Polimerik nanokompozitlere biyomoleküllerin immobilizasyonu ve elde edilen yapıların endüstriyel kullanım alanlarının araştırılması
Immobilization of biomolecules on polymeric nanocomposites and research of their industrial applications
- Tez No: 321412
- Danışmanlar: PROF. DR. NECDET SAĞLAM, PROF. DR. ZAKİR M. O. RZAYEV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Bioengineering, Biotechnology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Yapılan çalışmada, endüstriyel öneme sahip lakkaz enzimi nanokompozitlere immobilize edilerek reaktif boyar maddenin(Reactive Red 5) renk gideriminde kullanıldı. Bu amaçla, tez kapsamında poli(maleik anhidrit-alt-metil vinil eter) kopolimeri/oktadesil montmorillonit; [poli(MA-alt-MVE)/ODA-MMT] ve poli(MA-alt-MVE)-g-PLA/ODA-MMT nanokompozitleri sentezlendi ve bu nanoyapılara, fiziksel adsorpsiyon yoluyla lakkaz immobilize edildi. Çalışmanın ilk aşamasında, kopolimer/ODA-MMT ve kopolimer-g-PLA/ODA-MMT nanokompozit yapıların sentezlenmesinde, silikat galerisindeki kopolimerin interkalasyon/yapraklanma ve laktik asit ve 1.4 dioksan ortamlarında, ODA-MMT varlığında kopolimer üzerine laktik asit monomerinin interlameller aşı kopolimerizasyonu yöntemleri kullanılmıştır.Sentezlenen nanokompozitlerin, kimyasal ve fiziksel yapıları, yüzey ve iç morfojileri, termal davranışları, yapı-düzen-morfoloji ilişkileri; FTIR, 1H ve 13C NMR, XRD, SEM, TEM, DSC ve TGA analiz yöntemleriyle incelendi. Çalışmanın ikinci aşamasında, sentezlenen bu nanoyapılara uygun lakkaz immobilizasyonu için optimum koşullar pH:4.5 , sıcaklık 37oC, lakkaz başlangıç konsantrasyonu 0.025 mg/ml , zaman ise 60 dakika olarak belirlendi.Çalışmanın son aşamasında ise serbest lakkaz ve nanoyapılara immobilize lakkaz ile endüstriyel tekstil boyası olarak ?Reactive Red 5? boyar madde renk giderimi çalışmalarında kullanıldı. Yüksek renk giderimi için optimizasyon çalışmalarında serbest ve immobilize lakkaz içi optimum pH'nın 5.0, sıcaklığın 20oC bulundu. Bunun yanında başlangıç boyar madde konsantrasyonu serbest lakkaz için 0,025 mg/L iken immobilize lakkazda 0,05 mg/L bulundu. Optimum zaman çalışmalarında ise serbest lakkaz için 120 dakika, immobilize lakkaz için ise 90 dakika bulundu. Lakkaz, 40C'de depolanarak zamana karşı renk giderimde verimliliği incelendiğinde serbest enzimin 27 gün sonunda %33 buna karşın immobilize lakkazın ise %65 olduğu gözlendi. Çalışmanın önemli diğer basamağı ise renk giderimi çalışmalarında kullanılan nanoyapıya immobilize lakkaz kompleksinin, üç günde 10 kez tekrar kullanıldığında başlangıç aktifliğinin %77.3 ünü korumaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, laccase enzyme (E.C.1.10.3.2.) with industrial importance was used in the decolorization of reactive coloring substance (Reactive Red 5) by being immobilized to nanocomposites.For this purpose, in the thesis study, laccase was immobilized onto nanocomposite structures [poly(MA-alt-MVE) copolymer/ODA-MMT and poly(MA-alt-MVE)-g-PLA/ODA-MMT] by physical absorption method. In the first stage of the study, novel nanocomposites were synthesized by intercalation/exfoliation of copolymer between silicate galleries and interlamellar graft copolymerization of L-lactic acid (LA) monomer onto copolymer in the presence of ODA-MMT clay in 1.4-dioxane and LA solutions.The chemical and physical structures, surface and inner morphology, thermal behaviors of synthesized nanocomposites, as well as structure-composition-morphology relationships were investigated by FTIR, 1H and 13C NMR, XRD, SEM, TEM, DSC and TGA analysis methods. In the second stage of the study, the optimum conditions for the laccase immobilization, which was appropriate for the synthesized nanostructures, were determined as pH:4.5, temperature 37oC, laccase initial concentration 0.025 mg/ml, and time as 60 minutes.In the last stage, free and the immobilized laccase ?Reactive Red 5? coloring substance as industrial textile dye were used for decolorization. In the optimization studies for high level decolorization, for both free and immobilized laccase, the optimum pH was found to be 5.0 and temperature 20 0C. Moreover, the initial coloring substance concentration was for free laccase 0,025 mg/L and 0,05 mg/L for immobilized laccase. Optimum time studies resulted in 120 minutes for free laccase and 90 minutes for immobilized laccase. When the productivity of laccase, maintained at 40C, in terms of decolorization and with respect to time was studied, at the end of 27 days, free enzyme was 33% while immobilized laccase was 65%. Another aspect of this study is the reapplication of immobilized laccase complex to the nanostructure for 10 times over a period of three days; it was found that 77.3% of the initial productivity is maintained.
Benzer Tezler
- A functional immobilization matrix based on a conducting polymer modified with PMMA/clay nanocomposites and gold nanoparticles: Applications to amperometric glucose biosensors
PMMA/kil nanokompozitler ve altın nanopartiküller ile modifiye edilen iletken polimer bazlı fonksiyonel immobilizasyon matrisler: Amperometrik glukoz biyosensör uygulamaları
MELİS KESİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Bölümü
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Yapay kas uygulamaları için nanokompozit malzeme geliştirilmesi
Development of nanocomposite material for artificial muscle applications
AYŞE KÜBRA AYDINALEV
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Grafen tabanlı nanodolgular ile güçlendirilmiş yeni nesil termoplastik kompozitlerin geliştirilmesi
Development of new generation thermoplastic composites reinforced by graphene based nanofillers
ELÇİN ÇAKAL SARAÇ
Doktora
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL AYDIN
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU SANER OKAN
- Fabrication and characterization of hybrid nanofiller reinforced polyurethane nanocomposites
Hibrit nanodolgu takviyeli poliüretan nanokompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
AMIR NAVIDFAR
Doktora
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Effects of polyhedral oligomeric silsesquioxane reinforced polypropylene (PP) nanocomposites on the thermal, mechanical, and optical properties of PP
Polihedral oligomerik silseskuiokzan katkılı polipropilen (PP) nanokompozitlerin PP üzerindeki termal, mekanik ve optik özelliklerinin incelenmesi
SEVİL KAYNAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
PROF. DR. MÜKERREM ÇAKMAK