بررسی توان گونه گیاهی Ricinus communis در جذب داروي متفورمین
هیدروکلراید
سپیده حسینی1
رکسانا موگویی2* مهدي برقعی3
گلناز تجدد4
moogouei_roxana@yahoo.com

چکیده
زمینه و هدف: این مطالعه به منظور بررسی توان گونه گیاهی Ricinus communis در پالایش داروي متفورمین هیدروکلراید از محلول ها مورد بررسی قرار گرفت.
روش بررسی: در روش گیاه پالایی براي پالایش محلول ها ي حاوي داروي متفورمین هیدروکلراید، ابتدا گیاهان گونه Ricinus communis در خاك کشت داده شد و سپس در شرایط کنترل شده و آزمایشگاهی در معرض جذب داروي متفورمین هیدروکلراید از محلول متفورمین هیدروکلراید با غلظت هاي متفاوت 20 و 50 میلی گرم بر لیتر متفورمین هیدروکلراید به مدت 14 روز قرار گرفت و در نهایت محلول به دستگاه HPLC براي تعیین غلظت باقی مانده داروي متفورمین هیدروکلراید تزریق شد.
یافته ها: در پایان 14 روز مشخص گردید که گونه Ricinus communis داراي کارآیی 06,45 و 21 درصد در دو غلظت 20 و 50 میلی گرم بر لیتر در پالایش داروي متفورمین هیدروکلراید از محلول ها می باشد .
بحث و نتیجه گیري: نتایج این تحقیق نشان می دهد که حداکثر 06/ 45 % داروي متفورمین هیدروکلراید مورد پالایش قرار گرفته که مربوط به پایین ترین غلظت متفورمین هیدروکلراید ( 20 میلی گرم بر لیتر ) می باشد، که نشان می دهد Ricinus communis می تواند گونه متوسطی براي گیاه پالایی و جذب متفورمین هیدروکلراید از محلول ها باشد .
واژه هاي کلیدي:” Ricinus communis“ ، “گیاه پالایی” ، “متفورمین هیدروکلراید”

کارشناسی ارشد مدیریت محیط زیست، دانشگاه علوم و تحقیقات تهران
استادیار دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال
استاد دانشگاه صنعتی شریف
استادیار دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال

مقدمه
در سال هاي اخیر پالایش زیستی به عنوان روشی سازگار با محیط زیست با کیفیتی مطلوب و هزینه هاي پایین تر مورد توجه بوده است(1-2). با توجه به گسترش جمعیت و افزایش شهرنشینی و به تبع آن افزایش بیماري ها سرانه مصرف دارو در جهان رو به افزایش است .متفورمین از جمله داروهایی می باشد که تولید آن در حال حاضر رو به گسترش است. بیشترین مصرف داروي متفورمین هیدروکلراید در درمان بیماري دیابت نوع 2 می باشد و از آنجاییکه این بیماري با مرض چاقی ارتباط مستقیم دارد میزان مصرف آن روز به روز در حال افزایش می باشد.
امروزه ورود پساب کارخانجات به آب هاي سطحی و زیر زمینی از معضلات محیط زیستی می باشد که کارخانجات دارویی از آنها مستثنی نمی باشند. پیدایش داروها و متابولیت هاي آن ها و فرآورده هاي تغییر شکل یافته در محیط زیست به یک نگرانی تبدیل شده است، زیرا این ترکیبات به طور گسترده در طب انسانی و دامپزشکی مورد استفاده قرار گرفته و به طور مداوم به محیط زیست منتشر می شوند و ممکن است اثرات ناسازگار بر موجودات زنده داشته باشند (3). بر خلاف بسیاري دیگر از ترکیبات، تعیین و کنترل میزان ترکیبات دارویی که وارد محیط زیست می شوند، بسیار دشوار است. داروها می توانند از طریق مسیرهاي مختلف وارد محیط زیست شوند. فاضلاب کارخانه ها منبع اصلی این آلودگی هاست. راه دیگري که براي ورود مواد شیمیایی ترکیبات دارویی به منابع آبی وجود دارد دفع و انهدام نامناسب و ناکافی داروهاي تاریخ مصرف گذشته و ضایعاتی است. حتی مقادیر کم ترکیبات دارویی که وارد محیط آبی می شوند براي انسان و سایر جانداران به ویژه آبزیان خطرناك می باشند (4)، که از آن جمله می توان به بروز اختلالاتی در کلیه، کبد و آبشش ماهی (5) و نیز کاهش تنوع پلانکتون ها اشاره نمود (6) گیاه پالایی یک تکنولوژي نوین، مقرون به صرفه و پایدار است که با استفاده از سیستم هاي گیاهی براي تصفیه آلاینده ها به کار می رود
(7). گیاه پالایی استفاده از گیاهان براي حذف، انتقال، تثبیت و یا کاهش آلاینده ها در خاك، رسوبات و آب می باشد (8). این تکنولوژي می تواند هم براي آلاینده هاي آلی و هم آلاینده هاي معدنی موجود در خاك، آب و هوا به کارگرفته شود (9). داروي متفورمین داراي فرمول مولکولی 5C4H11N می باشد. این دارو در گروه بی گوآنیدها قرار می گیرد و تولید گلوکز کبدي را کاهش می دهد و مصرف گلوکز در بافت هاي محیطی را بهبود می دهد.این دارو همچنین در درمان نازایی، درمان دیابت نوع دو، درمان چاقی، درمان آکانتوزیس نیکري کانس، درمان پرمویی، درمان آمنوره و القاي تخمک کاربرد دارد. این دارو در محصولات دارویی به صورت نمک هیدروکلراید است و در محیط زیست به طور عمده به عنوان یک کاتیون 2 بار یافت می شود(10). محققین دریافته اند که متفورمین و محصول تخریب آن guanylurea درداخل گیاهان ،برگ ها، دانه ها، میوه جات، غلات، سبزیجات و حبوبات جذب می شوند. هدف از این تحقیق نیز استفاده از روش گیاه پالایی در پالایش محلول هاي حاوي متفورمین هیدروکلراید و تعیین کارآیی گونه مورد مطالعه است .
روش بررسی
تکنولوژي هاي گیاهی، به شرایط اقلیمی و ارتفاع، ویژگی هاي آلاینده ها و کیفیت آب و خاك وابسته اند. در گیاه پالایی غربالگري گونه هاي گیاهی، انتخاب گونه هایی که قدرت جذب و تجمع دارو در بخش هاي گیاه را دارند و از اهمیت ویژه اي برخوردار است. همچنین در مدیریت زیست محیطی آلاینده ها استفاده از سیستم هاي پالایش و پالاینده هایی که براي استقرار نیازمند هزینه کمتر بوده و پیامدهاي ناسازگار زیست محیطی کمتري دارند و همچنین انتخاب گونه هاي گیاهی که مقاوم بوده و پراکنش وسیعی در سطح کشور را دارند، بهره وري روش هاي پالایش را ارتقا می بخشند. گیاهان در زمره ي متحمل ترین جانداران نسبت به آلاینده هاي سمی قرار دارند، که این ویژگی سودمندي آن ها جهت استفاده در علم نوظهور گیاه پالایی می باشد. از این رو، انتخاب دقیق و ژنوتیپ و خانواده ي گیاهی مناسب به منظور حصول سازگاري مطلوب با محیط و آلاینده هاي خاص، فاکتوري حیاتی جهت موفقیت فن آوري گیاه پالایی محسوب می شود. در این تحقیق در گام نخست با مطالعات کتابخانه اي و جمع آوري مقالات مرتبط با موضوع پژوهش گونه گیاهی مناسب پالایش متفورمین هیدروکلراید تعیین گردید .Ricinus communis (کرچک) گیاهی است یکساله، دوساله و پایا، علفی با درختچه هاي پرشاخ و برگ، به ارتفاع 1 تا 5 متر. ساقه آن تقریبا همیشه ضخیم، سبز متمایل به کبود یا متمایل به قهوه اي، پر شاخه است. برگ: غالبا بزرگ و وسیع، متناوب، داراي دمبرگ بلند، گاهی با تقسیمات پنجه اي، داراي 5 تا 7 تقسیم یا بخش سر نیزه اي- دندانه دار، با گوشوارك هاي چسبنده به هم. گل کرچک تک جنس، کوچک ،سبزفام، داراي کاسه اي با 3 تا 5 تقسیم، فاقد دیسک و گلبرگ، مجتمع در خوشه هاي مرکب در کنار برگ ها یا در انتهاي ساقه، گل هاي پایینی گل آذین نر، داراي پرچم هاي فراوان با میله هاي متعدد که در پایین به صورت دسته اي به هم پیوسته، در بالا منشعب به صورت پانیکولی و کروي منشعب اند. تخمدان داراي 3 خانه تک تخمکی؛ خامه داراي 3 شاخه ساده یا دو قسمتی و میوه آن کپسول پوشیده از زوائد خار و تیغی می باشد و این گیاه پراکنش وسیعی در کشور ایران دارد (11).
1-جوانه زنی گیاه کرچک
به منظور کاربري این گیاه در عملیات گیاه پالایی، بذر گیاه از شرکت پاکان بذر تهیه و پس از 48 ساعت در داخل پتري جوانه زنی (شکل 1) و پس از مرحله جوانه زنی به مدت 13 هفته در شن به وسیله آب رشد نموده(شکل 2) و آماده انتقال به داخل محلول حاوي متفورمین هیدروکلراید هستند. لازم است دیواره هاي این ظروف با پوشش هاي تیره پوشانده شود که ریشه هاي گیاهان نور را دریافت نکنند.

