mm
دانشکدهي مهندسي شيمي، نفت و گاز

پاياننامه کارشناسي ارشد در رشته‌ي
مهندسي شيمي

اثر مواد افزودني بر مورفولوژي کريستال در فرآيند تبلور اگزالات کلسيم

به کوشش:
محمد امين آزادي چگيني

استاد راهنما:
دکتر عبدالمحمد علمداري

آذر 1393

به نام خدا
اظهارنامه
اينجانب محمد امين آزادي چگيني (9130667) دانشجوي رشتهي مهندسي شيمي دانشکده‌ي مهندسي شيمي، نفت و گاز اظهار ميکنم که اين پاياننامه حاصل پژوهش خودم بوده و در جاهايي که از منابع ديگران استفاده کردهام، نشاني دقيق و مشخصات کامل آن را نوشتهام. همچنين اظهار ميکنم که تحقيق و موضوع پاياننامهام تکراري نيست و تعهد مي‌نمايم که بدون مجوز دانشگاه دستاوردهاي آن را منتشر ننموده و يا در اختيار غير قرار ندهم. کليه حقوق اين اثر مطابق با آييننامه مالکيت فکري و معنوي متعلق به محقق و دانشگاه شيراز است.
نام و نام خانوادگي: محمد امين آزادي چگيني
تاريخ و امضا: 16/9/1393
به نام خدا
اثر مواد افزودني بر مورفولوژي کريستال در فرآيند تبلور اگزالات کلسيم

به کوشش:
محمد امين آزادي ‌چگيني
پايان نامه
ارائه شده به تحصيلات تکميلي دانشگاه شيراز به عنوان بخشي از فعاليت‌هاي تحصيلي لازم براي اخذ درجه کارشناسي ارشد
در رشته‌ي:
مهندسي شيمي
از دانشگاه شيراز
شيراز
جمهوري اسلامي ايران
ارزيابي توسط کميته‌ي پايان نامه، با درجه‌ي: عالي
دکتر عبدالمحمد علمداري، دانشيار بخش مهندسي شيمي (استاد راهنما): ……………………………………………………
دکتر شادي حسن آجيلي، استاديار بخش مهندسي شيمي (استاد مشاور): ……………………………………………………..
دکتر پيام ستوده، استاديار بخش مهندسي شيمي (داور متخصص داخلي):………………………………………………………
آذر ماه 1393
تقديم به:
پدر و مادر عزيز و مهربانم
که در سختي‌ها و دشوار‌ي‌هاي زندگي همواره ياوري دلسوز و فداکار و پشتيباني محکم و مطمئن برايم بوده‌اند
چکيده
اثر مواد افزودني بر مورفولوژي کريستال در فرآيند تبلور اگزالات کلسيم
به کوشش:
محمد امين آزادي چگيني
سنگ‌کليه يکي از شايع‌ترين بيماري‌هاي دنيا‌ است که قسمت اعظم کريستال‌هاي آن ‌از بلورهاي اگزالات‌کلسيم تشکيل مي‌شود. از اين‌ رو چندي است که بررسي مواد مؤثر در کنترل اين بيماري از طريق کنترل کريستال‌هاي اگزالات کلسيم مورد توجه قرارگرفته است. هدف از اين تحقيق بررسي اثر تري ‌پتاسيم ‌سيترات بر روي ساختار و شکل كريستال‌هاي اگزالات كلسيم به عنوان اصلي‌ترين جز اكثر سنگ‌هاي كليه است. در اين تحقيق ماده‌ي افزودني تري پتاسيم سيترات تحت شرايط مختلف از نظر دما، غلظت، شدت اختلاط، وpH به روش طراحي آزمايش تاگوچي و در سه سطح متفاوت در قالب طراحي آماري آزمايش و آرايه متعامد L9(3^4) مورد استفاده قرار گرفت. بلورهاي تشکيل شده از فرآيند کريستاليزاسيون در هر يک از روش‌ها، فيلتر شد و خشک گرديد. پس از آن، شکل بلورها با استفاده از عکس‌برداري ميکروسکوپي الکتروني SEM مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج حاصل از تحليل آماري و عکس‌هاي ميکروسکوپي حاکي از آن است‌که تري ‌پتاسيم ‌سيترات در شرايط عملياتي : دماي 25 درجه سانتيگراد، غلظت 60 گرم بر ليتر، سرعت همزن 150 دور در دقيقه و pH برابر 8، اثر قابل‌توجه و چشمگيري بر روي مورفولوژي اگزالات کلسيم دارد.
واژه‌هاي کليدي: اگزالات کلسيم، سنگ کليه، کريستاليزاسيون، طراحي آزمايش، روش تاگوچي، مورفولوژي
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : مقدمه 1
1-1- پيشگفتار2
1-2- کليه3
1-3- بيماري سنگ کليه3
1-4- بررسي توليد سنگهاي کليوي6
1-5- اگزالات کلسيم7
1-6- پتاسيم سيترات8
1-7- ضرورت تحقيق9
1-8- عوامل مؤثر در تغيير شکل بلور10
1-8-1- اثر حلال10
1-8-2- اثر pH10
1-8-3- اثر فوق اشباعي11
1-8-4- اثر دما11
1-8-5- اثر ناخالصي11
1-9- رشد بلور12
1-9-1- نظريه انرژي سطحي12
1-9-2- نظريه لايه‌هاي جذب سطحي12
فصل دوم : مروري بر تحقيقات گذشته15
فصل سوم : تئوري21
3-1- تئوري روش تاگوچي21
3-1-1- طراحي آزمايش‌ها21
3-1-2- هدف از طراحي آزمايش22
3-1-3- مراحل طراحي آزمايش22
3-1-4- تحليل نسبت عملکردي S?N28
فصل چهارم : عمليات آزمايشگاهي30
4-1- شرح دستگاه31
4-2- تجهيزات مورد استفاده37
4-3- مواد مورد استفاده37
4-4- آزمايشات37
4-4-1- استفاده از افزودني در فرآيند تبلور37
4-4-2- روش آزمايش38
4-4-3- آزمايشات طراحي شده براي انجام39
4-4-4- محصول40
4-4- 4-1- توزيع اندازه ذرات40
4-4- 4-2- عکسبرداري ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM)41
فصل پنجم : بحث و نتايج42
5-1- نتايج حاصل از نرم افزار MINITAB44
5-2- نتايج عکسبرداري ميکروسکوپي و ميکروسوپ الکتروني روبشي (SEM)50
5-3- توزيع اندازه ذرات58
فصل ششم : نتيجه گيري و پيشنهادات64
6-1- نتيجه‌گيري65
6-2- پيشنهادات66
منابع67
پيوست72
فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه

