• شماره ركورد
    24509
  • شماره راهنما
    CHE.ENG2 337
  • عنوان

    ساخت و مشخصه يابي غشا هوشمند پاسخگوي دوگانه به pH براي جداسازي داروي ضد سرطان از پساب سنتزي

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي - محيط زيست
  • دانشكده
    فني و مهندسي
  • تاريخ دفاع
    1403/10/29
  • صفحه شمار
    141 ص.
  • استاد راهنما
    مريم همايون فال فيني
  • كليدواژه فارسي
    فلورويورسل , متوتروكسات , دوكسوروبيسين , غشا هوشمند , غشا حساس به pH پاسخ دوگانه , غشا نانوكامپوزيت , پلي وينيل پيريدين , پلي(اكريليك اسيد)
  • چكيده فارسي
    در اين پژوهش، با هدف حذف آلاينده¬هاي ضدسرطان، نظير دوكسوروبيسين، متوتروكسات و فلورويورسل، غشا نانوكامپوزيتي با رويكرد حساسيت به pH پاسخگوي دوگانه معرفي شد. در اين راستا، از پليمرهاي حساس به pH، پلي وينيل پيريدين (P4VP) با سازوكار دريچه باز، در زيرلايه و پلي(اكريليك اسيد)(PAA) با سازوكار دريچه بسته، در لايه¬ي گزينش¬گر و همچنين نانوذره¬ي حساس به pH، SiO2 در زيرلايه بهره برده¬شد. غشاهاي SiTj (i غلظت P4VP و j غلظت PAA) به منظور شركت در عمليات فيلتراسيون فاضلاب سنتزي مورد استفاده قرار گرفت. ساخت موفق غشاها، به وسيله¬ي آزمون¬هاي FTIR، FE-SEM، EDS، AFM و درجه¬ي پيوند، تاييد و توسط آزمون¬هاي زاويه¬ي تماس، تخلخل‌سنجي، پتانسيل زتا، جذب و واجذب نيتروژن، بازيابي شار، برش وزن مولكولي ، DLS و PZC، مشخصه¬يابي سطحي و ساختاري، شد. با بررسي نتايج به¬دست آمده از آزمايش¬هاي غربالگري، غشا پلي¬سولفون (PSF) با نانوذرات SiO2 و غلظت¬هاي مختلف P4VP (0 تا 10 درصد) در ماتريس غشا و PAA (65 تا 94 درصد) بر سطح آن، انتخاب شدند. عملكرد فيلتراسيون غشايي، به وسيله¬ي آزمون شار و دفع آلاينده و ميزان و نوع گرفتگي در pH و غلظت¬هاي مختلف آلاينده¬ها، مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد، در يك pH و غلظت آلاينده ثابت، با افزايش غلظت P4VP در S5T3، شار براي داروي دوكسوروبيسين، متوتروكسات و فلورويورسل، به 2/61، 59 و LMH/bar 6/73 و دفع به 3/73، 3/53 و 45 درصد مي¬رسد. نتايج گرفتگي كل نيز نشان داد، با افزايش غلظت P4VP، گرفتگي افزايش مي¬يابد. همچنين نتايج نشان داد كه با افزايش غلظت PAA در يك pH و غلظت آلاينده ثابت، شار داروي دوكسوروبيسين، متوتروكسات و فلورويورسل، در غشا S3T1 با 2/43، 2/38 و LMH/bar 5/46 به 3/60، 9/56 و LMH/bar 6/61 در غشا S3T5 مي¬رسد. همچنين افزايش دفع دارو، به ترتيب از 4/75، 6/42 و 4/30 درصد به 3/91، 5/60 و 3/50 درصد مي¬باشد. نتايج گرفتگي كل نيز كاهش گرفتگي با افزايش غلظت PAA را نشان مي¬دهد. براي سنجش پاسخگويي غشا به pH، غشا S3T3 در pHهاي 9،8،7،4،3 و 10 مورد بررسي قرار گرفت. با افزايش pH، دريچه¬هاي سطحي بسته شده كه سبب افزايش دفع داروها و در عين حال دريچه¬هاي زيرلايه باز شده، كه سبب افزايش شار دارو مي¬شود. در نهايت، در pH برابر 10 شار داروي دوكسوروبيسين، متوتروكسات و فلورويورسل به ترتيب به 7/63، 2/63 و LMH/bar 65 و دفع اين داروها به ترتيب به 7/94، 4/66 و 9/62 درصد مي¬رسد. عملكرد چشمگير غشا در پاسخگويي به pH و خودتنظيمي حفرات، سبب بالابودن شار عبوري از غشا در عين دفع مطلوب شده¬است.
  • كليدواژه لاتين
    Fluorouracil , Methotrexate , Doxorubicin , Smart membrane , Dual-responsive pH-sensitive membrane , Nanocomposite membrane , Polyvinylpyridine , Polyacrylic acid
  • عنوان لاتين
    Preparation an‎d characterization of dual pH-responsive membrane for separation of anticancer drugs from synthetic wastewater
  • گروه آموزشي
    مهندسي شيمي
  • چكيده لاتين
    In this study, a dual-responsive pH-sensitive nanocomposite membrane was developed to remove anticancer pollutants such as doxorubicin, methotrexate, an‎d fluorouracil. For this purpose, pH-sensitive polymers were employed: polyvinyl pyridine (P4VP) with an open-gate mechanism in the substrate an‎d polyacrylic acid (PAA) with a closed-gate mechanism in the selec‎tive layer. Additionally, pH-sensitive SiO2 nanoparticles were incorporated into the substrate. SiTj membranes (i representing P4VP concentration an‎d j representing PAA concentration) were utilized for filtering synthetic wastewater. The successful fabrication of these membranes was confirmed using various characterization analyses, including FTIR, FE-SEM, EDS, AFM, an‎d degree of grafting. Furthermore, their surface an‎d structural properties were characterized through contact angle measurements, porosity, zeta potential analysis, nitrogen adsorption-desorption, flux recovery, MWCO, DLS, an‎d PZC. By analyzing the results from the screening experiments, polysulfone (PSF) membranes incorporating SiO2 nanoparticles an‎d varying concentrations of P4VP (0–10%) in the membrane matrix, along with PAA (65–94%) on the surface, were selec‎ted. The membraneʹs filtration performance was eva‎luated through flux an‎d pollutant rejection tests, as well as the assessment of fouling types an‎d levels under different pH an‎d pollutant concentrations. The results revealed that, at a constant pH an‎d pollutant concentration, increasing the P4VP concentration in the S5T3 membrane resulted in flux values of 2.61, 59, an‎d 6.73 LMH/bar for doxorubicin, methotrexate, an‎d fluorouracil, respectively, while rejection reached 3.73%, 3.53%, an‎d 45%. Additionally, total fouling was observed to increase with higher P4VP concentrations. Conversely, increasing the PAA concentration at a constant pH an‎d pollutant concentration enhanced the drug flux for doxorubicin, methotrexate, an‎d fluorouracil. For the S3T1 membrane, flux values increased from 2.43, 2.38, an‎d 5.46 LMH/bar to 3.60, 9.56, an‎d 6.61 LMH/bar in the S3T5 membrane. The drug rejections decreased from 4.75%, 6.42%, an‎d 4.30% to 3.91%, 5.60%, an‎d 3.50%, respectively. Additionally, total fouling decreased with increasing PAA concentration. To assess the membraneʹs pH responsiveness, the S3T3 membrane was tested at pH values of 9, 8, 7, 4, 3, an‎d 10. As the pH increased, the surface gates closed, improving drug removal, while the substrate gates opened, increasing drug flux. At pH 10, the drug fluxes of doxorubicin, methotrexate, an‎d fluorouracil reached 63.7, 63.2, an‎d 65 LMH/bar, respectively, with corresponding rejections of 94.7%, 66.4%, an‎d 62.9%. The membrane demonstrated remarkable performance in responding to pH changes an‎d effectively self-adjusting its pores, resulting in high flux values while maintaining desirable pollutant rejection.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    122579
  • نويسنده

    باقرپور، پارسا