شکل1: جوانه زنی بذر کرچک پس از 48 ساعت

شکل2: استقرار بذر کرچک و مراحل ابتدایی رشد در خاك
مرحله پالایش متفورمین هیدروکلراید
در این بخش ابتدا ماده اولیه (نمونه استاندارد) متفورمین هیدرواکلراید از شرکت داروسازي تهیه شد، سپس گیاهچه هاي کرچک از خاك خارج و با آب مقطر شسته شدند و در 250 میلی لیتر محلول متفورمین هیدروکلراید 20 و 50 ppm به مدت 14 روز در PH 5/5 – 6 قرار گرفتند. حداقل دما بین 17 تا 24 درجه سانتی گراد و حداکثر آن بین 28 تا 41 درجه سانتی گراد در این دوره می باشد. اندازه گیري PH محلول چند مرتبه در روز ضروري بوده و از عوامل بسیار مهم محدود کننده رشد گیاه به شمار می رود. به دلیل نوسان درجه حرارت دماي آب تغییر و PH آن نیز تغییر می کند (12)، که 2 بار در طول روز PH آن را کنترل و در سطح 5/5 تا 8/5 تنظیم گردد، در این تحقیق همواره مواجهه با افزایش PH تا حدود 7 بوده که با استفاده از اسید استیک 1/ .درصد تقلیل یافت. در طول دوره پالایش هنگام جذب پساب توسط گیاهان، سطح پساب کاهش می یابد که روزانه سطح پساب با آب مقطر تا سطح اولیه تنظیم می گرددد .
پس از گذشت 14 روز نمونه پساب از کاغذ صافی واتمن شماره 41 عبور داده و سپس به مدت 20 دقیقه در دماي 15 درجه سانتی گراد با دور 14000 RPM سانتریفیوژ گردید و پس از آن از فیلتر سر سورنگی عبور داده و به دستگاه HPLC تزریق گردیده و غلظت متفورمین پساب تعیین شد.
تالاب مصنوعی
بیش از دو دهه است که از پژوهشهاي وسیعی در مورد توانایی گیاهان آبزي براي حذف مواد آلی و غیر آلی موجود در فاضلابها آغاز شده است. گیاهان آبزي به طور طبیعی در تالابهاي طبیعی، کار تصفیه را انجام میدهند. به طور کلی تالا بها به زمینهایی اطلاق می شوند که بیشتر اوقات یا در همهي طول سال مرطوب بوده و در آب قرار دارند(13). در همه تالابها یک اصل کلی حکمفرما است که به علت مرطوب بودن خاك به مدت زیاد تغییرات فیزیکی، شیمیایی و زیستشناختی در خواص خاك اتفاق می افتد به طوري که گیاهانی که در زمینهاي مرطوب نمی توانند رشد کنند از بین میروند. آب فراوان اهمیت زیادي در تشکیل و ازدیاد گیاهان و ریز ساختارهاي خاك دارد . در تالابهاي مصنوعی انسان شرایطی را براي رشد گیاهان فراهم میآورد به طوري که گیاهان ریشه در خاك داشته و کنترل بهتري بر شرایطی از قبیل زمان ماند، نوع گیاه و نوع بستر دارد به دلیل امکان کنترل شرایط در نیزارهاي مصنوعی، این نوع سامانهها داراي جذابیت بیشتري هستند. این سامانه ها براساس نوع جریان ورودي به سامانههاي با جریان سطح و سامانههاي با جریان زیرسطحی طبقه بندي می شوند (14).
4-دستگاه HPLC
کروماتوگرافی روشی است براي شناسائی و جدا سازي و اندازه گیري مواد .HPLC کروماتوگرافی مایع با کارکرد عالی است .HPLC از دو فاز ثابت و متحرك تشکیل شده است. که فاز ثابت ممکن است جامد و یا مایع باشد و فاز متحرك مایع است .HPLC بدون شک ، سریعترین رشد را در بین تمام روشهاي جداسازي تجزیهاي با فروش سالیانه در گستره بیلیون دلار داشته است. دلایل این رشد انفجارآمیز عبارتند از حساسیت روش ، سازگاري سریع آن براي انجام اندازهگیريهاي کمی صحیح ، شایستگی آن براي جداسازي مواد گونههاي غیرفرار یا ناپایدار در مقابل گرما و مهم تر از همه ، کاربرد گسترده آن براي موادي است که در صنعت ، زمینههاي مختلف علوم و جامعه اهمیت درجه اول را دارند. مزیت کروماتوگرافی نسبت به ستون تقطیر این است که به آسانی میتوان به آن دست یافت. با وجود اینکه ممکن است چندین روز طول بکشد تا یک ستون تقطیر به حداکثر بازده خود برسد، ولی یک جداسازي کروماتوگرافی میتواند در عرض چند دقیقه یا چند ساعت انجام گیرد.یکی دیگر از مزایاي برجسته روشهاي کروماتوگرافی این است که آنها آرام هستند. به این معنی که احتمال تجزیۀ مواد جداشونده به وسیله این روشها در مقایسه با سایر روشها کمتر است.
کروماتوگرافی روي ستون 18KNAUER C به طول cm 25 و قطر mm 6/4 و دتکتور KNAUER 2500 UV و پمپ KNAUER 1001 در طول موج nm 236 با زمان بازداري ml/min 1 جهت تعیین غلظت متفورمین هیدروکلراید در این پژوهش انجام می گردد ( شکل 3 ). فاز متحرك متشکل از 65 :35 (v/v) استونیتریل: بافرفسفات 2/. مولار با 75/5=PH می باشد( 15).
5- طرز تهیه بافرفسفات 2/. مولار با 75/5=PH
ابتدا 759/2 گرم 4NAH2PO را داخل بالن ژوژه به حجم 100 رسانده و سپس 839/2 گرم 4Na2HPo را در بالن ژوژه دیگر به حجم 100 رسانده. سپس 4NaH2Po را داخل بشر ریخته و کم کم 4Na2HPo را به آن اضافه کرده و با PH متر PH آنرا گرفته تا روي 75/5 تنظیم شود.

