۲۰۴۸۵پ
per
بررسی اثرات نانوساختار اکسید گرافن و نانوکامپوزیت اکسید گرافن-نقره روی پارامترصهای رشد، نمو و بیوشیمیایی جلبک سبزChlorella vulgaris
Study of effects of graphene oxide nanostructure and graphene oxide-silver nanocomposite on the growth, developmental and biochemical parameters of the green alga Chlorella vulgaris
/فاطمه نظری هریس
: علوم طبیعی
، ۱۳۹۶
، افشاری
۹۶ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
زیست شناسی گیاهی گرایش سلولی تکوینی
۱۳۹۷/۰۹/۱۴
تبریز
نانومواد حداقل در یک بعد دارای اندازه‌صای بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر هستند .خواص جالب توجه آنها باعث شده است که کاربردهای بسیار متنوعی در صنایع شیمیایی، پزش‍ــکی، دارویی، الکترونیک و کش‍ــاورزی داش‍ــته باش‍ــند .در سال های اخیر تولید و کاربرد رو به رشد نانومواد مهندسی شده مانند نانوذرات فلزی، کوانتوم دات‌صها و نانومواد با پایه کربنی برای صنعت و پزشکی، منجر به نگرانی‌صهای عمیقی در رابطه با اثرات مضر احتمالی آنها روی سلامتی موجودات زنده و محیط زیست گردیده است .نانومواد آزاد شده به محیط زیست، در اکثر موارد اکوسیستم‌صهای آبی را آلوده می‌صکنند و بنابراین بررسی سمیت نانومواد روی جلبک‌صها می‌صتواند اطلاعات مفیدی را در رابطه با سمیت آنها برای سایر جانداران آبزی ارائه دهد .همچنین با بررسی تاثیر نانومواد روی جلبک‌صها، می‌صتوان برهمکنش بین نانومواد با سلول-های زنده جلبکی و غیر جلبکی را پیش بینی نمود .هدف از رساله حاضر تولید نانوساختار اکسید گرافن (GO) و نانوکامپوزیت اکسید گرافن احیا شده- نقرهrGO) - (Agو بررسی اثر این نانومواد روی فعالیت-های رشد و نموی گونه جلبکی Chlorella vulgaris بود .پژوهش حاضر در دو بخش تعریف گردید .در بخش اول، سنتزGO و سنتز سبزrGO- Agبا روش گرمابی مد نظر قرار گرفت و مشخصات آنها با استفاده از تکنیک‌صهایSEM ،XRD ، EDX و رامان تعیین گردید .در مرحله بعد، مقایسه اثرات سمی این دو نانوماده در غلظت‌صهای۱ ،۱۰ ، ۲۰ و ۳۰ میلی‌صگرم بر لیتر، روی گونه‌ص جلبکی مذکور مورد بررسی قرار گرفت .در بخش دوم، سنتز سبزrGO- Agبا روش مایکروویو انجام شد و پس از تعیین مشخصات، اثرات سمی این نانوماده در غلظت‌صهای۱ ،۲ ، ۴ و ۶ میلی‌صگرم بر لیتر، رویChlorella vulgaris مطالعه گردید .برای بررسی سمیت نانومواد سنتز شده در رساله حاضر، روش‌صهای میکروسکوپی الکترونی روبشی و فلورسانس، آنالیز فلوسیتومتری، اندازه‌صصگیری پارامترهای رشدی شامل تعداد سلول‌صها و وزن تر و وزن خشک، سنجش میزانH۲O۲ ، سنجش فعالیت آنزیم‌صهای آنتی اکسیدان، سنجش مقدار رنگیزه‌صهای فتوسنتزی و فنل و فلاونوئید کل در غلظت‌صهای تعیین شده از نانومواد مذکور انجام گردید .نتایج حاصل از بخش اول نشان داد که در غلظت‌صهای مورد مطالعه،rGO - Agدارای سمیت بیشتری نسبت بهGO است که به دلیل حضور نانوذرات نقره در ساختار آن می‌صباشد .بر اساس تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و فلورسانس، GO تاثیری روی سلول‌صهای جلبکی نداشت، ولیrGO- Agباعث تغییرات مورفولوژیکی و سیتولوژیکی سلول‌صها گردید .آنالیز فلوسیتومتری نشان داد که درصد سلول‌صهای زنده در نمونه‌صهای تیمار شده باrGO - Agنسبت به نمونه‌صهای شاهد و تیمار شده با GO کاهش یافته است .همچنینrGO - Agباعث کاهش تعداد سلول‌صها، وزن تر و وزن خشک، فعالیت آنزیم کاتالاز و مقدار رنگیزه‌صهای فتوسنتزی و فنل و فلاونوئید کل و افزایش فعالیت آنزیم‌صهای سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربات پراکسیداز و مقدار H۲O۲ گردید، در حالیکهGO تاثیر قابل توجهی روی این پارامترها نداشت .نتایج حاصل از بخش دوم نشان داد که در غلظت‌صهای مورد مطالعه،rGO - Agسبب ایجاد سمیت در سلول‌صهای جلبکی گردید .تغییرات مورفولوژیکی و سیتولوژیکی سلول‌صها، کاهش تعداد سلول‌صها، کاهش وزن تر و وزن خشک، کاهش درصد سلول‌صهای زنده، کاهش فعالیت آنزیم کاتالاز، کاهش مقدار رنگیزه-های فتوسنتزی و فنل و فلاونوئید کل، افزایش فعالیت آنزیم‌صهای سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربات پراکسیداز و افزایش مقدارH۲O۲ در اثرrGO - Agمشاهده گردید .همچنین نتایج حاصل از بخش اول و دوم نشان داد کهrGO - Agسنتز شده با روش مایکروویو سمیت بیشتری نسبت بهrGO - Agسنتز شده با روش گرمابی داشت .با توجه به نتایج آنالیز مقدار عناصر(EDX) ، درصد نقره درrGO - Agسنتز شده با روش مایکروویو نسبت بهrGO- Agسنتز شده با روش گرمابی بیشتر بود که احتمالا دلیل سمیت بیشتر آن نسبت بهrGO- Agسنتز شده با روش گرمابی می‌صباشد