فصل اول4جدول 1-1: انواع سنگهاي کليوي و درصد احتمال تشکيل آنها………………………………………………………………
فصل سوم23
جدول 3-1: جدول بدست آوردن تعداد آزمايش به روش تاگوچي……………………………………………………………….فصل چهارم39جدول 4-1: اطلاعات مربوط به تست‌هاي تاگوچي……………………………………………………………………………………….40جدول 4-2: پارامترها و سطوح درنظر گرفته شده براي آزمايش‌ها………………………………………………………………
فصل پنجم43جدول 5-1: داده‌هاي عددي انجام آزمايش…………………………………………………………………………………………………..47جدول 5-2: مقادير عددي درصد کرويت وSNR …………………………………………………………………………………………47جدول 5-3: مقادير عددي پيش‌بيني و پيشنهاد شده‌ي درصد کرويت وSNR توسط تاگوچي براي حالت بهينه‌ي بررسي درصد کرويت…………………………………………………………………………………………………………………………48جدول 5-4: مقادير عددي ميانگين اندازه‌ي ذرات وSNR ………………………………………………………………………….48جدول 5-5: مقادير عددي پيش‌بيني و پيشنهاد شده‌ي درصد کرويت وSNR توسط تاگوچي براي حالت بهينه‌ي بررسي Mass Mean Size……………………………………………………………………………………………………………..پيوست72جدول پ-1: توزيع اندازه ذرات آزمايش قبل از افزودن تري پتاسيم سيترات……………………………………………..72جدول پ-2: توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 1…………………………………………………………………………………………72جدول پ-3: توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 2…………………………………………………………………………………………72جدول پ-4: توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 3…………………………………………………………………………………………72جدول پ-5: توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 4…………………………………………………………………………………………73جدول پ-6: توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 5…………………………………………………………………………………………73جدول پ-7: توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 6…………………………………………………………………………………………73جدول پ-8: توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 7…………………………………………………………………………………………73جدول پ-9: توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 8…………………………………………………………………………………………73جدول پ-10: توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 9………………………………………………………………………………………

فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
فصل اول5شکل 1-1: نمونههايي از سنگهاي کلسيمي در اندازههاي مختلف…………………………………………………………..5شکل 1-2: نمونههايي از سنگهاي کليه در داخل کليه و مجاري ادراري…………………………………………………7شکل 1-3: ساختار مولکولي اگزالات کلسيم……………………………………………………………………………………………….

فصل سوم25شکل3-1: مشخصه‌هاي محوري يک جسم…………………………………………………………………………………………………26شکل 3-2: ترتيب گرد شدن يک ذره………………………………………………………………………………………………………….27شکل3-3: محيط و مساحت براي محاسبه ضريب کرويت………………………………………………………………………….
فصل چهارم32شکل 4-1: شماتيک رآکتور ترسيب…………………………………………………………………………………………………………….33شکل 4-2: پوستهي قرار گرفته در محفظه جهت انتقال حرارت………………………………………………………………..33شکل 4-3: تفلون بهکار رفته در کف محفظه براي حذف فضاي مرده در اختلاط……………………………………..34شکل4-4: پرهي مورد استفاده جهت ايجاد تلاطم………………………………………………………………………………………34شکل4-5: نماي کلي تجهيزات مورد استفاده فرآيند………………………………………………………………………………….36شکل4-6: نماي کلي دستگاه……………………………………………………………………………………………………………………….
فصل پنجم45شکل5-1: مقادير ميانگين در صد کرويت براي فاکتورها و سطوح آنها……………………………………………………..45شکل5-2: ميانگين نسبت SNR براي فاکتورها و سطوح آنها در حالت بررسي Sphericity………………….46شکل5-3: مقادير ميانگين اندازه‌ي ذرات براي فاکتورها و سطوح آنها……………………………………………………….46شکل5-4: ميانگين نسبت SNR براي فاکتورها و سطوح آنها در حالت بررسي ميانگين اندازه‌ي ذرات….51شکل5-5 (A) و (B): تصوير ميکروسکوپ نوري از بلورهاي اگزالات کلسيم قبل از افزودن تري‌پتاسيم سيترات…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………52شکل5-6 (A) و (B): تصوير ميکروسکوپ نوري از بلورهاي اگزالات کلسيم بعد از افزودن تري‌پتاسيم سيترات در شرايط آزمايش شماره‌ي 2………………………………………………………………………………………………………53شکل5-7 (A) و (B): تصوير ميکروسکوپ نوري از بلورهاي اگزالات کلسيم بعد از افزودن تري‌پتاسيم سيترات در شرايط آزمايش شماره‌ي 3………………………………………………………………………………………………………..54شکل5-8 (A) و (B) و (C) : تصاوير SEM از بلورهاي اگزالات کلسيم قبل از افزودن تري‌پتاسيم سيترات…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………55شکل5-9 (A) و (B) : تصاوير SEM از بلورهاي اگزالات کلسيم بعد از افزودن تري‌پتاسيم‌سيترات در شرايط آزمايش شماره‌ي 2………………………………………………………………………………………………………………………….56شکل5-10(A) و (B) و (C): تصاوير SEM از بلورهاي اگزالات کلسيم بعد از افزودن تري‌پتاسيم سيترات در شرايط آزمايش شماره‌ي 3………………………………………………………………………………………………………..59شکل5-11: نمودار توزيع اندازه ذرات آزمايش قبل از افزودن تري‌پتاسيم‌سيترات……………………………………59شکل5-12: نمودار توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 1……………………………………………………………………………..60شکل5-13: نمودار توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 2……………………………………………………………………………..60شکل5-14: نمودار توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 3……………………………………………………………………………..61شکل5-15: نمودار توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 4……………………………………………………………………………..61شکل5-16: نمودار توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 5……………………………………………………………………………..62شکل5-17: نمودار توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 6……………………………………………………………………………..62شکل5-18: نمودار توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 7……………………………………………………………………………..63شکل5-19: نمودار توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 8……………………………………………………………………………..63شکل5-20: نمودار توزيع اندازه ذرات آزمايش شماره 9…………………………………………………………………………….
فصل اول
مقدمه

1-1- پيشگفتار
کريستاليزاسيون از محلول، از مهمترين عملياتي است که قادر به توليد محصولاتي با بالاترين خلوص مي‌باشد. شکل و اندازه‌ کريستال روي سرعت انحلال آن مؤثر است. در صنعت داروسازي سرعت انحلال، اهميت زيادي دارد. کنترل ضعيف بر شکل و اندازه بلورهاي توليدي، نتايج غير‌‌ قابل قبولي در مراحل بعدي مثل زمان فيلتراسيون و خشک کردن را به دنبال دارد.
انواع مختلف فرآيند تبلور صنعتي وجود دارد که در آنها محصول مطلوب نهايي، به خواسته بازار بستگي دارد. در صنعت کود شيميايي، مورفولوژي رشد و توزيع اندازه ذرات اهميت دارد چرا که خواص محصولات مثل جداسازي، روان شدن، فشرده سازي، انحلال و بسته‌بندي را تعيين مي‌کند. محصولات بايد در مدت زمان ذخيره‌سازي، متعادل باشند و قابليت انحلال مناسب براي جذب شدن توسط زمين و گياه را داشته باشند. در صنعت داروسازي، اين مسئله حساس‌تر مي‌شود (Sangwal, 2007). در يک کريستاليزاسيون مطلوب، محصول داراي سطحي صاف و خلوص بالاست و اندازه‌ي ذرات نيز با توجه به کاربرد آن تعيين مي‌شود.
مورفولوژي و خصوصيات مربوط به شکل بلور همچنين در بررسي بيماري سنگ کليه نيز داراي اهميت است. هدف از اين تحقيق مطالعه اثر مواد افزودني بر شکل بلورهاي اگزالات کلسيم به عنوان رايج‌ترين نوع سنگ کليه مي‌باشد. نوع تک‌آبه‌ي اين کريستال به دليل پايداري ترموديناميکي بالا، فراوان‌ترين شکل سنگ‌هاي کليوي اگزالات کلسيم را به خود اختصاص مي‌دهد. اين گونه به شکل شش گوشه و لبه تيز بوده که قابل دفع نيست و توانايي رشد کردن نيز دارد. تلاش مي‌شود با تغيير شکل آن به فرم دو آبه‌ که گرد و بدون لبه است، گامي مؤثر در جهت کاهش تشکيل اين سنگ و دفع هر چه راحت‌تر آن برداشته شود.
1-2- کليه
كليه آب زائد موجود در خون را جدا كرده و همچنين يك تعادل پايدار براي نمک‌ها و ديگر مواد موجود در خون ايجاد مي‌كند. در تعريف سنگ كليه مي‌توان اين چنين بيان كرد كه سنگ كليه يك جسم سخت است كه از كريستال‌هايي كه درون ادرار رشد مي‌كنند تشكيل مي‌شود. کليه يکي از اندامهاي دروني بدن انسان و برخي ديگر از جانداران است. کليه مانند فيلتري براي تصفيه خون عمل کرده و ادرار توليد ميکند. داخل هر کليه متجاوز از يک ميليون واحد ريز عملکردي بنام نفرون1 وجود دارد. هر نفرون از يک صافي بسيار کوچک بنام کلافه2 که به يک لوله کوچک متصل است تشکيل ميشود. آب و مواد زائد توسط اين صافي از خون جدا مي‌شوند و به داخل لوله‌هاي کوچک جريان پيدا مي‌کنند. قسمت عمده اين آب توسط لوله‌هاي کوچک، باز جذب مي‌شود و مواد زائد بصورت غليظ وارد ادرار مي‌شوند تا دفع گردند. ادرارهاي جمع شده از لوله‌هاي کوچک وارد قسمت قيفي شکل بنام لگنچه کليه شده و سپس از طريق لوله‌اي بنام ميزناي وارد مثانه مي‌شود (Wikipedia).

1-3- بيماري سنگ کليه
اگر چه كليه‌ها عضوهاي كوچكي هستند، ولي از وظايف حياتي زيادي از جمله تصفيه نمودن مواد زائد و مايعات اضافي از خون را به عهده دارند كه در حفظ سلامتي عمومي بدن مؤثر است. بيماري شديد كليه، ممكن است منجر به نارسايي كامل آن شود، كه نيازمند درمان با دياليز يا پيوند كليه براي جلوگيري از مرگ است .
بيماري سنگ‌هاي کليوي به يکي از شايعترين بيماري‌ها در قرن اخير تبديل شده است. سنگ‌هاي کليوي انواع مختلفي دارند و از مواد آلي و غير آلي تشکيل شده‌اند. ترکيبات غير آلي مهمترين قسمت تشکيل‌دهنده آن‌ها هستند که تقريبا 98 درصد از وزن سنگ‌ها را تشکيل مي‌دهند. سنگهاي کلسيمي نظير اگزالات کلسيم و فسفات کلسيم از معمولترين سنگ‌هايي هستند که در کليه رسوب مي‌کنند و بيش از 70 تا 80 درصد از آن‌ها از اگزالات کلسيم تشکيل شدهاند (1993 Khan,).
در شکل 1-1 نمونههايي از سنگهاي کلسيمي نشان داده شده است. همچنين شکل 1-2 نمونه‌هايي از سنگ را در کليه نمايش مي‌دهد. در صورتي که سيستم خود کنترلي بدن قادر به جلوگيري از تشکيل سنگ و يا دفع سنگ‌هاي توليدي نباشد بايستي با استفاده از روشهاي ديگر به درمان اين بيماري پرداخت. بيماران مبتلا به سنگ کليه توسط راههاي گوناگوني نظير جراحي، استفاده از مکمل‌هاي خوراکي و مصرف داروهاي گياهي تحت درمان قرار مي‌گيرند. در سالهاي اخير با توجه به افزايش آگاهي عمومي نسبت به عوارض جراحي‌هاي کليه، درمان دارويي افزايش قابل توجهي يافته است. در جدول 1-1 انواع سنگ‌هاي کليوي و درصد احتمال تشکيل آنها نشان داده شده است.

جدول 1-1 : انواع سنگهاي کليوي و درصد احتمال تشکيل آنها (Frackowiak et al., 2010)
% of all stonesStones Type
71
26
7
38
5
3
0.5
211. Calcium salts
Calcium oxalate
Calcium phosphate
Calcium oxalate and phosphate
2. Uric acid
3. Cystine
4. Oxalate
5. Struvite

شکل 1-1 : نمونههايي از سنگهاي کلسيمي در اندازههاي مختلف
(http://www.urocit-k.com/Kidney_Stone_Photos/Photo01-Calcium-Oxalate.aspx)

شکل 1-2 : نمونههايي از سنگهاي کليه در داخل کليه و مجاري ادراري
(http://forum.hammihan.com/thread69200.html)
1-4- بررسي توليد سنگهاي کليوي
مقدار يونها يا مولکولهاي حل‌شده در يک محلول توسط پارامتري با نام حاصلضرب غلظت3 (CP) تعيين مي‌گردد که برابر با حاصلضرب غلظت اجزاي شيميايي خالص نمک است. به عنوان مثال CP نمک کلريد سديم برابر CP = [Na+][Cl-] مي‌باشد. اگر محلول آبي يک نمک به نقطهاي برسد که هيچ بلور نمکي در آن حل نشود آن را محلول اشباع مي‌نامند. در اين حالت به CP، حاصلضرب حلاليت ترموديناميکي4 (Ksp) گفته مي‌شود. در ادرار با وجود اينکه CP اگزالات کلسيم از حاصلضرب ترموديناميکي تجاوز ميکند به علت حضور مواد بازدارنده طبيعي تبلور اتفاق نمي‌افتد.
هنگامي که نمکهاي سنگ‌ساز موجود در ادرار به حالت فوق‌اشباع رسيدند، نمک‌ها توانايي باقي ماندن در ادرار به صورت محلول را ندارند، بنابراين مولکولها يا يون‌هاي حل شده در ادرار رسوب کرده و اولين هستههاي سنگ کليه توليد مي‌شوند. در اين نقطه CP را حاصل ضرب تشکيل5 (Kf) بلورها مينامند. حاصلضرب حلاليت ترموديناميکي و حاصلضرب تشکيل سه ناحيه عمده اشباعيت را از يکديگر متمايز مي‌کنند: ناحيه زير اشباع6، ناحيه شبه‌پايدار7 و ناحيه ناپايدار8. در ناحيه زير‌اشباع بلورها تحت هيچ شرايطي تشکيل نمي‌شوند و در صورتي که بلوري در محلول وجود داشته باشد حل مي‌شود. در ناحيه شبه پايدار معمولاً بلورها به صورت خود به خود تشکيل نمي‌شوند. در اين ناحيه امکان هسته‌سازي و توليد بلورهاي جديد در بازه‌ي زماني که ادرار در کليه فيلتر مي‌شود، وجود ندارد ولي تحت شرايطي خاص ممکن است در اين ناحيه نيز هسته‌سازي رخ دهد. به عنوان مثال ممکن است به علت وجود انسداد در برخي نقاط کليه زمان عبور ادرار به اندازهاي طولاني گردد که براي ايجاد هسته‌سازي مناسب باشد، بنابراين در اين نقاط امکان هسته‌سازي بلورها وجود دارد.
وجود ناخالصي‌هاي ميکروسکوپي در ادرار نيز عامل ديگري است که از طريق جذب سطحي بلور در يک شکل هندسي که شباهت زيادي به بلور اصلي دارد فرآيند هسته‌سازي را تسهيل مي‌بخشد. در ناحيه ناپايدار که درجه فوق‌اشباعيت محلول زياد مي‌باشد هسته سازي بلورها صورت مي‌گيرد و هستهها در محلول از فاز مايع رسوب هاي جامد را تشکيل مي‌دهند. بلورهاي سنگهاي کليوي يا از طريق ادرار دفع مي‌شوند و يا درون کليه در نقاطي که امکان لنگر انداختن براي آن‌ها وجود دارد باقي مي‌مانند و به دليل وجود فوق اشباعيت در ادرار رشد مي‌کنند (Wein et al., 2004).
1-5- اگزالات کلسيم9
اگزالات کلسيم جامدي سفيد رنگ است با فرمول شيميايي CaC2O4 که در شکل 1-3 ساختار مولکولي آن نشان داده شده است. بسته به شرايط تبلور کريستالهاي اگزالات کلسيم به سه گونه اگزالات کلسيم مونوهيدرات (COM)، اگزالات کلسيم ديهيدرات (COD) و اگزالات کلسيم تريهيدرات (COT) تشکيل بلور مي‌دهد.
شکل 1-3 : ساختار مولکولي اگزالات کلسيم (Wikipedia)
اگزالات کلسيم مونوهيدرات از لحاظ ترموديناميکي پايدارترين گونه مي‌باشد. اگزالات کلسيم دي‌هيدرات نيز که نيمه پايدار است به ميزان کم در بلورهاي اگزالات کلسيم يافت مي‌شوند، ولي اگزالات کلسيم تري هيدرات به ندرت در بلورهاي اگزالات کلسيم ظاهر مي‌شوند.
در ادرار مواد بازدارندهاي وجود دارند که مانع هستهزايي اگزالات کلسيم مي‌شوند، بنابراين تشکيل بلورهاي اگزالات کلسيم حتي در فوق اشباعي ادرار، کمتر اتفاق ميافتد. مواد گوناگوني به عنوان بازدارنده تبلور اگزالات کلسيم شناخته شده‌اند، برخي از آن‌ها وزن مولکولي کمي دارند مانند سيترات منيزيم و اسيدهاي آمينه10 و برخي ديگر وزن مولکولي زيادي دارند مانند گلوکزامينوگليکن ها11، استئوپنتين12 و نفرو‌کلسين13 (Sayan et al., 2009).
1-6- پتاسيم سيترات14
پتاسيم سيترات، نمک پتاسيم از سيتريک اسيد با فرمول مولکوليC6H5K3O7 مي‌باشد که به عنوان افزودني غذايي جهت تنظيم اسيديته کاربرد دارد. سيترات مانع ايجاد تركيب‌هاي كلسيم و اتصال كريستال‌هاي فسفات و اگزالات كلسيم مي‌شود كه مي‌توانند هسته‌اي براي ايجاد سنگ‌هاي ادراري باشند. از طرفي سيترات به کلسيم در ادرار چسبيده و با افزايشpH و قليايي شدن ادرار مانع تشكيل سنگ‌هاي اسيد‌اوريكي و کلسيمي مي‌شود (Dalirani, 2010).
مواد سيترات‌دار بعنوان قليايي‌كننده ادرار و ضد سنگهاي ادراري اوراتي15 و سيستيني16، و ضد سنگهاي ادراري كلسيمي شناخته مي‌شوند که مکانيزم اثر آن‌ها در زير آورده شده است.
قليايي‌كننده ادرار و ضد سنگهاي ادراري اوراتي و سيستيني: سيترات در بدن به بيكربنات متابوليزه مي‌شود و از طريق افزايش دفع يونهاي آزاد بي‌كربنات، pH ادرار را افزايش مي‌دهد. افزايش pH ادرار موجب افزايش حلاليت سيستين در ادرار و يونيزه‌شدن اسيداوريك به اوراتهاي محلولتر مي‌شود. با قليايي نگهداشتن pH ادرار، سنگ‌هاي اوراتي ادرار ممكن است حل شوند.
ضد سنگ‌هاي ادراري كلسيمي: سيترات پتاسيم بعد از جذب و متابوليسم سبب ايجاد بار قليايي، افزايش pH و سيترات ادرار، از طريق افزايش كليرانس17 ادرار مي‌شود. از اين روي به نظر مي‌رسد مصرف سيترات‌پتاسيم بيش از آنكه بر ميزان سيترات قابل فيلتراسيون اثر بگذارد، عمدتاً با تغيير دفع سيترات توسط كليه موجب افزايش مقدار سيترات ادرار مي‌شود. افزايش pH و سيترات ادرار، از طريق افزايش تشكيل مجموعه كلسيم با آنيون‌هاي مربوطه، فعاليت يون كلسيم را كاهش مي‌دهد و در نتيجه ميزان اشباع‌شدگي اگزالات كلسيم كاهش مي‌يابد. مواد سيترات دار، تبلور و تشكيل خود به خود هسته‌ي اگزالات و فسفات كلسيم در ادرار بيماران مبتلا به سنگ‌هاي كلسيمي را نيز مهار مي‌كند (www.darunama.com ).
1-7- ضرورت تحقيق
همانطوري که ذکر شد بيماري سنگ‌کليه يکي از شايع‌ترين بيماري‌هايي است که افراد زيادي از آن رنج مي‌برند. با توجه به اينکه اگزالات کلسيم مهمترين ماده تشکيل دهنده سنگ‌هاي کليوي مي‌باشد تبلور اين ماده مورد توجه محققان زيادي قرار گرفته است.
برخي از مواد به روشهاي مختلفي بر شکل بلورهاي اگزالات کلسيم تأثير مي‌گذارند و بلورهاي اگزالات کلسيم را از گونه‌اي به گونه‌ي ديگر تغيير مي‌دهند. اين تغيير گونه معمولاً از گونهي COM به گونه‌ي COD صورت مي‌گيرد. به عنوان مثال پروتئين‌ها نقش مهمي در تغيير گونه اگزالات کلسيم از مونوهيدرات به ديهيدرات ايفا مي‌کنند (Taesung et al., 2004). به واسطه‌ي اين که غلظت يون کلسيم به ازاي هر سلول واحد18 در بلورهاي COD بيشتر مي‌باشد، در‌نتيجه نيروي دافعه بين بلورها افزايش يافته و منجر به کاهش چسبندگي19 بلورها به‌هم مي‌شود (Cerini et al., 1999). از آن‌جا که چسبندگي بلورها به يکديگر يکي از مهمترين مراحل تشکيل سنگ‌کليه مي‌باشد، تبلور اگزالات کلسيم ديهيدرات (COD) منجر به کاهش تشکيل سنگ مي‌شود. از اين رو تغيير گونه اگزالات کلسيم از مونوهيدرات به دي‌هيدرات گامي مؤثر در راه جلوگيري از تشکيل سنگهاي کليوي به شمار ميآيد (Ouyang et al., 2006).
خواص فيزيکي رسوب و پاره‌اي از خواص ترکيبات شيميايي آن وابسته به فرآيند هسته‌سازي بلورها مي‌باشد. بنابراين کنترل فرآيند هسته‌سازي داراي اهميت بسيار است. در بدن انسان سنگهاي کليوي رسوب مي‌کنند، پس شناخت کليه و مشخص کردن ويژگي‌هاي آن مي‌تواند در کنترل هر چه بيشتر فرآيند هسته‌سازي سنگ‌ها مؤثر واقع شود.
1-8- عوامل مؤثر در تغيير شکل بلور
شکل کريستالها تابعي از ساختمان مولکولي آنها و سرعت رشد سطوح مختلف آنها مي‌باشد. شرايط خاصي از کريستاليزاسيون ممکن است موجب رشد سريعتر بعضي از سطوح نسبت به سطوح ديگر شود. بنابراين با تغيير شرايط ميتوان کريستالهايي با شکلهاي متفاوت از يک جسم واحد ساخت. مثلاً بعضي شرايط موجب کريستالهاي سوزني ميشوند، درحاليکه در شرايط ديگر ميتوان از همان جسم کريستالهاي ورقهاي ساخت (Kittel, 1996). شرايطي که بر شکل کريستال تأثير ميگذارند عبارتند از نوع حلال، pH محلول، غلظت، وجود ناخالصي، ميزان فوقاشباعيت، دامنه دماي کريستاليزاسيون و غيره، که بطور خلاصه به بعضي از آنها اشاره مي شود.
1-8-1- اثر حلال
تغيير حلال ميتواند منجر به تغيير شکل کريستالها شود. بطور مثال نفتالين در محيط سيکلوهگزان به صورت سوزني کريستاله ميشود، ولي اگر حلال متانول باشد کريستالهاي نفتالين بهصورت ورقهاي درميآيند. يدوفرم نيز در محيط سيکلوهگزان بهصورت منشورهاي ششوجهي و در محيط آنيلين بهصورت هرمهاي ششوجهي کريستاله ميشود. بنابراين هنگام انتخاب حلال براي کريستاليزاسيون بايد به تأثير آن بر شکل کريستال توجه نمود (خدايي، 1387).
1-8-2- اثر pH
گاهي pH محيط بر شکل کريستالهاي حاصل تأثير ميگذارد، بطور مثال فسفاتهاي هيدروژنه پتاسيم و آمونيوم در pH=4 بهصورت سوزني و در pH=5 بهصورت منشور کريستاله ميشود. سولفات مس نيز که معمولاً بهصورت دانههاي درشت کريستاله ميشود، در محيط اسيدي بهصورت ورقهاي درميآيد. معمولاً کنترل pH يک راه مؤثر براي کنترل شکل کريستال محسوب نميشود (خدايي، 1387).
1-8-3- اثر فوقاشباعي
ميزان فوقاشباع ميتواند بر شکل کريستال حاصله اثر بگذارد. دليل اين پديده گوناگوني وابستگي شدت رشد سطوح مختلف کريستال به ميزان فوقاشباع ميباشد. اين فاکتور روي همگني بلور تأثير ميگذارد. وقتي محلول به شدت فوقاشباع است، همگني بلورها کمتر و زماني که فوقاشباعي محلول کم است، بلورها از همگني بيشتري برخوردار هستند. عامل فوقاشباعي، تأثير قابلتوجهي روي شکل بلور و تعداد سطوح آن دارد (خدايي، 1387).
1-8-4- اثر دما
دماي کريستاليزاسيون مستقيماً اثر مهمي بر شکل کريستالها ندارد ولي از آنجا که ممکن است فعاليت ناخالصيهاي موجود در محيط به تغييرات دما بستگي داشته باشد، ميتواند بهطور غير مستقيم بر شکل کريستالها تأثير بگذارد (خدايي، 1387).
1-8-5- اثر ناخالصي
وجود ناخالصيها ميتواند تأثير شديدي بر روي شکل کريستالهاي حاصله داشته باشد. وجود ناخالصي رشد وهستهزايي را تحت تأثير قرار ميدهد و منجر به تغيير پهناي منطقه نيمه‌پايداري20 ميگردد. ميتوان گفت که مواد افزودني21، يونها و مولکولهاي ناخالصي، بر روي سطح کريستالهاي موجود در محلول جذب ميگردند و منجر به تغيير در رشد آن سطوح مي‌شوند. بطور مثال وجود يون PO+2 در کريستاليزاسيون هاليدهاي قليايي از محيط آبي موجب به دستآمدن کريستالهاي درشت و محکم ميشود. نمونه ديگري از تأثير ناخالصي وجود کرباميد، در محلول کلريدسديم است. بدون حضور اين ناخالصي، کلريد سديم به شکل مکعبي متبلور ميشود، درحاليکه در حضور اين ناخالصي شکل آن هشتوجهي ميشود (خدايي، 1387).
1-9- رشد بلور
هسته‌‌هاي بحراني بلافاصله بعد از شکل‌گيري در درون محلول فوق اشباع شروع به رشد مي‌کنند. رشد نيازمند اين است که ماده‌ي حل شده از محلول به سطح کريستال نفوذ کرده و وارد شبکه‌ي کريستالي شود. رشد بلور، فرآيندي نفوذي است که تحت تأثير سطوح جامدي است که بلورها روي آن رشد ميکنند. مولکولها يا يونهاي ماده حلشده با نفوذ در مايع، به سطح در حال رشد بلور ميرسند. مولکولها يا يونهايي که به سطح ميرسند بايد توسط بلور پذيرفته شوند و بهصورت شبکه فضايي نظم بگيرند. يک رشد موفق شامل يک مرحله نفوذ و يک مرحله واکنش سطحي است. بنابراين فرآيند کلي رشد، از دو مرحله سري تشکيل ميشود. لازم به ذکر است که تا وقتي محلول فوقاشباع نشده، نه مرحله نفوذ و نه مرحله جذب سطحي هيچ کدام اتفاق نميافتد (Mccabe, 1988). مکانيسم و نظريه‌هاي مختلفي براي رشد بلور ارائه شده است که در اينجا به چند نمونه از آن‌ها اشاره خواهد شد.
1-9-1- نظريه انرژي سطحي
نظريه انرژي سطحي بر اين مبنا استوار است که شکل بلور رشد کرده بهگونهاي باشد که داراي مينيمم انرژي سطحي کل باشد. يک قطره از سيال در حالتي در پايدارترين حالت قرار دارد که انرژي سطحي در واحد سطح آن مينيمم باشد. در سال 1878 گيبس پيشنهاد کرد که رشد بلور را ميتوان يک حالت خاص از اين اصل در نظر گرفت با اين بيان که انرژي آزاد کل يک بلور در تعادل با محيط خود در دما و فشار ثابت براي يک حجم مشخص بايد مينيمم باشد. اگر به يک بلور در محيط فوقاشباع اجازه رشد داده شود به طرف شکل تعادلي پيش خواهدرفت. توسعه وجوه مختلف بلور بايد بهگونهاي باشد که انرژي آزاد سطحي کل براي يک حجم مشخص مينيمم باشد (Gibbs, 1878).
1-9-2- نظريه لايهاي جذب سطحي
مکانيسم رشد بلورها در نظريه لايهاي جذب سطحي بر اساس وجود يک لايه جذبشده از اتمها يا مولکول هاي جسم حلشده بر روي يک وجه بلور است که اولين بار اين نظريه در سال 1939 توسط والمر ارائه شدهاست. محققين زيادي بر روي توسعه و اصلاح نظريه‌ي والمر کار کردند. اين نظريه را که به آن نظريه‌ي گيبس والمر نيز ميگويند بر مبناي ترموديناميکي استوار است (Volmer, 1939).
وقتي که يک واحد از مواد بلوري به سطح بلور ميرسد به سرعت به سطح بلور نميچسبد، بلکه فقط يک درجه آزادي را از دست ميدهد و آزادانه تا سطح بلور ميتواند حرکت کند. بنابراين يک لايه جذبشده آزاد از واحدهاي مجتمع در سطح مشترک به وجود ميآيد که در تعادل ترموديناميکي با توده محلول است. اين لايه جذبشده که گاهي اوقات فاز سوم ناميده ميشود، نقش مهمي را در رشد بلور و هستهزايي اوليه بازي ميکند. ضخامت اين لايه عمدتاً از ده نانومتر تجاوز نميکند و گاهي ممکن است در حدود يک نانومتر باشد (ده نمکي، 1380).
اتمها، يونها يا مولکولهاي اين لايه بهطرف سطح بلور حرکت ميکنند و در جاييکه نيروي جاذبه بيشتر باشد مينشينند، اين عمل ادامه پيدا ميکند تا يک لايه کامل روي سطح بنشيند. قبل از آنکه سطح بتواند به رشد خود ادامه دهد يعني قبل از آنکه لايه ديگري بتواند شروع شود، بايد مرکز مرحله اول يا دوم و يا هر دو مرحله فرآيند کلي تعيين شود. معمول بر اين است که رشد کريستالها به صورت نرخ تغييرات طول مشخصه بلور نسبت به زمان بيان ميشود. رشد بلورها وابستگي شديدي به ميزان فوقاشباعيت دارد. با اين وجود عوامل متعدد ديگري همچون هيدروديناميک سيستم، اندازه بلور، شکل و ميزان ناهمواري، دما، حلالها و حضور ناخالصيها بر اين فرآيند تأثير ميگذارند.
فصل دوم
مروري بر تحقيقات گذشته
مروري بر تحقيقات گذشته
در اين فصل به بررسي تحقيقاتي که روي تغيير مورفولوژي بلورها به روشهاي مختلف صورت گرفته و پژوهشهايي که اختصاصاً در مورد اگزالات کلسيم انجام شده، پرداخته ميشود.
با توجه به اينکه اگزالات کلسيم مهمترين ماده تشکيل دهنده سنگ‌هاي کليوي مي‌باشد، تبلور اين ماده مورد توجه محققان قرار گرفته است. ليانگ و همکارانش در سال 2009 اثر نانوذرات سلنيوم را بر تبلور اگزالات کلسيم بررسي کردند. نتايج اين مطالعه نشان داد که نانو ذرات سلنيوم مي‌تواند با اگزالات تشکيل پيوند دهد و منجر به کاهش تشکيل اگزالات کلسيم شود. همچنين اين نانوذرات مي‌تواند از رشد و به هم چسبندگي22 بلورها جلوگيري کنند و گونهي آنها را از COM به COD تغيير دهد (Liang et al., 2009).
در سال 2006، تونگ‌بوکنرد23 و همکارانش تأثير متغيرهاي مختلفي نظير دما، pH و اختلاط را بر تبلور و شکل بلورهاي اگزالات کلسيم مطالعه کردند. نتايج به دست آمده از تحقيقات آن‌ها نشان داد که در دماهاي کمتر تشکيل و رشد بلورهاي اگزالات کلسيم افزايش مي‌يابد. نتايج مطالعات همچنين مشخص ساخت که هر چه pH کمتر شود و محلول خاصيت اسيدي بيشتري داشته باشد، امکان تشکيل بلورهاي COM که پايدارترين گونهي اگزالات کلسيم است و بخش عمدهي سنگ‌هاي کليوي را تشکيل مي‌دهد، بيشتر خواهد شد. بنابراين مطالعه مذکور اين گفته را که هرچه محيط ادرار اسيديتر باشد امکان تشکيل سنگ بيشتر مي‌شود را تأييد کرد. در اين بررسي تأثير اختلاط نيز بر تبلور اگزالات کلسيم مطالعه شد و نتايج نشان داد که اختلاط بر اندازه و گونهي بلورها تأثير مهمي دارد و موجب کاهش تشکيل و رشد آنها مي‌شود (Thongboonkerd et al., 2006).
پاک‌مهر و علمداري در سال 2011 هسته سازي اگزالات کلسيم را در حضور عصاره‌ي خارشتر مورد بررسي قرار دادند. آزمايش‌هاي آن‌ها نشان داد که حضور عصارهي خارشتر موجب افزايش زمان تأخير بلورهاي اگزالات کلسيم مي‌شود. همچنين در نسبتهاي فوق اشباعيت کمتر وجود اين عصاره تأثير بيشتري را در کاهش سرعت هسته‌سازي و در نتيجه کاهش تشکيل بلورها نشان داد. با توجه به آنکه در آزمايشهاي SEM مشاهده شد که حضور عصارهي خارشتر در مدت زماني طولاني در مجاورت بلور اگزالات کلسيم ممکن است باعث کاهش اندازهي آنها شود، ميتوان گفت که مصرف عصارهي خارشتر مي‌تواند موجب تسريع شدن فرآيند دفع سنگهاي کليوي با اندازهي کوچک از مجاري ادراري بيمار شود (پاک‌مهر و علمداري، 2011).
اويانگ و همکاران اثر تارتارات پتاسيم را بر تبلور و رشد بلورهاي اگزالات کلسيم در محيط ژلاتيني در دماهاي مختلف بررسي کردند. در اين تحقيق اگزالات کلسيم مونوهيدرات با استفاده از روش نفوذ دوطرفه24 در محيط ژلاتيني توليد شد. مطالعات آنها نشان داد که در غلظت‌هاي مختلف تارتارات پتاسيم هر سه گونه‌ي اگزالات کلسيم تشکيل مي‌شود، به اين ترتيب که در غلظت کمي از تارتارات پتاسيم (0.01 mol/l) گونهي غالب COM مي‌باشد. در اين غلظت گونه COD در حدود 5 درصد تشکيل مي‌شود و گونهي COT تشکيل نمي‌شود. با افزايش غلظت تارتارات پتاسيم تا غلظتهاي 0.1 mol/l و 0.5 mol/l مشاهده شد که به ترتيب 56 و 82 درصد از بلورهاي اگزالات کلسيم تشکيل شده از گونهي COT مي‌باشند. همچنين مشاهده شد که تغيير دماي تبلور نيز بر روي شکل بلورها تأثيرگذار است. و همکارانش در سال 2006 تشکيل گونه‌هاي مختلف اگزالات کلسيم را تحت تأثير تارتارات پتاسيم در محيط ژلاتيني بررسي کردند و ميزان تشکيل هر يک از اين گونه‌ها را در غلظت‌هاي مختلف تارتارات پتاسيم با روش‌هاي 25XRD و 26FT-IR به دست آوردند‌ (2006 Ouyang et al.,).
تائسونگ و همکارانش در سال 2005 اثر بيوپليمرها را روي شکل بلورهاي اگزالات کلسيم بررسي کردند. آن‌ها دريافتند که با افزايش غلظت بيوپليمر، اگزالات کلسيم مونو هيدرات (COM) تغيير ساختار داده و به اگزالات کلسيم دي‌هيدرات (COD) تبديل مي‌شود (Taesung et al., 2005).
لي‌جون‌وانگ و همکارانش تأثير ترکيب دو مادهي سيترات و پروتئين استئوپنتين را به عنوان بازدارنده تبلور اگزالات کلسيم بررسي کردند. در اين تحقيق نشان داده شد که هر دو ماده به تنهايي از رشد بلورها جلوگيري ميکنند. عکسبرداري SEM انجام شده روي هر دو ماده نشان داد که حضور سيترات به تنهايي باعث تغيير شکل بلورها مي‌شود ولي حضور استئوپنتين به تنهايي تأثير قابل‌توجهي را روي شکل بلورها نشان نمي‌دهد. نتايج به دست آمده از اين پژوهش تأثير ترکيب اين دو ماده را به عنوان ماده بازدارنده تبلور اگزالات کلسيم اثبات کرد (Lijun Wang et al., 2006).
دنگ و همکارانش در سال 2006 تبلور اگزالات کلسيم را در دو نمونه ادرار سالم و سنگ‌ساز27 بررسي کردند. در ادرار سالم در ابتداي تبلور رشد بلورها کنترل کنندهي فرآيند بود و در اواسط و اواخر فرآيند مشاهده شد که هستهسازي بلورها کنترل کننده تبلور مي‌باشد. همچنين نتايج نشان داد که در ادرار سنگ ساز در کليه مراحل فرآيند تبلور، رشد بلورها کنترلکننده مي‌باشد. آنها با مقايسه بلورهاي رشد کرده در ادرار سالم با بلورهاي رشد کرده در ادرار سنگساز سه اختلاف اساسي مشاهده کردند. 1- اندازه متوسط ذرات تبلور يافته در ادرار سنگساز بزرگتر از اندازه متوسط ذرات در ادرار سالم مي‌باشد. 2- شکل بلورهاي اگزالات کلسيم در ادرار سنگ ساز به صورت شش گوشه با لبههاي تيز و در ادرار سالم به صورت بلورهاي گرد بدون لبه است و 3- در ادرار سالم گونه اگزالات کلسيم ديهيدرات مشاهده شد (Siu-Ping Deng et al., 2006).
اونر و همکارانش اثر پليمر وينيل سولفونيک اسيد را که قابل حل در آب است را روي تبلور اگزالات کلسيم مطالعه کردند و دريافتند که حضور پليمر از رشد بلورها جلوگيري ميکند. بدين ترتيب که پليمر بر روي مکانهاي فعال رشد بلورها جذب مي‌شود و مانع از قرار گرفتن مولکولهاي ديگر اگزالات کلسيم بر روي مکانهاي فعال مي‌شود. همچنين نتايج آنها مشخص کرد که با افزودن پليمر وينيل سولفونيک اسيد گونه بلور اگزالات کلسيم از مونوهيدرات به ديهيدرات تغيير مي‌کند (Oner et al., 2010).
در سال 2004 ال شال و همکاران اثر مواد موجود در ادرار شامل اگزالات، کلسيم، سيترات و پروتئين ميوسين28 بر روي هسته‌سازي و رشد بلورهاي اگزالات کلسيم را با اندازه‌گيري وزن بلورهاي توليد شده و بازهي اندازه بلورها در شرايط مختلف بررسي کردند. نتايج حاصله نشان داد که وجود يونهاي کلسيم و اگزالات هسته سازي و تبلور اگزالات کلسيم را افزايش مي‌دهد و وجود پروتئين ميوسين اثر مهمي را در هسته‌سازي و رشد بلورهاي اگزالات کلسيم ندارد (El-Shall et al., 2004).
ال شال و همکارانش در سال 2004 نيز رابطه زمان تأخير بلورها29 بر حسب نسبت فوق‌اشباعيت را براي شناسايي اثر سيترات بر روي هستهسازي اگزالات کلسيم مونو هيدرات به کار بردند. آنها دريافتند که سيترات تغيير اساسي را روي انرژي سطحي هسته‌هاي اگزالات کلسيم مونو‌هيدرات اعمال نمي‌کند، ولي زمان تشکيل بلورها را به واسطه کمپلکس‌هايي که با يون‌هاي آزاد کلسيم در محلول تشکيل مي‌دهد، به تأخير مي‌اندازد. آن‌ها همچنين تأثير فوق‌اشباعيت را روي هسته‌‌سازي اوليه اگزالات کلسيم بررسي کردند و به اين نتيجه رسيدند که با افزايش نسبت فوق اشباعيت سرعت هسته سازي افزايش مي‌يابد (El-Shall et al., 2004).
تائسونگ و همکاران در سال 2004 با استفاده از روش Biomineralization در محلول بافر که شرايطي شبيه ادرار دارد، شکل و رشد بلورهاي اگزالات کلسيم را در نسبتهاي فوق‌اشباعيت مختلف و شرايط استوکيومتري متفاوت بررسي کردند. آن‌ها دريافتند که در نسبت‌هاي فوق اشباعيت کوچک‌تر از 20، گونه‌ي غالب COD مي‌باشد و در نسبت‌هاي فوق اشباعيت بزرگتر از 20، به دليل تغيير در سينتيک هسته‌سازي بلورها گونه‌ي غالب COM تشکيل مي‌شود. همچنين تغييرات ساختاري بلورها در حضور يونهاي اضافي از Ca2+ و C2O42- مورد آزمايش قرار گرفت و مشخص شد که در حضور مقادير اضافي از يون Ca2+ ، گونهي COD و در حضور مقادير اضافي از يون C2O42- ، گونهي COM تشکيل مي‌شود (Taesung et al., 2004).
در سال 2009 مطالعاتي در زمينه تأثير آمينو اسيدها، پروتئين‌ها و اسيدهاي کربوکسيليک بر تبلور اگزالات کلسيم در دما و pH هاي مختلف توسط سايان و همکارانش انجام شد. آنها آناليزهاي SEM, XRD, FT-IR را براي مشاهده تغييرات حاصله در تبلور اگزالات کلسيم پس‌ از افزودن اين مواد به کار گرفتند. نتايج تحقيقات نشان داد که اندازه متوسط بلورها در حضور اين مواد به صورت قابل توجهي تغيير نمود. همچنين مشاهده شد که در حضور کليه افزودنيها به غير از اسيد تارتاريک گونه غالب بلور از نوع COM مي‌باشد (Sayan et al., 2009).
در سالهاي اخير مطالعه و تحقيق روي عصارههاي گياهي و مواد طبيعي به عنوان مواد بازدارنده تبلور اگزالات کلسيم به دليل فراواني و عدم بروز عوارض جانبي به نسبت مواد و بازدارندههاي شيميايي رواج بيشتري يافته است. به عنوان مثال در سال 2000 در دانشگاه فلوريدا اتمني و خان تحقيقاتي را در زمينه تأثير عصاره گياه Herniaria hirsuta بر تبلور اگزالات کلسيم در محيط مصنوعي30 انجام دادند. آنها دريافتند که اين عصاره هسته‌سازي بلور اگزالات کلسيم را افزايش و اندازه ذرات را کاهش مي‌دهد. افزودن عصاره همچنين باعث تغيير گونه بلورها به اگزالات کلسيم ديهيدرات شد (Atmani and Khan, 2000).
عبدل-آل و همکاران در سال 2009 اثر نسبت فوق اشباعيت و همچنين عصاره گياه خلا31 را روي هسته‌سازي و شکل بلورهاي اگزالات کلسيم بررسي کردند. آنها دريافتند که با افزايش نسبت فوق اشباعيت، زمان تأخير کاهش مي‌يابد. همچنين آنها دريافتند که در اثر افزودن عصاره خلا، انرژي سطحي بلورها کاهش يافته و بنابراين زمان تأخير افزايش مييابد (Abdel-Aal et al., 2009).
عيدي و همکارانش در سال 2008 اثر کاکل ذرت32 را روي تبلور اگزالات کلسيم در محيط مصنوعي بررسي کردند. آنها مشاهده کردند که افزودن کاکل ذرت باعث افزايش تعداد بلورهاي اگزالات کلسيم در مقايسه با نمونه قبل از افزودن کاکل ذرت مي‌شود. همچنين آنها دريافتند که کاکل ذرت باعث افزايش بلورهاي کوچک و کاهش بلورهاي بزرگ مي‌شود و موجب افزايش تعداد بلورهاي اگزالات کلسيم از گونه مونوهيدرات نسبت به گونه ديهيدرات مي‌گردد (Eydi et al., 2008).
در سال 2010 ، دکتر علي سيروس و همکاران در دانشگاه علوم پزشکي اراک اثر عرق خارشتر بر دفع سنگهاي حالب را بررسي کردند. در اين مطالعه که روي 100 بيمار مبتلا به سنگ‌کليه انجام گرفت مشخص شد که مصرف عرق خارشتر دفع سنگهاي ادراري را به ميزان 26 درصد افزايش مي‌دهد (Cyrus et al., 2010).
فصل سوم
تئوري
3-1- تئوري روش تاگوچي
3-1-1- طراحي آزمايشها
طراحي آزمايشات شامل يک آزمايش يا يک سري از آزمايش‌هايي مي‌شود که به‌طور آگاهانه در متغير‌هاي ورودي فرآيند تغييراتي ايجاد مي‌گردد تا از اين طريق ميزان تغييرات حاصل در پاسخ خروجي فرآيند مشاهده و شناسايي شود. طراحي آزمايش‌ها يکي ازابزار‌هاي مهندسي مهم در راستاي بهبود



قیمت: تومان


پاسخ دهید