كاربرد باكتري سودوموناس.GSN23 و روشهاي الكتروشيميايي در شناسايي آلاينده فنل

Application of Pseudomonas.GSN23 bacterium and electrochemical methods for the identification of phenol contaminant

مقدمه: امروزه فنل به عنوان يك آلاينده مهم محيط زيست مطرح بوده و در تصفيه پسابهاي صنعتي داراي پايداري بيشتري نسبت به ساير تركيبات آروماتيك است. روشهايي براي شناسايي فنل در پسابها وجود دارد كه عليرغم دقت بالا، وقت گير و پيچيده مي باشند. استفاده از زيست حسگرهاي آنزيمي براي تشخيص تركيبات فنلي از روشهاي جايگزين و موثر در سنجش اين آلاينده مي باشد، هر چندكه نقاط ضعف كاربرد آنزيم ها و هزينه هاي اقتصادي بالا را نمي توان ناديده گرفت. يكي از راهكارهاي جايگزين غلبه بر نقاط ضعف كار با آنزيمها، سلول هاي ميكربي در زيست حسگرها مي باشند. در اين پژوهش با هدف طراحي يك زيست حسگر مقرون به صرفه و دقيق، از سلولهاي ميكربي استفاده شده است. مواد و روشها: باكتري گرم منفي سودوموناس.GSN23 در حضورغلظتهاي بالاي فنل آداپته شده و با ايجاد پيوندهاي فيزيكي و شيميايي بر روي الكترودهاي كار (كربن شيشه اي و ميكروالكترودهاي مركب طلا) تثبيت گرديد و روشهاي الكتروشيميايي (ولتامتري موج مربعي و هدايت سنجي) براي سنجش فنل مورد استفاده قرار گرفت. نتايج: باكتري سودوموناس. GSN23 در حضور 1 گرم در ليتر فنل توانست در ساعت 32 رشد، 73% از غلظت اوليه فنل را مصرف نموده و در ساعت 72 ميزان فنل در محيط را به صفر برساند. اين باكتري پاسخ هاي مثبت و قابل تكراري را در روش هدايت سنجي براي شناسايي فنل در گستره تشخيص 300-1 ميلي گرم در ليترنشان داده و ميزان انتخاب پذيري زيست حسگر طراحي شده به سوبستراي فنل در مقايسه با ساير تركيبات آروماتيك 5 برابر بالاتر تخمين زده شد. بحث و نتيجه‌گيري: زيست حسگرهاي ميكربي داراي صرفه اقتصادي، پايداري ساختار و مقاومت به تغييرات محيطي مي باشند. در اين پژوهش باكتري سودوموناس.GSN23 به عنوان مصرف كننده فنل مورد استفاده قرار گرفته و با روش هدايت سنجي پاسخ هاي قابل تكراري در سنجش اين آلاينده بدست آمد.

Introduction: Phenol is considered to be an important pollutant in the environment and is steadier than other aromatic compounds in industrial treatment. There are several methods for detecting phenol in the wastes. In spite of the high accuracy of these methods, they are time consuming and complex. The utilization of enzymatic biosensors for the identification of phenolic compounds is one of the options and successful techniques. However, the weaknesses of enzymes and high financial expenses cannot be ignored. One of the alternative solutions to overcome the shortcomings of working with enzymes is the utilization of microbial cells in biosensors. In this study, microbial cells were used to design a reasonable and accurate biosensor. Materials and Methods: In this survey, designing of a biosensor was examined using a phenol consuming bacterium. Pseudomonas.GSN23 was acclimatized to high phenol concentrations and immobilized by forming physical and chemical links on working electrodes (glassy carbon and gold interdigitated microelectrodes).Two electrochemical methods (square wave voltammetry and conductometric) were utilized to measure the phenol. Results: In the presence of 1 gram per liter phenol, as the only source of carbon and energy, Pseudomonas. GSN23 consumed 73% of the initial phenol concentration at 32 hours and phenol consumed completely at 72 hours. This bacterium had positive and repeatable responses in conductometric method for phenol detection in the range of 1-300 milligram per liter. The phenol selectivity of the designed biosensor was estimated 5 times more than other aromatic compounds. Conclusion: Microbial biosensors are practical, stable and resistant to the changes of the experimental media. In this study, Pseudomonas.GSN23 was utilized as a phenol consuming bacterium and by conductivity measurement; repeatable responses were acquired in detecting this contaminant.