Molecularly imprinted polymer nanostructures by controlled/living radical polymerization with multi-iniferters
Çoklu iniferterlerle kontrollü/yaşayan radikal polimerizasyon ile moleküler baskılanmış polimer nanoyapılar
- Tez No: 727361
- Danışmanlar: PROF. DR. KARSTEN HAUPT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Biotechnology, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Universite de Technologie de Compiegne
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 177
Özet
Moleküler baskılanmış polimerler (MIP'ler), hedef moleküller için tanıma özelliklerine sahip sentetik malzemelerdir. Antikorlara alternatif olarak kabul edilirler. Biyomoleküllere oranla daha iyi kimyasal ve fiziksel dayanıklılığa sahiptirler ve daha düşük maliyetlidirler. İlk zamanlarda, MIP'ler, düzensiz şekillerde mikrometre ölçeğinde parçacıklar oluşturmak için daha sonra mekanik olarak parçalanacak şekilde toplu monolitler olarak sentezlenirdi. Son on yılda araştırmalar, biyolojik alanda MIP'lerin uygulama aralığını genişletmek için küresel MIP mikro ve nanoparçacıklarının doğrudan sentezine ve protein boyutunda, yarı çözünür MIP nanojellerine odaklandı. Düşük nm boyutunda çaplara sahip MIP'leri sentezlemenin ana zorluğu, yalnızca birkaç polimer zincirinden oluşan polimer ağın düşük yoğunlukta olması ve bunun da moleküler baskılamayı ve hafızayı zorlaştırmasıdır. Bu çalışmada gerçek antikor boyutuna yakın bir boyuta sahip yarı çözünür MIP nanojellerinin sentezi için özgün bir yaklaşım öneriyoruz. Önerilen prosedür, kontrollü/yaşayan radikal polimerizasyona olanak sağlayan bir dendritik çekirdeğe bağlı çoklu inferter gruplarını içeren yeni bir tür başlatıcı içerir. Bu iniferter, daha yüksek bir lokal radikal yoğunluğunun üretilmesine ve dolayısıyla daha yoğun nanojellerin sentezine imkân verir. Bu strateji kullanılarak, anlamlı bir moleküler baskılama etkisi ve kiral ilaç propranolol için iyi bir afiniteye sahip 17 nm boyutunda MIP Nanojeller elde edildi. Ek olarak, bu multiiniferterler silikon yüzeyler üzerindeki ince MIP modellerin yüzeyden başlatılan polimerizasyon yoluyla bottom-up sentezi için kullanıldı. Çoklu inferter, soft litografi ile yüzeye basıldı ve karboksil işlevli çekirdeği aracılığıyla kimyasal olarak bağlandı, ardından yüzeyde MIP sentezi yapıldı. Optik emisyon spektroskopisi, Raman spektroskopisi, atomik kuvvet mikroskobu ile karakterize edilen MIP modelleri elde edildi ve hedef molekülün spesifik bağlanması floresan mikroskobu ile görselleştirildi. Spesifik tanıma özelliklerine sahip protein boyutunda MIP nanojellerin çözeltide ve yüzeylerde sentezinin, biyomedikal uygulamalarda biyosensörler ve biyoçip teknolojileri için yeni fırsatlar sağlayacağına inanıyoruz.
Özet (Çeviri)
Molecularly imprinted polymers (MIPs) are synthetic materials with specific recognition properties for target molecules. They are considered an alternative to antibodies and are characterized by a higher chemical and physical stability, better availability and lower cost. Historically, MIPs were synthesized as bulk monoliths that were subsequently broken down mechanically in order to form particles of a size in the micrometer range, with irregular shapes. During the last decade, research has focused on the direct synthesis of spherical MIP micro and nanoparticles, and, more recently, on protein-sized, quasi-soluble MIP nanogels in order to widen the application range of MIPs in the biological field. The main difficulty of synthesizing MIPs with diameters in the low nm region is the low density of the resulting polymer network consisting only of a few polymer chains, which makes it difficult to imprint and maintain a molecular memory. In this thesis, we propose an original approach to the synthesis of quasisoluble MIP nanogels with a size in the low nm range, close to that of real antibodies. The proposed procedure involves a new type of initiator for controlled/living radical polymerization, based on multiple iniferter moieties attached to a dendritic core. This allows for the generation of a higher local radical density, and thus for the synthesis of denser nanogels. By using this strategy, MIP Nanogels of 17 nm size with an appreciable molecular imprinting effect, a good affinity for the target molecule, the chiral drug propranolol, and a good selectivity were obtained. In addition, these multiiniferters were also used for the bottom-up synthesis of thin MIP patterns on silicon wafers, by surface-initiated polymerization. The multi-iniferter was printed onto the surface by soft lithography and chemically attached through its carboxyl-functionalized core, followed by the in-situ synthesis of the MIP. Well defined MIP patterns were obtained, which were characterized by optical emission spectroscopy, Raman spectroscopy, atomic force microscopy, and the specific binding of the target molecule was visualized by fluorescence microscopy. We believe that the synthesis, in solution and at surfaces, of protein-size MIP nanogels with specific recognition properties will provide new opportunities for biosensors and biochips technologies in biomedical applications.
Benzer Tezler
- Moleküler baskılı floresannanoparçacıkların sentezlenmesi ve sensörsistemlerinde kullanımlarının incelenmesi
Synthesis of molecularly imprintedfluorescent nanoparticles and their use insensor systems
CEREN KAYMAZ KUŞÇUOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BARSBAY
- Synthesis and characterization of nanostructures for assay of physiologically important biological molecules
Fizyolojik önemi olan biyolojik moleküllerin tayini amaçlı nanoyapıların sentezi ve karakterizasyonu
TÜLDEN İNANAN
Doktora
İngilizce
2015
BiyokimyaDokuz Eylül ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜNİRE NALAN TÜZMEN
- Mikro ve nano yüzeylerde enzimlerin aktif bölge benzetimi için yeni moleküler tanımlama teknolojileri
New molecular recognition technologies for mimicking the active sites of enzymes on micro and nano surfaces
RÜSTEM KEÇİLİ
- C-reaktif protein (CRP) tayini için moleküler baskılanmış nanopolimerler kullanılarak nanobiyosensörlerin geliştirilmesi
Development of nanobiosensors using molecularly imprinted nanopolymers for C-reactive protein (CRP) determination
HİLAL ÖZÇELİK
- Moleküler baskılanmış polimer tabanlı kriyojel ayırma sistemleri ve biyo-ayırma uygulamaları
Molecularly imprinted polymer based cryogel seperation systems and its bio-seperation applications
ÖZLEM BİÇEN