سیمان سازی زیستی و رسوب کلسیت توسط عصاره درون سلولی باکتری اسپوروسارسینا پاستوری

سیمان سازی زیستی فرایند جدیدی است که در آن باکتری های هیدرولیز کننده اوره و یا آنزیم اوره­آز آزاد با تجزیه اوره و افزایش pH محیط و فعل و انفعالات شیمیایی در حضور یون کلسیم موجب تشکیل کلسیت می­شوند. امروزه نانوکلسیت کاربرد فراوانی در زمینه مهندسی مانند افزایش مقاومت خاک و بتن و همچنین در پزشکی مانند حمل دارو و درمان سرطان دارد. هدف از این مطالعه، بررسی شرایط آزمایشگاهی تولید ذرات نانو کلسیت  با کیفیت،  اندازه مناسب و خالص توسط عصاره آنزیمی اسپوروسارسیناپاستوری برای استفاده در مطالعات پزشکی و مهندسی بود. برای این منظور باکتری اسپوروسارسینا پاستوری در محیط نوترینت براث حاوی اوره و نیکل کشت داده شد و با رسیدن به زمان مناسب سلول­ها جدا و شست و شو شدند. سپس به وسیله سونیکاسیون عصاره آنزیمی آن­ها استخراج شد و سپس تولید رسوب کلسیت در غلطت­های مختلف اوره و کلسیم کلراید و مقادیر مختلف آنزیم و دما مورد مطالعه قرار گرفت. کیفیت کریستال­های کلسیت تولید شده و نسبت آن در مقایسه با دیگر کریستال­ها توسط آنالیزXRD  و SEM مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج آنالیز XRD مشخص شد که در اوره ۵/۰ مولار و کلسیم کلراید ۲۵/۰ مولار بیشترین میزان کلسیت با ۹۶ درصد و کمترین محصولات جانبی تولید می­شود. بررسی هیستوگرام اندازه ذرات در نمونه حاوی ۵/۰ مولار اوره و ۲۵/۰ مولار کلسیم کلراید مشخص کرد که طیف ذرات بین ۵۰ تا ۱۰۰ نانومتر است. ماهیت و جنس کریستال­ها توسط میکروسکوپ الکترونی مطالعه شد و آنالیزهای EDX حضور کلسیم، اکسیژن و کربن را نشان داد. طبق نتایج حاصل مشخص شد که با افزایش غلظت اوره و کلسیم، طیف اندازه ذرات  بزرگتر شده و همچنین درصد کلسیت تولید شده در غلظت های پایین اوره و کلسیم، بیشتر از غلظت­های بالا است.

Keywords:

Sporosarcina pasteurii , Urease , BEICP , XRD , SEM-EDX , اسپوروسارسینا پاستوری , اوره آز , BEICP , XRD , SEM-EDX