Mikroakışkan sistemde sol-jel yöntemi kullanılarak immobilize edilmiş enzim ile model bir saponinin aglikonuna biyokatalizi
Conversion of a model saponin to agylcone with sol-gel immobilised enzyme in microfluidic system
- Tez No: 387230
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Sol-jel, TEOS, EGMS, BET, BJH, Mikroreaktör, Ginseng RB1, Sol-gel, Microreactor, TEOS, EGMS, BET, BJH, Ginseng RB1
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Bu tez çalışması kapsamında beta-glukozidaz enziminin sol-jel tekniği ile tetraetilortosilikat (TEOS) ve tetrakis (2-hidroksietoksi) silan (EGMS) öncüllerinden sentezlenen silika monolitler içerisine immobilizasyonunu gerçekleştirerek, bu immobilizasyon tekniğinin mikroakışkan sistemlere uygulanması yolu ile mikroreakör içerisinde model saponin olarak seçilen Ginseng RB1 saponinin aglikonuna dönüştürülmesi amaçlanmıştır. Serbest enzim ve immobilize enzim ile ilgili kinetik çalışmalar pnpg substratı ile gerçekleştirilmiştir. Silika monolitlerin karakterizasyonu amacıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizi, Brunauer–Emmett–Teller (BET) yüzey alanı ve Barrette–Joyner–Halenda (BJH) por çapı ve hacmi, ve Fourier Dönüşümlü Infrared Spektrofotometre (FTIR) analizleri yapılmıştır. İmmobilizasyon sonucunda TEOS türevli monolitlerde ve EGMS türevli monolitlerde sırası ile % 68 ve % 60 oranlarında nispi aktivite elde edilmiştir. Serbest enzim Vmax ve Km değeri 0.018 mmol mg-1dk-1 ve 30 mM, TEOS türevli monolite immobilize edilmiş enzim için 0.009 mmol mg-1dk-1 ve 79 mM olarak bulunmuştur. Uygulanan immobilizasyon yönteminin kinetik çalışmalar ve karakterizasyon çalışmaları ile beta glukozidaz enzimi için uygun olduğu belirlenmiş ve aynı şekilde ölçek küçültülerek mikroreaktöre içerisine immobilizasyon gerçekleştirilmiştir. Pnpg substratının dönüşümü TEOS-PEO ve EGMS-PEO türevli mikroreaktörler için sırası ile % 25 ve % 19 olarak belirlenmiştir. Mikroreaktörde ginseng RB1 saponininin dönüşümü, 5 saatte % 37.88 oranında sağlanırken, serbest enzim ile gerçekleştirilen reaksiyonda dönüşüm olmamıştır. Aynı zamanda mikrosistemde, serbest enzim ile elde edilen molekül formlarından daha farklı moleküller elde edilmesi, mikrosistem içerisinde saponin moleküllerinin aglikon formuna dönüşümünün optimizasyon çalışmaları ile sağlanabileceğini göstermektedir. Bu tez çalışması, enzimatik mikroreaktörlerde ginseng saponinleri gibi karmaşık moleküler yapıya sahip olan bir molekülün hidrolizinin gerçekleştirildiği ilk çalışmadır.
Özet (Çeviri)
In thesis, synthesis a sol-gel silica based biomaterial with tetraethoksimetil (TEOS) and ethylene glycol modified silane (EGMS) precursors for preparation of β-glucosidase immobilized monolith microreactor system as a miniaturized platform for biocatalytic reactions. Following to enzyme kinetics evaulation with 4-Nitrophenyl β-D-glucopyranoside (pnpg) as a subsrate, biocatalysis of ginseng RB1 saponin as a model saponin into its aglycone form. Characterization of silica monoliths was achieved with Scanning Electron Microscpe (SEM), Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area ve Barrette–Joyner–Halenda (BJH) pore size and volume and Fourier Tranform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis. In this study, relative activity of enzyme immobilized in TEOS and EGMS derived monolits 68% and 60% respectively. Vmax values of free and immobilized enzyme in TEOS derived monolith were determined as 0.018 mmol mg-1mg-1 /mg and 0.009 mmol mg-1min-1/mg and Km values was determined 30 mM and 79 mM, respectively. Activity of immobilized enzyme in microreactor and enzyme in solution were compared. As result, maximum conversion yield were 25% and 19% for TEOS-PEO and EGMS-PEO derived monolithic microreactors, respectively while 72% of pnpg was converted to glucose with enzyme in solution. Converson yield was obtained as % 33.88 after 5 hours with 0.02 mg enzyme in TEOS-PEO derived monolithic microreactor, but with enzyme in solution no conversion product was obtained. This results showed that there is strong possibility for obtain aglycone form of saponins with further optimization of parameters in microsystem. This study is the first study for hydrolysis of molecules with complex molecular structure such as ginseng saponines in enzymatic microreactor systems.
Benzer Tezler
- Investigating the behavior of endothelial cells and monocytes under disturbed flow conditions within a microfluidic system
Mikroakışkan sistemde düzensiz akış durumunda endotel ve monosit hücre davranışlarının incelenmesi
RANA FUÇUCUOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYÇA SAYI YAZGAN
- Investigation of migration of breast cancer cells in relation to fibroblasts on a microfluidic system
Mikroakışkan sistemde meme kanseri hücrelerinin fibroblastlara göreli migrasyonunun incelenmesi
CAN ILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. AHMET ACAR
DR. ALTUĞ ÖZÇELİKKALE
- Ruscus bitkisi saponin molekülünün mikroakışkan sistemde enzimatik hidrolizi
Enzymatic hydrolysis of Ruscus saponin in microfluidic system
RABİA ÖNBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Synthesis of magnetically anisotropic janus particles by droplet-based microfluidics
Damlalcık temelli mikroakışkan sistemde manyetik özellikli anizotropik janus parçacıkların sentezi
MUHAMMAD SAQIB
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİNE YEGAN ERDEM
- Comparative study of the solubility of DMF in silicone oil for use in a droplet-based microfluidic system towards synthesis of mof nanoparticles
Damlacık bazlı mikroakışkan sistemde mof nanopartiküllerinin sentezine yönelik kullanım için silikon yağında DMF çözünürlüğünün karşılaştırılmalı çalışması
GAYE KORKMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİS ÖNEL KAYRAN