بستر جذب سيال: افقي نويد بخش به منظور بازيابي نانوذرات پروتييني جهت كاربرد در سامانه‌هاي انتقال دارو و صنايع غذايي

Fluidized Bed Adsorption: A Promising Perspective for Protein Nanoparticle Recovery in Drug Delivery and Food Science Application

در سال‌هاي اخير، تلاش‌هاي تحقيقاتي قابل ملاحظه‌اي در زمينه بهبود صنايع دارويي و غذايي با استفاده از نانوذرات پروتييني به عنوان حامل براي مولكول‌هاي مختلف، انجام شده است. بستر جذب سياليك روش توانمند و مناسب جهت خالص‌سازي نانومحصولات زيستي است كه طي دو دهه گذشته به طور گسترده‌اي به كار گرفته شده است. در كار حاضر، خصوصيات بسط بستر و رفتار هيدروديناميكي بستر جذب سيال براي دست يافتن به مطلوب‌ترين شرايط بازيابي نانوذرات آلبومين تخم مرغ بر روي جاذب‌هاي تبادل آنيوني مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه‌گيري توزيع زمان ماند (RTD) يك روش مرسوم جهت ارزيابي خصوصيات هيدروديناميكي بستر جذب سيال بوده و در اين پژوهش مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از اندازه‌گيري RTD، تاثير ميزان بسط بستر، قطر داخلي ستون و ارتفاع اوليه بستر بر روي خصوصيات هيدروديناميكي بررسي شد. مشاهده شد كه ضريب پراكندگي محوري با افزايش ميزان بسط بستر، قطر داخلي ستون و ارتفاع اوليه بستر افزايش مي‌يابد. علاوه بر اين، ظرفيت جذب ديناميكي نانوذرات آلبومين تخم مرغ بر روي جاذب استريم لاين با ليگاند دي اتيلن آمين اتيل مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان داد كه ظرفيت جذب ديناميكي با افزايش سرعت جريان كاهش مي‌يابد. سپس نانوذرات آلبومين تخم مرغ در ستون بارگذاري شد. بازده بازيابي در شرايط بهينه 79/80% بدست آمد، كه اين درصد بازيابي در كروماتوگرافي تبادل آنيوني بسيار خوب تفسير و ارزيابي مي‌شود.

In recent years, there has been a tangible research diligence in improving food and pharmaceutical industry applying protein nano-particles as carriers for various molecules. Fluidized bed adsorption is an expedient technique for purification of nano-structure bioproducts, has been broadly employed in the past two decades. In the present work, the expansion and hydrodynamic properties of a fluidized bed adsorption for attaining the optimal purification conditions of egg-albumin nano-particle using anion exchange adsorbents were investigated. The residence time distribution (RTD) measurement is a conventional method frequently used to infer hydrodynamic properties in a fluidized bed adsorption. Using measurements of residence time distributions, hydrodynamic properties in the expanded beds were evaluated. The effects of the bed expansion degree, column diameter and settled bed height on the hydrodynamic properties were investigated. It was revealed that axial dispersion coefficient (Daxl) increased with increasing bed expansion degree, column diameter and settled bed height. Additionally, dynamic binding capacity for the egg-albumin nano-particles upon streamline DEAE adsorbent was analyzed. The results showed that the dynamic binding capacity was decreased with the increasing of flow velocity. Subsequently, egg-albumin nano-particles were exerted to the column. The yield of egg-albumin nano-particle recovery under optimal condition was 80.79%, which is a noticeable result in ion exchange chromatography.