Synthesis and characterization of stimuli-responsive bioaffinity sorbents for isolation and recognition of biological molecules
Biyolojik moleküllerin izolasyonu ve tanınması için uyarı-cevap biyoafinite sorbentlerinin sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 216339
- Danışmanlar: PROF.DR. SERAP ŞENEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Uyarı cevap polimerleri, NIPA, RAFT, polimerik fırça, DNA izolasyonu, floresan sensör, HRP, tiramin, Stimuli-responsive polymers, NIPA, RAFT, polymer brush, DNA isolation, fluorescent sensor, HRP, tyramine
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Tez kapsamında poliakrilat bazlı uyarı-cevap polimerlerinin sentezi ve yeni biyoteknolojik uygulamaları çalışılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde, N-izopropilakrilamid-4-vinilfenil borik asit (NIPA-co-VPBA) kopolimeri çözelti polimerizasyonu ile sentezlenmiştir. Diol içeren moleküllerin kantitatif tayini için sıcaklık duyarlı floresan sensör, NIPA-co-VPBA kopolimerinin tanıyıcı materyal olarak kullanılmasıyla geliştirilmiştir. Farklı gruplara sahip diol içeren farklı ajanlar (fruktoz, askorbik asit, ß ?nikotinamit adenin dinükleotid (ß -NAD) ve peroksidaz (HRP)), hedef moleküller olarak kullanılmıştır. Diol içeren ajan derişimi NIPA-co-VPBA kopolimerine hedef molekülün yarışmalı bağlanmasını içeren bir prosedür ile belirlenmiştir. Aynı kopolimer, tiraminin HRP katalizli polimerizasyonunda reaksiyon hızlandırıcı olarak başarıyla kullanılmıştır. Burada pH, sıcaklık, HRP ve hızlandırıcı derişiminin polimerizasyon hızına etkisi incelenmiştir. Bu sayede reaksiyon hızı, hızlandırıcı yokluğunda elde edilen değerin 2 katına kadar arttırılabilmiştir. Tezin ikinci bölümünde, uyarı-cevap özelliğine sahip poliakrilat bazlı lateks partiküller sentezlenmiştir. İlk olarak, NIPA bazlı eş boyutlu-reaktif ve sıcaklık duyarlı mikrojel partiküller, hidroksil gruplu çapraz bağlayıcı ajanlar içeren yeni bir dispersiyon polimerizasyon yöntemi ile elde edilmiştir. Bu deneylerde, gliserol dimetakrilat (GDMA), pentaeritrol triakrilat (PETA) ve pentaeritrol propoksilat triakrilat (PEPTA), farklı hidrofilisiteye sahip çapraz bağlayıcı ajanlar olarak kullanılmıştır. NIPA' nın dispersiyon polimerizasyonunda hidrofilik çapraz bağlayıcı ajanların kullanılması, tek basamaklı dispersiyon polimerizasyonuyla yüzeyde uzun, esnek ve kimyasal olarak modifiye edilebilen saçaklar taşıyan sıcaklık duyarlı mikrojel partiküllerin sentezini mümkün kılmıştır. İkinci olarak, poli(2-dimetilamino)etil metakrilat) (poli(DMAEM)) moleküler fırçalar, tersinir katılmalı-ayrışmalı zincir transfer polimerizasyonu (RAFT) ile uniform poli(gliserol dimetakrilat) (poli(GDMA)) lateks partiküllerinin yüzeyine bağlanmıştır. Dinamik ışık saçılması çalışmaları, poli(DMAEM)-g-poli(GDMA) partiküllerin pH ve sıcaklık değişimlerine duyarlı olduğunu göstermiştir. Bu partiküller, DNA izolasyonu için sorbent olarak kullanılmıştır. Önerilen materyal ile 58.4 mg DNA/g partikül değerine kadar ulaşan denge DNA adsorpsiyon kapasiteleri elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis was focused on the synthesis and biotechnological applications of polyacrylate based stimuli-responsive polymers. In the first part of the study, Nisopropylacrylamide- co-4-vinylphenylboronic acid (NIPA-co-VPBA) random copolymer was synthesized by solution polymerization. A temperature sensitivefluorescent sensor for the quantitative determination of diol carrying molecules was developed by using NIPA-co-VPBA copolymer as the host material. Various diol carrying agents from different material groups (fructose, ascorbic acid, - nicotinamide adenine dinucleotide ( -NAD) and horseradish peroxidase (HRP)) were used as target molecules. The concentration of diol carrying agent was determined based on an assay involving the competitive binding of target molecule to the NIPA-co-VPBA copolymer. The same copolymer was succesfully tried as an effective enhancer for the HRP catalysed polymerization of tyramine. The effects of pH, temperature, HRP and enhancer concentrations on the polymerization rate were investigated. By the way, the polymerization rate could be increased up to 2 fold that of observed in the absence of enhancer. In the second part of thesis, polyacrylate based latex particles with stimuliresponsive properties were synthesized. First, NIPA based uniform-reactive and thermosensitive microgels were obtained by a newly proposed dispersion polymerization procedure involving hydrophilic crosslinking agents with hydroxyl functionality. In these runs, glycerol dimethacrylate (GDMA), pentaerythritol triacrylate (PETA) and pentaerythritol propoxylate triacrylate (PEPTA) were tried as the crosslinking agents with different hydrophilicities. The use of hydrophilic crosslinking agents in the dispersion polymerization of NIPA made possible the synthesis of thermosensitive microgels carrying long, flexible and chemically derivatizable fringes on the surface by a single-stage dispersion polymerization. Second, well-defined poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) (poly(DMAEM)) brushes were grafted from the surface of uniform, micron-size poly(glycerol dimethacrylate) (poly(GDMA)) latex particles by a reversible additionfragmentation chain transfer polymerization (RAFT) protocol. The dynamic light scattering (DLS) studies indicated that poly(DMAEM) grafted-poly(GDMA) latex particles were sensitive to both pH and temperature changes. The particles were tried as sorbent for the isolation of DNA. The equibrium DNA adsorption capacities up to 58,4 mg DNA/g dry particles were achieved with the proposed material.
Benzer Tezler
- Başlatıcılı kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile etkiye duyarlı ince filmlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of stimuli-responsive thin films by initiated chemical vapor deposition method
EMİNE SEVGİLİ MERCAN
Doktora
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KARAMAN
- Uyarıya duyarlı biyopolimer jellerin sentezi, karakterizasyonu ve ilaç salımında kullanımlarının incelenmesi
The synthesis and characterization of stimuli responsive biopolymer gels and the investigation of their usages in drug release
ZEHRA ÖZBAŞ
Doktora
Türkçe
2014
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEN GÜRDAĞ
- Amin gruplu NIPAAm bazlı polimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve DNA ile etkileşimlerinin incelenmesi
Synthesis and characterization of amino carrying NIPAAm based polymers and examination of their interaction with DNA
DİNÇER SEVİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN PİŞKİN
- Application of stimuli-responsive cysteine-based organogels as a drug delivery system for chemotherapy drugs
Kemoterapi ilaçlarina ilaç taşima sistemi olarak uyaranlara yanitli sistein bazli organojellerin uygulanmasi
DIBA ZARE
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİH ÖZÇUBUKÇU
DOÇ. DR. EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ
- Uyarıya duyarlı mikrojel içeren amfoter Hidrojellerin Sentezi ve Karekterizasyonu
Synthesis and characterization of amphoteric hydrogels containing stimuli-responsive microgels
ROBINA MAIHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve TeknolojisiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA YARLIGAN UYSAL
PROF. DR. VURAL BÜTÜN