بررسیهای محاسباتی چارچوبهای آلی فلزی سازگار با زیست (bio-MOFs) برای جداسازی سم اورمیک مبتنی بر جذب
| عنوان | بررسیهای محاسباتی چارچوبهای آلی فلزی سازگار با زیست (bio-MOFs) برای جداسازی سم اورمیک مبتنی بر جذب |
|---|---|
| نویسنده | یلدیز، تانر |
| تاریخ انتشار: | 2022-06-22T08:16:18Z |
| نوع | سند |
| زبان | انگلیسی |
| دیجیتال | بله |
| نسخه خطی | خیر |
| کتابخانه: | دانشگاه اوزیغین |
| شماره ثبت | fe7a802e-49ac-4a5f-92e2-884846bd9efe |
| محل کتابخانه | گروه مهندسی مکانیک |
| تاریخ | 2022-06-22T08:16:18Z |
| متن نمونه | در حال حاضر از غشاهای پلیمری در دستگاه های دیالیز برای جداسازی سموم اورمیک از خون بیماران کلیوی مزمن استفاده می شود. با این حال، غشاهای پلیمری می توانند تنها سموم کوچک اورمیک محلول در آب مانند اوره و کراتینین را فیلتر کنند و به طور کلی عملکرد جداسازی ضعیفی (<40 میلی گرم در گرم) برای سموم اورمیک نشان می دهند. به عنوان جایگزینی برای غشاها، می توان از روش های جداسازی مبتنی بر جذب برای حذف سموم اورمیک از خون استفاده کرد. در این پایان نامه، ما عملکردهای جداسازی سم اورمیک مبتنی بر جذب 315 چارچوب آلی فلزی سازگار با زیست (bio-MOFs) را با انجام شبیهسازیهای اتمی با جزئیات شناسایی میکنیم. ما ابتدا bio-MOF های آبگریز را شناسایی کردیم و سپس جذب اوره، کراتینین و آب آنها را با انجام شبیه سازی های مونت کارلو (GCMC) در 310 K و 1 بار محاسبه کردیم. نتایج نشان داد که چندین bio-MOF از جاذبهای سنتی مانند زئولیتها، کربنهای فعال، نانوالیاف کامپوزیت زئولیت-پلیمر و پلیمرها از نظر جذب کراتینین و اوره بهتر عمل میکنند. انتخاب جذب برای جداسازی اوره/آب، کراتینین/آب و کراتینین/اوره در هر دو رقت بی نهایت و 1 بار، 310 K محاسبه شد. انتخاب جذب اکثر bio-MOFs برای جداسازی اوره/آب محاسبه شده در 1 bar در رقت بسیار بالاتر از آن محاسبه شد. با این حال، انتخاب های جذب برای جداسازی کراتینین/آب محاسبه شده در 1 بار بسیار کمتر از آنهایی بود که در رقت بی نهایت برای اکثر bio-MOF ها محاسبه می شد، به دلیل تفاوت در قدرت برهمکنش مولکول های کراتینین و اوره در چارچوب. ما همچنین شبیهسازیهای محاسباتی GCMC را برای مخلوطهای دوتایی و سه تایی سموم اورمیک انجام دادیم و نتایج نشان داد که جذب کراتینین bio-MOFs در حضور آب تغییر قابلتوجهی نمیکند زیرا کراتینین به شدت در منافذ bio-MOFs جذب میشود. با این حال، جذب آب در bio-MOFs در شرایط مخلوط به دلیل پیوندهای هیدروژنی بین سموم اورمیک و مولکولهای آب کمی افزایش یافت. به طور کلی، بیو-MOF های مبتنی بر آدنین شامل bio-MOF-11 (YUVSUE) و bio-MOF-12 (BEYSEF) و یک MOF مبتنی بر دی سیان آمید، KEXDIB، کاندیدهای امیدوارکننده ای برای جداسازی اوره/آب و آب کراتینین هستند. نتایج ما برای توسعه جاذبهای bio-MOF با کارایی بالا برای جداسازی توکسین اورمیک بسیار مفید خواهد بود. Fakat polimerik membranlar üre ve creatin gibi sadece suda çözünür küçük üremik toksinleri filtreleyebilir ve genellikle üremik toksinleri ayırmada düşük performans (<40 mg/g) göstermektedirler. Membranlara alternatif olarak, üremik toksinleri kandan uzaklaştırmak için adsorption dayalı ayırma yöntemleri de kullanılabilir. Bu tezde, atomik düzeyde detaylı simülasyonlar gerçekleştirilerek 315 biyolojik-uyumlu metal organik yapının (biyo-MOFların) adsorpsion dayalı üremik toksin ayırma performansları belirlenmiştir. Öncelikle hidrofobik biyo-MOFlar tayin edilmiş ve daha sonra 310 K ve 1 bar'da Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) simülasyonları kullanılarak bu hidrofobik biyo-MOFlar içerisinde tutunan üre, kreatinin ve su miktarıştlar. Sonuçlar birkaç biyo-MOF'un kreatinin ve üre alımı açısından zeolitler, aktif karbonlar ve polimerler gibi geleneksel adsorbanlardan daha iyi performans sağladığını göstermiştir. اوره/سو، کراتینین/سو و کراتینین/üre ayrımları için adsorpsiyon seçicilikleri hem sonsuz seyreltmede hem de 1 bar, 310 K'de hesaplanmıştır. Çoğu biyo-MOF için üre/su ayrımı için 1 bar'da hesaplanan adsorpsiyon seçiciliği، sonsuz seyreltmede hesaplanan seçicilik değerlerinden çok daha yüksek bulunmuştur. Fakat biyo-MOFların gözenekleri içindeki kreatinin ve üre moleküllerinin etkileşim gücündeki farklılık nedeniyle 1 bar'da kreatinin/su ayrımı için hesaplanan adsorpsiyon seçiciliği sonsuze heseyğrelert düşük bulunmuştur. Ayrıca, hesaplama gücü gerektiren GCMC simülasyonları üremik toksinlerin ikili ve üçlü karışımları için gerçekleştirilmiştir ve sonuçlar biyo-MOFların kreatinin alımlarının su ortamında önemliğiniğışımları. چونکو کراتینین، بیو-MOFların gözenekleri içinde güçlü bir şekilde tutulmuştur. بونونلا بیرلیکته، بیو-MOFlarda ادسورپلانان سو میکتاری، ورمیک توکسینلرین و سو مولکوللرینین آراسیندا میدانا گلن هیدروژن باغلاری ندنییل کاریشیم دوروموندا بیرز آرتمیشتیر. Genel olarak, adenin bazlı biyo-MOFların (biyo-MOF-11 (YUVSUE) ve biyo-MOF-12 (BEYSEF) gibi) و disyanamit bazlı bir MOF olan KEXDIB'in hem üre/su hem de kreatinin/su ayrımutlarğı ayrımlaruci için. Sonuçlarımız, üremik toksin ayrımı için yüksek performanslı biyo-MOF adsorbanların geliştirilmesi için oldukça faydalı olacaktır. |
