدند. نتايج اندازه‌گيري كاروتنوئيد كل و تصاوير گرفته شده نشان داد كه در غلظت‌هاي (wt/v) %5/1 و (wt/v) %5/2 از آلژينات، به ترتيب %69/48 و %38/59 از كاروتنوئيد ريزجلبك‌هاي پوشش داده شده حفظ گرديد در حالي كه ريزجلبك‌هاي آزاد تقريباً تمام كاروتنوئيد خود را از دست دادند و بي‌رنگ شدند. يافته‌هاي اين پژوهش نه‌تنها پتانسيل بالاي فناوري ميكروفلوئيديك در توسعه سيستم‌هاي ريزكپسولاسيون ريزجلبك‌ها را تأكيد مي‌كند، بلكه نشان مي‌دهد ريزكپسولاسيون ريزجلبك‌ها در آلژينات مي‌تواند به ميزان قابل‌توجهي منجر به حفظ مواد مورد ‌نظر در آن‌ها گردد.

236019

بيوتكنولوژي

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان