การกำจัดยาโคลิสตินในน้ำโดยการดูดซับด้วยเกล็ดถ่านกัมมันต์ที่ดัดแปรด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์
DOI:
https://doi.org/10.60136/bas.v13.2024.2980คำสำคัญ:
การดูดซับ, โคลิสติน, ถ่านกัมมันต์บทคัดย่อ
ปัจจุบันมีการตรวจพบยาปฏิชีวนะปนเปื้อนในแหล่งน้ำมากขึ้นซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งของการเกิดเชื้อดื้อยา โคลิสตินเป็นยาปฏิชีวนะชนิดสุดท้ายที่ใช้รักษาโรคติดเชื้อที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะชนิดอื่นที่ใช้รักษาโรคทั้งในมนุษย์และในสัตว์ แต่ร่างกายของมนุษย์และสัตว์ไม่สามารถดูดซึมยาโคลิสตินได้อย่างสมบูรณ์ จึงถูกขับออกและปนเปื้อนอยู่ในสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้ศึกษาการใช้ถ่านกัมมันต์ที่ผ่านการดัดแปรพื้นผิวด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ (m-GAC) ในการดูดซับยาโคลิสตินในน้ำ โดยใช้วิธีการดัดแปรพื้นผิวถ่านกัมมันต์ที่ทำได้ง่าย ไม่ซับซ้อน และไม่ต้องกระตุ้นด้วยอุณหภูมิสูง จากนั้นทดสอบการดูดซับยาด้วยวิธีแบบกะที่ความเข้มข้นของยาโคลิสติน 250 มิลลิกรัมต่อลิตร จากผลการดูดซับพบว่าถ่านกัมมันต์ที่ผ่านการดัดแปรพื้นผิวด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์สามารถดูดซับยาโคลิสตินได้สูงสุด 83.9 มิลลิกรัมต่อกรัมของถ่านกัมมันต์ ซึ่งสูงกว่าถ่านกัมมันต์ที่ไม่ได้ดัดแปรพื้นผิว (GAC, 31 มิลลิกรัมต่อกรัม) อย่างมีนัยสำคัญ ไอโซเทิร์มการดูดซับสอดคล้องกับสมการของฟรุนดลิชและจลนพลศาสตร์การดูดซับสอดคล้องกับปฏิกิริยาอันดับสองเทียม และมีอัตราเร็วในการดูดซับยาโคลิสตินสูงกว่าถ่านกัมมันต์ที่ไม่ได้ดัดแปรพื้นผิว ความเป็นไปได้ของกลไกการดูดซับยาโคลิสตินของถ่านกัมมันต์ที่ผ่านการดัดแปรพื้นผิวด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์คือการดูดซับทางกายภาพ เกิดผ่านแรงดึงดูดแบบไฟฟ้าสถิตและพันธะไฮโดรเจนระหว่างหมู่ฟังก์ชันที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบบนพื้นผิวของถ่านกัมมันต์ที่เพิ่มขึ้นหลังจากการดัดแปรพื้นผิวด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ ผลการศึกษานี้ได้นำเสนอข้อมูลพื้นฐานในการปรับปรุงประสิทธิภาพถ่านกัมมันต์ด้วยวิธีที่สามารถนำไปขยายการผลิตได้ เพื่อเป็นประโยชน์กับการนำไปประยุกต์ใช้ในการกำจัดยาโคลิสตินที่ปนเปื้อนในน้ำ และเพื่อลดผลกระทบการเกิดการดื้อยาโคลิสตินของจุลชีพต่อไปได้
References
Chiemchaisri W, Chiemchaisri C, Hamjinda NS, Jeensalute C, Buranapakdee P, Thamlikitkul V. Field investigation of antibiotic removal efficacies in different hospital wastewater treatment processes in Thailand. Emerging Contam. 2022;8:329-39. doi: 10.1016/j.emcon.2022.07.002.
Bhandari G, Chaudhary P, Gangola S, Gupta S, Gupta A, Rafatullah M, et al. A review on hospital wastewater treatment technologies: current management practices and future prospects. JWPE. 2023;56:104516. doi: 10.1016/j.jwpe.2023.104516.
Verlicchi P, Al Aukidya M, Zambelloa E. What have we learned from worldwide experiences on the management and treatment of hospital effluent? — an overview and a discussion on perspectives. Sci Total Environ. 2015;514:467-91. doi: 10.1016/j.scitotenv.2015.02.020.
Xiang Y, Xu Z, Wei Y, Zhou Y, Yang X, Yang Y, et al. Carbon-based materials as adsorbent for antibiotics removal: mechanisms and influencing factors. JEM. 2019;237:128-38. doi: 10.1016/j.jenvman.2019.02.068.
Yu F, Li Y, Han S, Ma J. Adsorptive removal of antibiotics from aqueous solution using carbon materials. Chemosphere. 2016;153:365-85. doi: 10.1016/j.chemosphere.2016.03.083.
Ahmed MB, Zhou JL, Ngo HH, Guo W. Adsorptive removal of antibiotics from water and wastewater: progress and challenges. Sci Total Environ. 2015;532:112-26. doi: 10.1016/j.scitotenv.2015.05.130.
Sharma E, Chen Y, Kelso C, Sivakumar M, Jiamg G. Navigating the environmental impacts and analytical methods of last-resort antibiotics: colistin and carbapenems. SEH. 2024;2(1):100058. doi: 10.1016/j.seh.2024.100058.
Peng L, Peng C, Fu S, Qiu Y. Adsorption-desorption and degradation of colistin in soils under aerobic conditions. Ecotoxicol Environ Saf. 2022;243:113989. doi: 10.1016/j.ecoenv.2022.113989.
ศูนย์วิชาการเฝ้าระวังและพัฒนาระบบยา (กพย.). สยองสูตรอาหารฟาร์มหมูให้กิน "โคลิสติน" ตัวแพร่ยีนดื้อยา [อินเทอร์เน็ต]. 2560 [เข้าถึงเมื่อ 15 พฤษภาคม 2567]. เข้าถึงได้จาก: https://www.thaidrugwatch.org/news_detail.php?n_no=1373
Bajda T, Grela A, Pamuła J, Kuc J, Klimek A, Matusik J, et al. Using zeolite materials to remove pharmaceuticals from water. Materials. 2024;17(15):3848. doi: 10.3390/ma17153848.
Wang L, Lv S, Wang X, Liu B, Wang Z. Ferrate (VI) oxidation is an effective and safe way to degrade residual colistin-a last resort antibiotic-in wastewater. Front Vet Sci. 2021;8:773089. doi:10.3389/fvets.2021.773089.
Yin F, Wang D, Li Z, Ohlsen T, Hartwig P, Czekalla S. Study on anaerobic digestion treatment of hazardous colistin sulphate contained pharmaceutical sludge. Bioresource Technol. 2015;177:188-93. doi: 10.1016/j.biortech.2014.11.091.
Dehkordi SSR, Delavar Q, Ebrahim HA, Partash SS. CO2 adsorption by coal-based activated carbon modified with sodium hydroxide. Mater Today Commun. 2022;33:104776. doi: 10.1016/j.mtcomm.2022.104776.
Ntakirutimana S, Tan W, Wang T. Enhanced surface activity of activated carbon by surfactants synergism. RSC Adv. 2019;9:26519-31. doi: 10.1039/c9ra04521j.
Hafizuddin MS, Lee CL, Chin KL, H’ng PS, Khoo PS, Rashid U. Fabrication of highly microporous structure activated carbon via surface modification with sodium hydroxide. Polymers. 2021;13(22):3954. doi: 10.3390/polym13223954.
Kristianto H, Arie AA, Susanti RF, Halim M, Lee JK. The effect of activated carbon support surface modification on characteristics of carbon nanospheres prepared by deposition precipitation of Fe-catalyst. IOP Conf Ser: Mater Sci Eng. 2017;162:012034. doi: 10.1088/1757-899X/162/1/012034.
ดรุณี สุขชิต, ปนัดดา ศรีแก้ว, จุฑามาศ นาทองห่อ, สายสมร ลำลอง, มาลี ประจวบสุข, สมจินตนา ทวีพานิชย์ และคณะ. การดูดซับสีย้อมบริลเลียน กรีน ด้วยซีโอไลต์ เอ ที่เตรียมจากเถ้าชานอ้อย. ใน: การประชุมวิชาการระดับชาติ มอบ. วิจัย ครั้งที่ 16; วันที่ 11-12 ก.ค. 2565; อุบลราชธานี. [อุบลราชธานี]: มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี; 2565. น. 185-94.
วรวิทย์ จันทร์สุวรรณ, สิริรัตน์ พานิช. การกำจัดโลหะหนักจากสารละลายโดยตัวดูดซับจากวัสดุชีวภาพ [รายงานวิจัย]. กรุงเทพ: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร; 2563.
Drider D, Boukherroub R, Devendec LL, Belguesmia Y, Hazime N, Mourand G, et al. Impact of colistin and colistin-loaded on alginate nanoparticles on pigs infected with a colistin-resistant enterotoxigenic Escherichia coli strain. Vet Microbiol. 2022;266:109359. doi: 10.1016/j.vetmic.2022.109359.
Ma Z, Wang J, Nation LR, Li J, Turnidge JD, Coulthard K, et al. Renal disposition of colistin in the isolated perfused rat kidney. Antimicrob Agents Chemother. 2009;53(7):2857-64. doi: 10.1128/AAC.00030-09.
Dutta J, Mala AA. Removal of antibiotic from the water environment by the adsorption technologies: a review. Water Sci Technol. 2020;82(3):401-26. doi: 10.2166/wst.2020.335.
Cruz AC, Rivas-Sanchez A, Gallareta-Olivares G, González-González RB, Cárdenas-Alcaide MF, Iqbal HMN, et al. Carbon-based materials: adsorptive removal of antibiotics from water. Water Emerging Contam Nanoplast. 2023;2(2):1-17. doi: 10.20517/wecn.2022.19.
Davis CA, Janssen E. M-L. Environmental fate processes of antimicrobial peptides daptomycin, bacitracins, and polymyxins. Environ Int. 2020;134:105271. doi: 10.1016/j.envint.2019.105271.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2024 กรมวิทยาศาสตร์บริการ
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.