Nanosized crosslinked protein aggregates (nano-CLPA)
Nano çapraz bağlı protein agregatlar (nano-CLPA)
- Tez No: 420259
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. ALPAY TARALP
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Biotechnology, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Bilimleri ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 152
Özet
Şimdiye kadar, mikron boyutta katalizör formülasyon durumundaki heterojen faz tepkimeler ile alakalı kinetik sınırlanmalar aşağıdan-yukarı yaklaşımıyla ele alınmıştır. Bu yaklaşım, mevcut bir takım yöntemlerle başarılı olup, zahmetli prosedürler, yüksek üretim maliyeti ve sınırlı sayıda protein için uygulanabiliriği gibi dezavantajlara sahiptir. Bu çalışma ilk yukarıdan-aşağı yaklaşımı öne sürmekte ve kolay üretilebilir bilinen çapraz bağlı protein agregatların (CLPA) veya bu çalışma kapsamında geliştirilmiş çapraz bağlı protein liyofilizatların (CLPL) fiziksel olarak boyut ufaltma yöntemine dayanmaktadır. Bu yöntem, CLPA/CLPL'ya özgün çapraz bağlamadan kaynaklanan stabilite, üretim kolaylığı ve genel uygulanabilirlik avantajlarını koruyarak, boyutu ayarlanabilir nano-parçacık oluşumuna yol açmaktadır ve yüksek çeşitlilikte protein türü üzerinde, saflık derecelerinden bağımsız olarak, uygulanabilmektedir. Mikron boyutta çapraz bağlı protein agregatlar çözünen proteinlerden ani çöktürme ile veya, alternatif olarak, liyofilizasyon yöntemiyle hazırlanmıştır. Oluşan katı formda proteinler, çözünmez tozlar oluşturmak üzere, kimyasal veya dehidrotermal olarak çapraz bağlanmıştır. Bunun ardından, çapraz bağlı bu ön-malzemeler, uygun ortam içerisinde mekanik veya hidrodinamik makaslama gerilimi uygulanarak nanoboyuta indirgenmiştir. Çalışma kapsamında, boyut ufaltma sürecini kolaylaştırmak amacıyla bilinen CLPA üretim yöntemleri optimize edilmiştir. Bunun dışında, belirli protein türlerine özgün üretim verimi ve/veya katalitik aktivite sorunlarını gidermek amacıyla, alternatif CLPA/CLPL formülasyonları geliştirilmiştir. Nanonizasyon süreci optimizasyonu, çapraz bağlı ön-malzeme özellikleri, makaslama gerilim hızı ve süresi ve nanonizasyon ortamı gibi parametreler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 100-900 nm boyut aralığında katalitik olarak aktif nano-parçacıklar üretilmiştir. Bahsi geçen nanonize edilmiş agregatlar, endüstiyel, analitik ve biyomedikal alanlarda çeşitli potansiyel avantajlara sahiptir. Öncü in vitro çalışması, malzeme formülasyonuna bağlı olarak, nano-CLPA/CLPL'ların farklı memeli hücre kültürlerinde hücre tarafından başarılı bir şekilde alınımı gösterilmiştir. Bu sonuç potansiyel yeni sistemik ve lokal protein bazlı ilaç formülasyonların geliştirilmesine ümit vermektedir.
Özet (Çeviri)
Kinetic limitations associated with heterogeneous phase reaction for micron size catalyst formulations so far have been addressed by bottom-up approach, which while successful through a number of methods tends to involve laborious procedures, high production costs and is restricted to a limited number of proteins. This study presents the top-down approach, based on physical downsizing of conveniently fabricated crosslinked protein aggregates (CLPA) or herein developed crosslinked protein lyophilizates (CLPL). This method, while retaining both process convenience/generality and stability advantages associated with crosslinking of CLPA leads to nano-particle formulations of adjustable size, applicable on a wide range of proteins, independent of their purity grade. Crosslinked protein micron-sized aggregates were prepared by crash precipitation of soluble proteins, alternatively lyophilizates were prepared. The solid proteins were chemically or dehydrothermally crosslinked, forming insoluble powders. The crosslinked precursors were then nanonized, realized through application of mechanical or hydrodynamic shear, facilitated by an optimal medium. Herein, conventional CLPA synthesis was optimized as to facilitate subsequent downsizing. Alternative CLPA/CLPL formulations were also developed, addressing challenges posed by particular protein types, addressing suboptimal overall synthesis yields and/or catalytic activity. Various parameters, such as precursor crosslinked material properties, shear rate and time and downsizing medium composition were employed in nanonization procedure optimization. Catalytically active nano-particles on the range of 100-900 nm were generated. The nanonized aggregates described herein serve to highlight a number of potential advantages in industrial, analytical and biomedical fields. A preliminary in vitro study showed succesful internalization of nanosized CLPAs in different mammalian cell cultures in the formulation dependant manner, raising hopes for novel systemic and local protein-based therapeutics.
Benzer Tezler
- Farmasötik kullanım için siklodekstrin temelli hidrofilik nanosünger sentezi
Synthesis of hydrophilic nanosponge based cyclodextrin for pharmaceutical use
HASAN HÜSEYİN EKE
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMA SALGIN
- Manyetik bifonksiyonel nano kompozitlerin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve uygulamaları
Synthesis, characterization and applications of magnetic bifunctional nano composites
BARIŞ HULİSİ KARAKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA ALVEROĞLU DURUCU
- Design and fabrication of novel reactive hydrogels for delivery of therapeutic agents and biomolecular immobilization
İlaç taşıma ve biyomoleküler immobilizasyon için yeni reaktif hidrojellerin tasarımı ve sentezlenmesi
LAURA CHAMBRE
- Doğal ve sentetik polimerlerin değişik kombinasyonları ile hazırlanan ilaç ve gen taşıyıcı sistemler: Sentez ve karakterizasyonları ile birlikte uygulama alanlarının belirlenmesi
Drug and gene delivery systems of synthetic and natural polymers: Synthesis, characterization and biomedical applications
CEYDA ŞİMŞEK
- Development and characterization of silk fibroin and citrus pectin based scaffolds for bone tissue engineering
Kemik doku mühendisliğine yönelik ipek fibroini ve turunçgil pektini tabanlı taşıyıcıların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
SİBEL ATAOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEN TEZCANER
DOÇ. DR. AKIN AKDAĞ