Monodispers-gözenekli titanyum dioksit mikrokürelerin nükleosit izolasyon performanslarının incelenmesi
Investigation of nucleoside isolation performance of monodisperse-porous titanium dioxide microspheres
- Tez No: 430889
- Danışmanlar: PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Bioengineering, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
RNA görevini tamamladıktan sonra nükleosit seviyesine kadar bozunarak idrar ile vücuttan atılmaktadır. Sağlıklı insanlara kıyasla hastaların idrarındaki nükleosit seviyesinin yükselmesi nükleositleri kanser ve birçok hastalığın potansiyel biyolojik göstergesi olarak çalışılmasına imkan tanımıştır. Üriner nükleositlerin tanımlanması ve miktarınının ölçülmesi için kromatografi dahil birçok teknik kullanılmasına rağmen idrarın kompleks matrisi nedeniyle doğrudan analizi hala aşılmayı bekleyen bir güçlüktür. Ayrıca nükleositler Ebola ve HIV gibi hastalıklar için antibiyotik olarak kullanılmaktadır. Dolayısıyla nükleosit zenginleştirilmesi hem hastalıkların teşhisinde hem de tedavisinde gün geçtikçe önem kazanmaktadır. Tez kapsamında monodispers-gözenekli titanyum dioksit mikroküreler sol-jel kalıplama yöntemi ile sentezlenmiştir. Çalışmanın ilk kısmında sodyum sülfonat (–SO3Na) bağlı monodispers polimetakrilat mikroküreler ve prekürsör olarak titanyum klorür (TiCl4) kullanılarak ortalama 5.4 mikron çapında ve 91 m2/g yüzey alanına sahip monodispers-gözenekli titanyum dioksit mikroküreler elde edilmiştir. Mikrokürelerin boyut ve yüzey özellikleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Brunauer-Emmett-Teller (BET) sistemi kullanılarak karakterize edilmiştir. Tez kapsamında titanyum dioksit mikrokürelerin sorbent olarak kullanımıyla, adenozin, sitidin, üridin, inozin, guanozin nükleositleri için hem kesikli hem de sürekli mikroakış sisteminde adsorpsiyon/desorpsiyon çalışmaları yürütülmüştür. Kesikli sistemde adsorpsiyon ortamının pH'ı, başlangıç nükleosit derişimi, desorpsiyon ortamı türü ve sorbent konsantrasyonunun adsorpsiyon ve desorpsiyon üzerindeki etkisi incelenmiştir. Uygun koşulların belirlenmesinin ardından bu partiküller 300 µm iç çapı ve 40 mm uzunluktaki silika kapilere dolgulanarak sürekli mikroakış sisteminde nükleosit izolasyonu performansları incelenmiştir. TiO2 mikrokürelerin sorbent olarak kullanıldığı kesikli sistemde idrar pH'ında (pH 6,5-7) en iyi adsorpsiyon elde edilmiştir. Başlangıç nükleosit derişimi değiştirilerek 40.5 mg/g bağlanma kapasitesine ulaşılmıştır. Adsorpsiyona Langmuir, Freundlich ve Temkin izotermleri uygulanmış ve nükleositin titanyum dioksit mikroküreler üzerine adsorpsiyonun Langmuir modeline daha uygun olduğu sonucuna varılmıştır. Desorpsiyon ortamının nükleosit izolasyonuna olan etkisi incelenmiş ve formik asitin izolasyonu arttırdığı gözlemlenmiştir. Sorbent derişiminin etkisi incelendiğinde ise, artan sorbent miktarı ile birim sorbent miktarına karşılık gelen adsorplanan nükleosit miktarının azaldığı, desorpsiyon veriminin görece etkilenmediği ve izolasyon verimin arttığı görülmüştür. Tüm bu koşullar değerlendirilerek kesikli sistemde kantitatif desorpsiyon verimine ulaşılmıştır. Ayrıca yapılan çalışma ile monodispers-gözenekli titanyum dioksit mikroküreler içeren sürekli mikroakış sistemi nükleosit izolasyonu amacıyla ilk defa kullanılmıştır. Bu kolon kromatografi sistemlerine ön ayırma kolonu olarak bağlanarak idrardan doğrudan nükleosit analizini mümkün kılmaktadır.
Özet (Çeviri)
After performing their tasks, RNA is degraded to nucleoside level and excreted in the urine. In comparison with healthy people, the increment of level of nucleoside in the urine of patients makes nucleosides potential“biological markers”of cancer and various diseases. Although various techniques including chromatography are used for identifying and quantifying urinary nucleosides, the direct analysis of nucleosides is still challenging due to the complex matrix of urine. Nucleosides are also used as antibiotics for treatment of many diseases such as Ebola and HIV. Hence nucleoside enrichment is becoming crucial for diagnosis and treatment for many diseases day by day. Within the scope of the thesis, monodisperse-porous titanium dioxide microspheres were obtained by sol-gel templating method. In the first part of the study, monodisperse-porous titanium dioxide microspheres with the mean size of 5.4 micron and specific surface area of 91 m2/g were obtained by using sodium sulfonate (-SO3Na) attached polymethacrylate microspheres as template and titanium chloride as precursor. By using titanium dioxide microspheres as sorbent, adsorption - desorption studies were performed for adenosine, cytidine, uridine, inosine, guanosine in both bacth and continous microfludic systems. In the batch system, the effects of adsorption medium pH, inital nucleoside concentration, type of desorption medium and sorbent concentration on the adsorption and desorption of nucleosides were investigated. After determination of most appropriate conditions, titanium dioxide microspheres were packed into a silica capillary tubing with 300 µm I.D. and 40 mm length. Then the nucleoside isolation performance was investigated in the continuous microfluidic system. The binding capacities up to 40.5 mg nucleoside/g microspheres were achieved by changing the initial nucleoside concentration in the batch system. Langmuir, Freundlich and Temkin adsorption isotherms were applied to the adsorption process. Langmuir model exhibited better consistency with the isotherm behaviour. The effect of desorption medium on the nucleoside isolation was also investigated. The nucleoside isolation was enhanced by the formic acid in the desorption medium. The nucleoside adsorption decreased and the isolation yiels increased with the increasing sorbent concentration in the batch system. By evaulating all these conditions quantitative desorption yields were achieved. Moreover, a microfluidic system containing monodisperse-porous titanium dioxide microspheres was first used for nucleoside isolation. The connection of developed microfluidic column to the chromatographic systems as a pre-separation column may enable the direct analysis of nucleosides from the urine.
Benzer Tezler
- Manyetik ve manyetik olmayan TiO2 bazlı sabit fazlar ile genomik DNA izolasyonu
Genomic DNA isolation with magnetic and non-magnetic TiO2 based stationary phases
MERVE DURMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
- İmmobilize metal afinite kromatografisi için TiO2 bazlı sabit fazların sentezi ve biyomolekül izolasyonunda kullanımı
Synthesis of TiO2 based stationary phases for immobilized metal affinity chromatography and their usage for isolation of biomolecules
SEZGİ ALPASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
- Kompozit formda monodispers gözenekli mikrokürelerin sentezi ve boya duyarlı güneş hücrelerinde kullanımı
Synthesis of monodisperse-porous microspeheres in composite form and their usage in dye sensitized solar cells
SERCAN GÖKÇELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
EnerjiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
- Mangan oksit bazlı monodispers-gözenekli mikrokürelerin sentezi ve enerji bazlı uygulamaları
Synthesis and energy based applications of monodisperse-porous manganese oxide based microspheres
RUKİYE BABACAN TOSUN
Doktora
Türkçe
2023
EnerjiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
- TiO2 bazlı gözenekli mikrokürelerin yeni fotokatalitik proses uygulamaları
New photocatalytic process applications of TiO2 based porous microspheres
CANSU AKDAĞ ANIT
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Bilim ve TeknolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL