Sıcaklığa duyarlı hidrojel matrislere a-kemotripsin immobilizasyonu ve reaktör koşullarının immobilize sistem performansına etkisi
Immobilization of a-chymotrypsin within thermoresponsive hydrogel matrices and the effect of reactor conditions on the performance of immobilized enzyme
- Tez No: 66139
- Danışmanlar: DOÇ. DR. S. ALİ TUNCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1997
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Bu çalışmada, a-kemotripsin fiziksel yöntemle monodispers ve sıcaklığa duyarlı poli(N-izopropilakrilamid), poli(NIPAM), partiküller içerisinde immobilize edilmiştir. Jel partiküller, kalsiyum aljinatın stabilizör olarak kullanıldığı sulu dağıtma ortamında hazırlanmıştır. Polimerizasyonda potasyum persulfat /tetrametilendiamin redoks başlatıcı, sodyum-aljinat/kalsiyum klorür ise stabilizör sistemi olarak kullanılmıştır. Polimerizasyon sonucunda sıcaklığa duyarlı ve a- kemotripsin içeren poli(NIPAM) partiküller 3 mm boyutunda elde edilmiştir. Enzim- jel partiküllerinin hazırlanması sırasında sulu partikül oluşturma ortamının kullanılması önemli bir enzim kaçağına neden olmamıştır. Çalışmada kesikli reaktörde enzim-jel partiküllerin davranışı Michealis-Menten kinetiği ile tanımlanabilmiştir. Substrat difüzyonuna karşı partikül içi kütle transfer direncine bağlı olarak, immobilize enzim sistemi için serbest enzime kıyasla oldukça büyük Km değerleri elde edilmiştir. Kesikli reaktörde serbest enzim için maksimum aktivite 40°C'da gözlenirken, enzim-jel partikülleri varlığında maksimum aktivitenin gözlendiği sıcaklık 30°C'a kaymıştır. Çalışmanın son bölümünde, immobilize enzim sisteminin performansı sürekli karıştırmalı reaktörde incelenmiştir. Sürekli reaktörde yapılan deneylerde, besleme çözeltisindeki BTEE derişimi, besleme çözeltisi hacimsel akış hızı ve reaktör sıcaklığı değişken olarak seçilmiştir. Sürekli karıştırmalı reaktörde elde edilen kinetik veriler kullanılarak, immobilize enzim sisteminin kinetik davranışı difuzyon- reaksiyon modeli ile açıklanmıştır. Modelin uygulanması ile immobilize enzim sistemi için Thiele modülü, etkinlik faktörü ve substrat etkin difüzyon katsayısı değerleri farklı reaktör sıcaklıkları için tayin edilmiştir. Sonuçlar poli(NIPAM) jelin alt kritik çözünme sıcaklığı değerinde Thiele modülünün ani bir artış, substrat etkin difüzyon katsayısının ise ani bir düşme gösterdiğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
In this study, a-chymotrypsin was immobilized via physical entrapment within large, uniformly spherical, and thermally reversible poly(N-isopropylacrylamide), poly(NIPAM), beads. The gel beads were prepared in an aqueous dispersion medium by using Ca-alginate gel as the polymerization mold. In this preparation, potassium persulfat/tetramethylethylene diamine and sodium-alginate/calcium chloride were used as the redox initiator and the stabilizer systems, respectively. Thermoresponsive poly(NIPAM) gel beads 3 mm in size and carrying a-chymotrypsin were produced by the proposed procedure. The use of aquous bead forming medium did not cause a significant enzyme leakage during the preparation of enzyme-gel beads. Michealis- Menten kinetics was used to define the behaviours of enzyme-gel beads prepared with different enzyme loadings. The Linewaver-Burk plot of the immobilized enzyme system indicated that, the enzyme-gel system had reasonably higher Km value relative to that of free enzyme due to the internal mass transfer resistance against the subsrate diffusion. Enzyme-gel system exhibited the maximum activity at 30°C due to thermoresponsive character of the carrier matrix. However, the maximum activity with the free enzyme was observed at 40°C. The performance of the immobilized enzyme system was also tested in a continuous stirred reactor. In these group of experiments, BTEE feed concentration, volumetric flow rate of the feed solution and the reactor temperature were changed. The kinetic behavior of the immobilized enzyme system was explained by applying steady state diffusion-reaction model on the kinetic data collected in the continuous stirred reactor. Thiele modulus, effectivenes factor and effective diffusion coefficient of BTEE within the gel matrix were determined by using related model equations. The results indicated that, Thiele modulus suddenly increased and the effective diffusion coefficient of substrate suddenly decreased at the lower critical solution temperature of poly(NIPAM) gel.
Benzer Tezler
- Poliakrilat bazlı hidrojel matrislerin sentezi ve enzim immobilizasyonunda kullanımı
Synthesis of polyacrylate based hydrogel matrices and their use in enzyme immobilization
HÜSEYİN ÇİÇEK
Doktora
Türkçe
1998
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. S. ALİ TUNCEL
- Viscoelastic effects on structure and dynamics of liposomes in polymeric matrices
Polimerik matrislerde lipozomların yapısı ve dinamikleri üzerindeki viskoelastik etkiler
SELCAN KARAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERKAN ŞENSES
PROF. DR. SEDA KIZILEL
- Metakrilamid tabanlı hidrojel matrislerin sentez ve karakterizasyonu
The synthesis and the characterization of methacrylamide based hydrogel matrices
OZAN SEZGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Polimer Bilim ve TeknolojisiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL AŞKIN
DR. MUSA ŞÖLENER
- Yüksek sıcaklık yakıt hücreleri için polimer esaslı kompozit membranların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polymer electrolytes composit membranes for high temperature fuel cells
MESUT YILMAZOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Antimikrobiyal ajanların kontrollü salımı için yeni bir hidrojelik sistem dizaynı
A Novel hydrogelic system designed for controlled-relase of antimicrobial agents
ARZU ÇİFTÇİ COŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU