Cysteine-metal affinity chromatography: Determination of Cd(II) adsorption properties
Sistein-metal afinite kromatografisi: Cd(II) adsorpsiyonu
- Tez No: 105636
- Danışmanlar: PROF. DR. SEMA BEKTAŞ, PROF. DR. ÖMER GENÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2001
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Ill ÖZET Günümüzde ağır metallerin sebep olduğu kirlilik, dünya çapında bir olaydır. Çevrede ağır metal iyonlarının varlığı, birçok yaşam koşuluna toksik etkisi dolayısıyla birinci büyük sorundur. Belli bir derişimden sonra, metal iyonlarının toksik özellik gösterdikleri bilinmektedir. Örneğin; Cd(II) iyonlarının aşırısı, protein ve enzimlerdeki Zn(II) iyonlarıyla yer değiştirerek kadmiyum zehirlenmesine ait belirtilerin ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Buna karşılık, memelilerde kadmiyum, civa ve gümüş gibi toksik metallerin etkisini azaltmak yani vücudu korumak amacıyla, metallotiyonein adı verilen düşük molekül ağırlıklı, sistein bakımından zengin ve yüksek miktarda metal iyonu taşıma kapasitesine sahip proteinler üretilir. Sunulan bu çalışmada, kesikli ve dolgulu kolon sistemlerde, yüksek miktarda kadmiyum içeren sulu çözeltilerden ve kan plazmasından kadmiyumun uzaklaştırılması için spesifik sorbent olarak sistein takılı poli(HEMA) mikroküreler hazırlanmıştır. Poli(HEMA) mikroküreler, süspansiyon polimerizasyon tekniğiyle üretilmiştir. Poli(HEMA) mikrokürelere metalle kompleks oluşturan amino asit-ligand sistein bağlanmıştır. Sistein takılmış poli(HEMA) mikroküreler incelenmiştir ve bağlanan sistein miktarı 0.318 mmol/g polimerdir. Kesikli sistem çalışmalarında, farklı pH (4.0-7.0) ve derişimlerde (25-500 mg/L) Cd(II) iyonu içeren sulu çözeltilerden sorbentin adsorpsiyon hızı ve kapasitesi incelenmiştir. Sistein takılı mikrokürelere Cd(II) iyonunun maksimum adsorpsiyon kapasitesi 0.330±0.013 mmol/g polimerdir (pH=6.5, 20°C). Sistein-Cd(II) iyon kompleks oluşum sabiti, Ruzic yöntemi uygulanarak tayin edilmiştir. Kararlılık sabitinin hesaplanan değeri 4.35xl04'tür. Bu çalışmada, ayrıca, Langmuir ve Freundlich izoterm eşitlikleri denenmişIV ve korelasyon regrasyon değerleri göstermiştir ki, adsorpsiyon süreci iki izoterm eşitliğiyle de iyi şekilde açıklanabilmektedir. Dolgulu kolon sisteminde sorbent, sulu çözelti ve kan plazmasından Cd(II) iyonlarının uzaklaştırılması için kullanılmıştır. Kolonun Cd(II) iyon adsorpsiyon kapasitesi, başlangıç Cd(II) iyon derişimi ve akış hızının fonksiyonu olarak incelenmiştir. İnsan plazması ve sulu çözeltiden 50 mg/L derişimde, Cd(II) adsorpsiyon miktarları, sırasıyla, 0.065±0.003 mmol/g ve 0.058±0.002 mmol/g polimerdir. 0.05 M HC1 olarak saptanan optimum desorpsiyon ortamında, % 99 'un üzerinde desorpsiyon oranına ulaşılmıştır. Böylece poli(HEMA) mikrokürelerin adsorpsiyon kapasitesinde azalma olmaksızın üç defadan fazla kullanım için uygun olduğu saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Pollution caused by heavy metals is now a worldwide phenomenon. The presence of heavy metal ions in the environment is one of the major concern due to their toxicity to many life forms. The toxic symptoms will manifest when a metal ion level exceeds a certain treshold level. Many symptoms of Cd(H) toxicity, for example, are believed to arise from the displacement of Zn(H) ion from many proteins and enzymes by Cd(II). It is known that the synthesis of metallothioneins, low molecular weight, cysteine-rich proteins, with high binding abilities for toxic metals such as Cd(II), Hg(II) and Ag(I) is induced in mammalians as a protective agent against toxic elements. In the submitted study, cysteine-immobilised PHEMA microbeads were prepared as a specific sorbent for Cd(II) removal from aquatic systems and human plasma with cadmium overdoses in batch and packed-bed column systems. The poly(hydroxyethyl-methacrylate) (PHEMA) microbeads were produced by suspension polymerization technique. Metal complexing amino acid-ligand cysteine was immobilised onto PHEMA microbeads. Cysteine-attached PHEMA microbeads were performed and, the attachment of the cysteine was found to be 0.318 mmol/g. In batch experiments, adsorption rate and capacity of this sorbent for Cd(II) ion from aqueous media containing different amounts of this ions (25-500 mg/L) at different pH of 4.0-7.0 were investigated. The maximum adsorption capacity for Cd(II) ions onto the cysteine- containing microbeads was 0.330±0.013 mmol/g at pH of 6.5 at 20°C. The formation constant of cysteine-Cd(II) ion complex has been investigated applying the method of Ruzic. The calculated value of stability constant was 4.35xl04. Two isotherm equations have beentested in the present study, namely Langmuir and Freundlich, the correlation regression coefficients showed that the adsorption process can be well defined by both isotherm equations. In packed-bed column system, the sorbent was used to remove Cd(II) ion from aqueous solution and human plasma. Cd(II) ion adsorption capacity of the column was investigated as a function of flow rate and the inlet Cd(II) ion concentration. The amount of Cd(II) adsorption from human plasma was 0.065±0.003 mmol/g (for 50 mg/L), and from aqueous solution was 0.058±0.002 mmol/g (for 50 mg/L). It was observed that PHEMA microbeads carrying cysteine can be regenerated by washing with 0.05 M HC1 solution. The maximum desorption ratio was greater than 99%. These PHEMA microbeads are suitable for repeated use for more than three adsorption-desorption cycles without loss in adsorption capacity.
Benzer Tezler
- Tiyol-metakrilat polimerizasyonu ile affinite monolitlerinin sentezi ve histidin işaretli protein izolasyonunda kullanımı
The synthesis of affinity monolitshs by thiol-methacrylate polymerization and their usage in histidine tagged protein separation
FATMA ÇAMBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
DOÇ. DR. EDA ÇELİK AKDUR
- The productıon and pegylatıon of recombinant human granulocyte colony-stımulatıng factor produced ın e. coli
Rekombinant insan granulosit koloni stimülan faktörünün e. coli'de üretimi ve pegilasyonu
NAZLI DİLARA ERDOĞDU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY
- Preparation of immobilized metal affinity sorbents
İmmobilize metal afinite sorbentlerinin hazırlanması
MÜFRETTİN SARI
- Durum wheat metallothionein mutants and their biophysical characterization
Makarnalık buğday metallotionin mutantları ve biyofiziksel karakterizasyonu
CEREN SAYGI
- İnsan plazmasından demir uzaklaştırılması için baskılanmış iyon seçici monolitik kolonlar
Ion-selective imprinted monolithic columns for iron removal from human plasma
SERPİL ÖZKARA YAVUZ
Doktora
Türkçe
2006
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ADİL DENİZLİ