شکل 3: نماي کلی از دستگاه HPLC و مشتقات آن یافته ها
تعیین میزان متفورمین هیدروکلراید باقی مانده در محلول: تعیین میزان متفورمین هیدروکلراید باقی مانده در محلول در نمودار 1 ارائه گردیده است. در این شکل بر اساس غلظت هاي اولیه محلول متفورمین هیدروکلراید و غلظت هاي محلول متفورمین هیدروکلراید پس از 14 روز که به دستگاه HPLC تزریق شدند میزان متفورمین هیدروکلراید باقی مانده در محلول محاسبه گردید. که در نهایت مشخص گردید میزان متفورمین هیدروکلراید باقی مانده در 20 میلی گرم بر لیتر متفورمین هیدروکلراید 98/10 میلی گرم بر لیتر و در 50 میلی گرم بر لیتر متفورمین هیدروکلراید 48/39 میلی گرم بر لیتر متفورمین هیدروکلراید باقی مانده است. داده ها میانگین 3 تکرار ± انحراف معیار می باشند.
تعیین درصد جذب و کارآیی: درصد جذب و کارآیی در نمودار 2 ارائه گردیده است. در این نمودار بر اساس غلظت هاي اولیه محلول متفورمین هیدروکلراید و غلظت هاي محلول متفورمین هیدروکلراید پس از 14 روز درصد پالایش مورد محاسبه قرار گرفته است. در این تحقیق تغییرات دما بین 17 تا 41 درجه سانتی گراد بوده است و همچنین چون بین تغییرات دما و PH آب ضریب تشابه وجود دارد و تغییرات دماي محیط دماي آب را تغییر می دهد که منجر به تغییر PH گردیده، کنترل PH در این آزمایش از اهمیت ویژه اي برخوردار است. با توجه به نتایج به دست آمده از پالایش متفورمین هیدروکلراید، در غلظت هاي 20 و 50 میلی گرم بر لیتر متفورمین هیدروکلراید، کارآیی جذب به ترتیب 05/2 ± 06/45 و 05/9 ± 21 درصد مشاهده شده است. داده ها میانگین 3 تکرار ± انحراف معیار می باشند.

0
[]
39.48
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0
20
50
Metformin solution( mgl

1
)
metformin Hcl (
mgl

1
)

0

[]

39.48

0

5

10

15

20

25

30

35



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید