ارزشیابی بیولوژیکی مواجهه با تولوئن و زایلن با استفاده از روش میکرواستخراج فاز جامد پخشی برپایه نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده Fe3O4@SiO2

زمینه و هدف: تولوئن و زایلن دسته ای از آلاینده های آلی فرار هستند که به طور گسترده به عنوان حلال های آلی درصنعت مورد استفاده قرار می گیرند. مهمترین پیامد بهداشتی ناشی از مواجهه با بخارات این آلاینده ها، درگیری سیستماعصاب مرکزی است. علاوه بر سیستم اعصاب مرکزی اندام های دیگر نظیر ریه ها، کبد و کلیه، دستگاه گوارش و پوست در اثرمواجهه با این آلاینده ها نیز دچار آسیب می شوند. با توجه به سمیت زیاد این ترکیبات و همچنین پیچیدگی ماتریکس هایبیولوژیکی، توسعه و ایجاد روش های تجزیه ای قوی که بتواند با دقت بالا متابولیت این ترکیبات را در نمونه های بیولوژیکیتعیین کند، ضروری است. لذا در این تحقیق با استفاده از روش میکرواستخراج فاز جامد بر پایه ی ی نانو ذرات مغناطیسیاصلاح شده Fe3O4 و ترکیب آن با سورفاکتانت برای جداسازی و پیش تغلیظ متابولیت های تولوئن و زایلن (هیپوریک اسید ومتیل هیپوریک اسید) از نمونه های بیولوژیکی (ادرار) استفاده شد.مواد و روش ها: در این مطالعه آزمایشگاهی، پس از بهینه سازی روش آنالیز دستگاهی HPLC-UV ، نانوذره Fe3O4 سنتز وبا استفاده از سیلیکا، سطح آن اصلاح شد. در مرحله ی بعد، از نانو ذرات اصلاح شده Fe3O4 با مقدار بهینه سورفاکتانت جهتجداسازی و پیش تغلیظ متابولیت های تولوئن و زایلن استفاده شد. برای بهینه سازی پارامترهای موثر بر استخراج همزمانمتابولیت های مورد نظر از روش طراحی آزمایش BOX-Behenken استفاده شد. همچنین جهت اطمینان از سنتز صحیحنانوذرات Fe3O4 و اصلاح سطح آن ها با سیلیکا از تکنیک های دستگاهی نظیر FT-IR ، SEM و EDX استفاده شد. در نهایتروش بهینه شده برای اندازه گیری همزمان متابولیت های هیپوریک اسید و متیل هیپوریک اسید از نمونه های ادرار اسپایکشده مورد استفاده قرار گرفت.یافته ها: با استفاده از نتایج به دست آمده از مدل BBD ، مقادیر بهینه برای پارامترهای موثر بر مرحله جذب همزمانمتابولیت های تولوئن و زایلن با استفاده از جاذب Fe3O4@SiO2@SDS شامل pH ، میزان جاذب، زمان التراسونیک و غلظتسورفاکتانت به ترتیب برابر با 13.1 (میلی گرم)، 3/7 (دقیقه) و 4/1 (میلی مول بر لیتر) به دست آمد. در مرحله واجذب حلال متانول با حجم 1 سی سی و در مدت زمان 2 دقیقه توسط امواج التراسونیک به عنوان شرایط بهینه واجذب همزمانمتابولیت های مورد مطالعه انتخاب شد. پس از بهینه سازی پارامتر های موثر در راندمان استخراج متابولیت های تولوئن وزایلن، با استفاده از جاذب Fe3O4@SiO2@SDS ، منحنی کالیبراسیون در نمونه های بیولوژیکی (ادرار) و برآورد حدتشخیص و محدوده ی خطی روش، برای متابولیت های مورد مطالعه به دست آمد. برای استخراج همزمان متابولیت های موردمطالعه توسط جاذب Fe3O4@SiO2@SDS در محدوده 5-4000 ppb با R2= 0.988 به دست آمد. همچنین مقادیر حدتشخیص و حد کمی سازی روش به ترتیب برابر با 1 و 5 ppb برای هیپوریک اسید و 3 و 5 ppb برای متیل هیپوریک اسیدبه دست آمد. نتیجه گیری: مطابق با نتایج به دست آمده، روش بهنیه سازی شده به طور قابل توجهی فرآیند جداسازی و راندمان استخراجمتابولیت های ذکر شده، در مقایسه با روش های سنتی استخراج فاز جامد، بهبود می دهد. در روش فوق الذکر، استفاده ازنانوذرات مغناطیسی اصلاح شده و سورفاکتانت سبب راندمان استخراج بسیار بالا و مرحله شویش ساده متابولیت های موردمطالعه از سطح جاذب شد. علاوه بر این، خاصیت مغناطیسی نانو ذرات کمک می کند تا با استفاده از یک آهنربا نانوذرات را از محیط نمونه در مدت زمان بسیار کوتاهی جدا کرده که این امر سبب جداسازی سریع جاذب از محیط نمونه شده وزماناستخراج را به میزان زیادی کاهش می دهد. همچنین برای پخش کردن نانوذرات در محیط نمونه از امواج التراسونیک استفادهشد. استفاده از امواج التراسونیک به افزایش ضریب انتشار نانوذرات کمک و سبب انتقال سریع جرم متابولیت های هدف بهجاذب می شود. با توجه به نتایج به دست آمده می توان اظهار داشت که از روش فوق به عنوان روشی روتین برای استخراجهمزمان هیپوریک و متیل هیپوریک اسید از نمونه های ادرار استفاده کرد.