Nanomaterials are defined as structures with at least one dimension between 1 to 100 nm. Their special properties have led to a wide range of applications in the chemical, medical, pharmaceutical, electronic and agricultural fields. In recent years, the increasing rate of production and application of engineered nanomaterials such as metal nanoparticles, quantum dots and carbon-based nanomaterials have resulted in their release to the environment. Therefore, investigation on the toxicity of nanomaterials on algal species can be defined as an important issue for understanding possible risks of these nanomaterials to aquatic environments. Also, by studying the effect of nanomaterials on algae, the interaction between nanomaterials and living algal and non-algal cells can be predicted. The aim of this thesis was the synthesis of graphene oxide nanostructure (GO) and reduced graphene oxide-silver nanocomposite (Ag-rGO), and studying their effects on the growth and developmental activities of Chlorella vulgaris. Present work was comprised of two sections. In the first section, after the synthesis of GO and phytosynthesis of Ag-rGO (using hydrothermal method), their characteristics were determined by XRD, SEM, EDX and Raman techniques. Then, the toxic effects of these nanomaterials were compared on C. vulgaris at the concentrations of 1, 10, 20 and 30 mg/L. In the second section, phytosynthesis of Ag-rGO was accomplished using microwave method, and the toxic effects of this nanomaterial was studied on C. vulgaris at the concentrations of 1, 2, 4 and 6 mg/L after determining its characteristics. Scanning electron and fluorescence microscopy techniques, flow cytometry analysis, measurement of growth parameters including cells number and fresh and dry weight, measuring the H2O2 content, evaluation of antioxidant enzymes activities and measuring the amount of photosynthetic pigments and total phenol and flavonoid contents, were used for the toxicity assessment of synthesized nanomaterials. According to the results of the first section, Ag-rGO is more toxic than GO that is possibly associated with the presence of Ag nanoparticles in the structure of these nanocomposites. Images of scanning electron and fluorescence microscopes confirmed that GO had no effect on algal cells, whereas, Ag-rGO led to morphological and cytological changes of cells. Flow cytometric analysis showed that the viability of Ag-rGO-treated cells was decreased in comparison with the control and GO treated samples. Ag-rGO caused reduction in cells number, fresh and dry weight, CAT activity, photosynthetic pigments amount and total phenol and flavonoid contents, and, increment in SOD and APX activities and H2O2 content. Whereas, GO had no considerable effect on these parameters. According to the results of the second section; Ag-rGO caused toxicity on algal cells. The morphological and cytological changes of cells, reduction of percentage of viable cells, cells number, fresh and dry weight, CAT activity, photosynthetic pigments content and total phenol and flavonoid contents, and, increase of SOD and APX activities and H2O2 content were showed in Ag-rGO treated cells. Accordingly, Ag-rGO synthesized by the microwave method was more toxic than Ag-rGO synthesized by hydrothermal method. Considering the results of EDX analysis, weight percentage of Ag of Ag-rGO synthesized by microwave method was more than Ag-rGO obtained by hydrothermal method and this is probably the reason for the higher toxicity levels
Study of effects of graphene oxide nanostructure and graphene oxide-silver nanocomposite on the growth, developmental and biochemical parameters of the green alga Chlorella vulgaris
نظری هریس، فاطمه
Nazari Heris, Fatemeh
موافقی، علی، استادراهنما
جعفری راد، سعید، استادراهنما
دیوبند، بهارک، استادمشاور
محجل کاظمی، الهام، استادمشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
