Polymerization of ε-caprolactone by an enzymatic catalyst immobilized on a modified silica based material
Modifiye edilmiş silika bazlı taşıyıcı üzerine immobilize enzimle - ε-kaprolaktonoun polimerizasyonu
- Tez No: 516579
- Danışmanlar: PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Bu çalışmada, ucuz ve bol miktarda bulunabilen bir (pirinç üretiminin yan ürünü) materyal olduğu için, inorganik destek malzemesi olarak pirinç kabuğu külü (PKK), serbest CALB (CALB L, Lipozyme®) enzimini immobilize etmek için kullanıldı. Bu nedenle bu çalışmada, PKK üzerinde iki farklı ajan ile immobilize edilmiş lipazın PKL sentezini katalize etmedeki etkinliğini göstermek amaçlanmıştır. Bu amaçla öncelikle destek materyali hazırlanmış ve lipaz fiziksel adsorpsiyon yoluyla immobilize edilmiştir. Sonra, PKL bu yeni immobilize enzimlerle sentezlenmiştir. Destek hazırlama ve immobilizasyon bölümünde, öncelikle 6 saat boyunca 600-650 ̊C'de pirinç kabuklarının yakılmasıyla PKK elde edildi. Ardından silanizasyon ajanı 3-aminopropil trimetoksisilan (3-APTMS) ve 3-glisidoksipropil trimetoksisilan (3-GPTMS) kullanılarak PKK'nın yüzey modifikasyonu sağlandı ve fonksiyonel amin (-NH2) grupları yüzeye ilave edildi. Lipazın immobilizasyonu fiziksel adsorpsiyon ile gerçekleştirildi. Bu çalışmanın amacı, fiziksel adsorpsiyon yöntemi kullanılarak iki farklı ajanla yüzeyi değiştirilmiş PKK'ya immobilize edilen lipazla PKL sentezini gerçekleştirmek ve elde edilen sonuçları karşılaştırmaktır. Polimerizasyon reaksiyonları, daha önceki çalışmalarda belirtildiği üzere toluen çözücüsü kullanılarak, ε-KL'nin halka açılımı reaksiyonu gerçekleştirilimiştir. İmmobilize edilmiş lipazların uygun polimerizasyon koşullarının saptanması için, farklı reaksiyon sürelerinde (6, 24, 48, 72 ve 120 saat) farklı sıcaklıklarda ( 30, 40, 60 ve 80 ̊C) polimerizasyon gerçekleştirilmiştir. İmmobilize edilmiş lipazların uygun polimerizasyon koşullarını elde ettikten sonra farklı enzim konsantrasyonlarının etkisi araştırılmış ve enzim geri dönüşüm çalışmaları yapılmıştır. Ek olarak, ticari olarak satılan Lipozyme® ve Novozyme 435® vasıtasıyla polimerizasyon reaksiyonları tekrarlanmış, laborauvarda üretilen ve ticari olarak satılan enzimlerin performanslarının karşılaştırılması için bu koşullarda da reaksiyonları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen polimer numunelerinin moleküler ağırlık dağılımları ve zincir yapıları sırasıyla jel permeasyon kromatografisi (GPC) ve hidrojen nükleer manyetik rezonans spektroskopisi (H-NMR) ile karşılaştırılmış ve ek olarak, zincir yapıların karakterizasyonu için FT-IR kullanılmıştır. Polimer numunelerinin termal özellikleri tanımlamak üzere TGA ve diferansiyel tarama kalorimetresi (DSC) analizi yapılmıştır. Polimer numunelerinin kristal yapısını tespit etmek için X-Işını kırınım (XRD) analizi gerçekleştirilmiş ve yüzey yapılarının belirlenmesi için SEM analizi yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this work, free CALB (CALB L, Lipozyme®) immobilized on rice husk ash (RHA), an inorganic support material was used, since it is a cheap, easily accessible and plentiful (by-product of rice production) material. Therefore in this study the aim was to show the efficiency of lipase immobilized on RHA with two different agents by catalysis of PCL synthesis. For this purpose, firstly support material was prepared and lipase was immobilized via physical adsorption. Then, PCL was synthesized with these new immobilized enzymes. At support preparation and immobilization part, first of all RHA was obtained from the burning of rice husks at 600-650 ̊C for 6 hours. Then, by the use of a silanization agent 3-aminopropyl trimethoxysilane (3-APTMS) and 3-glycidoxyptopyl trimethoxysilane (3-GPTMS), surface modification of RHA was achieved and functional amine (-NH2) groups were added to the surface. Immobilization of lipase was performed by physical adsorption. The real idea behind this study is comparing the PCL synthesis via immobilized lipases on surface-modified RHA with two different agents through physical adsorption. Polymerization reactions were carried out in toluene, which was shown before as an efficient solvent for ROP of ε-CL. For the determination of optimum polymerization conditions of immobilized lipases, polymerizations were performed for various reaction times (6, 24, 48, 72, and 120 hours) at different temperatures (30, 40, 60, and 80 ̊C). After obtaining the optimum polymerization conditions of immobilized lipases, effect of different enzyme concentrations were investigated and enzyme recycling studies were carried out. In addition, polymerizations via Lipozyme® and Novozyme 435® were also carried out at these conditions for the comparison of the performances of handmade and commercial enzymes. Molecular weight distributions and chain structures of the polymer samples were compared by gel permeation chromatography (GPC) and hydrogen nuclear magnetic resonance spectroscopy (H-NMR), respectively. Also, for the characterization of chain structures, FT-IR was also used. In addition, thermal properties of the polymer samples were obtained by TGA and differential scanning calorimetry (DSC) analysis. To record the crystal structure of polymer samples, X-Ray diffraction (XRD) analysis was carried out. Moreover, for determination of surface structures, SEM was used.
Benzer Tezler
- Drug loading of G-PCL/RHA nanohybrid system and pH effect on drug release
G-PCL/RHA nanohibrit sistemine ilaç yüklenmesi ve ilaç salımına pH etkisi
ÇAĞLA MENTEŞOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- CALB (Candida antarctica lipase B) immobilization on APTMS activated carrier via cross-linking method
APTMS ile aktive edilmiş taşıyıcıya CALB'nin (Candida antarctica lipase B) çapraz bağlama yöntemi ile immobilizasyonu
SALİH SÜHA AKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Effect of silanization agent on the development of nanohybrid systems
Nanohibrit sistemlerinin geliştirilmesinde silanlama ajanının etkisi
MELTEM AKKULAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Controlled release of tetracycline hydrochloride from silica based polycaprolactone nanohybrides
Silika esaslı polikaprolakton nanohibritlerden tetrasiklın hidroklorürün kontrollü salınımı
AYBUKE CENGİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Immobilization of lipase on an inorganic support material and polycaprolactone synthesis
Lipazın inorganik taşıyıcıda immobilizasyonu ve polikaprolakton sentezi
CANSU ÜLKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR