Geri Dön

Ion specificity and cononsolvency effects on neutral macromolecules

Nötr makromoleküller üzerinde spesifik iyon ve eş çözünmezlik etkileri

PDF İndir

  1. Tez No: 983127
  2. Yazar: YAREN ŞEVVAL ÖZDOĞAN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL İBRAHİM OKUR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

İyonların, ozmolitlerin ve diğer küçük organik moleküllerin makromoleküllerle etkileşimleri, makromoleküllerin çözünürlük ve hidratlanma gibi fiziksel özelliklerini etkiler. Bu bağlamda iyona özel etkiler,“Hofmeister serileri”Franz Hofmeister tarafından yayınlandığından bu yana önemli bir araştırma konusu olmuştur. Hofmeister serileri, iyonların makromoleküllerin çözünürlüğünü arttırması veya azaltması özelliğine göre sıralayan bir seridir. Bu seride“zayıf hidratlanmış”olarak adlandırılan anyonların makromoleküllerle hidrojen bağları ya da diğer elektrostatik kuvvetlerle doğrudan etkileşime girerek onların su içerisindeki çözünürlüklerini arttırdığı bilinmektedir. Öte yandan,“güçlü hidratlanmış”anyonlar etraflarındaki katı hidrasyon kabuğu sebebiyle makromoleküllerle doğrudan etkileşim kuramazlar ve varlıkları makromolekülerin su içindeki çözünürlüğünü azaltır. Bu çalışmada, Hofmeister anyonların makromoleküller üzerindeki etkilerini daha iyi anlamak amacıyla amid bazlı makromoleküller yerine şeker bazlı makromoleküller kullanılmıştır. Hofmeister anyonlarının şeker bazlı makromoleküller üzerinde nasıl etkileri olduğunu anlamak amacıyla metilselüloz, hidroksipropil selüloz ve dekstran model polimerler olarak seçilmiştir. Metilselüloz (MC) ve hidroksipropil selülozun (HCP) faz değiştirme sıcaklıklarının (LCST) Hofmeister anyonlarının varlığında amid bazlı polimerlerle aynı trendleri sergilediği Faz Değiştirme Sıcaklığı ölçümleri ile gösterilmiştir. SCN- gibi zayıf hidratlanmış Hofmeister anyonları yüzey aktif iyon olarak davranırken, SO42- gibi güçlü hidratlanmış Hofmeister anyonların tam tersi etkiye sebep oldukları gösterilmiştir. Ek olarak nükleer manyetik rezonans spektroskopisi (1H-NMR) ölçümleri, metilselülozun fonksiyonel grubu olan metil gruplarının zayıf hidratlanmış anyonlar ile olan etkileşimlerinden sorumlu olduğunu göstermiştir. İyona özel etkilere ek olarak“eş çözünmezlik”etkisi de makromoleküllerin çözünürlük mekanizmalarını anlamak açısından önemli bir fenomendir. Bu etki iki iyi çözücünün belirli oranlarda karıştırıldığında kötü bir çözücüye dönüşmesi ve makromolekülün çözünürlüğünü düşürmesini ifade eder. Bu etkinin mekanizmalarını anlamak amacıyla poli(N-izopropilakrilamid) (PNIPAM) and poli(N, N-diethylakrilamid) (PDEA) model polimerler olarak kullanıldı. Eş solvent olarak kullanılan metanol, etanol ve izopropanolün eklenmesi PNIPAM'in su içerisindeki çözünürlüğünü azaltırken çok benzer bir moleküler yapıysa sahip olmasına rağmen PDEA'de aynı etki gözlenmedi. Zayıflatılmış Toplam Yansıma - Fourier Dönüşümlü Kızılötesi spektroskopisi (ATR-FTIR) ve Çok Değişkenli Eğri Çözünürlüğü (MCR) algoritması analizi, hem çözücü-eş-çözücü karışımlarının kütle özelliklerindeki değişikliklerin hem de çökmüş durumdaki makromoleküllerin hidrasyon kabuğundaki değişimlerin PNIPAM için eş çözünmezlik davranışına neden olduğunu göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Ions, osmolytes, and other small molecules can interact with macromolecules and affect their properties, such as solubility and hydration. The ion specificity has been an important research topic since Franz Hofmeister published the“Hofmeister Series”, which ranks the anions and cations based on their ability to increase or decrease the solubility of macromolecules. It is known that the weakly-hydrated anions can interact with macromolecules, while the strongly hydrated ones are excluded from the macromolecular surface due to having strongly interacting hydration shells. In this thesis, the ion-specific effects are extended to sugar-based macromolecules from commonly studied amide-based ones. Methylcellulose (MC), hydroxypropyl cellulose (HPC), and dextran were utilized as model polymers for investigating whether the Hofmeister anions can interact or not. Lower Critical Solution Temperature (LCST) measurements showed that MC and HPC are affected by the Hofmeister anions with the same way as the amide-based macromolecules. Namely, SCN- act as a surface-active ion, and salts-in whereas SO42- ion salts-out macromolecules via ion exclusion mechanism. The proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR) spectroscopy measurements showed that the methyl groups of MC are responsible for the interaction between the Hofmeister anions and the polymer. In the second part,“cononsolvency”which is an important phenomenon that occurs when two good solvents decrease the solubility of the macromolecule when they are mixed. For understanding the mechanism of this phenomenon, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) and poly (N, N - diethylacrylamide) (PDEA) were used as model macromolecules. PNIPAM showed cononsolvency behavior via the addition of methanol, ethanol, and isopropanol, while PDEA did not exhibit the same anomaly, rather showed cosolvency. Attenuated Total Reflection – Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR) spectroscopy combined with Multivariate Curve Resolution (MCR) analysis showed that both the changes in the bulk properties of solvent-cosolvent mixtures and the hydration shell of the macromolecules in the collapsed state cause the cononsolvency behavior for PNIPAM. Our results show that the interface and preferential alcohol adsorption dictate the cononsolvency phenomenon.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    846431

    Ion specificity from small molecules to oligomers and beyondamide-based macromolecules

    Küçük moleküllerden oligomerlere ve amit-bazlı makromoleküllerin ötesinde iyon spesifik etkileri

    SOBIA FAROOQ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Kimya Bilim Dalı

    PROF. DR. EMRAH ÖZENSOY

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL İBRAHİM OKUR

  2. Tez No

    426494

    Asenapin'in stabilite göstergeli YPSK yöntemi ile farmasötik dozaj formlarından tayini ve validasyonu

    Determination and validation of asenapine in pharmaceutical dosage forms by a stability indicating HPLC method

    SAKİNE ATİLA KARACA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Eczacılık ve FarmakolojiAnadolu Üniversitesi

    Analitik Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DUYGU YENİCELİ UĞUR

  3. Tez No

    635398

    Partial purification and characterization of protease enzymes from Bacillus cereus

    Bacillus cereus türlerinden proteaz enzimlerinin kısmi pürifikasyonu ve karakterizasyonu

    SADDAM ABDALHAMED BDEWE BDEWE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    ZiraatErciyes Üniversitesi

    Tarım Bilimleri ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEMİH YILMAZ

  4. Tez No

    183826

    Ion-selective imprinted polymer beads for Al(III) adsorption

    Al(III) adsorpsiyonu için baskılanmış iyon seçici polimerik mikroküreler

    ESİN EVRİM ÖZYAPI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    KimyaHacettepe Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERAP ŞENEL

    PROF. DR. ADİL DENİZLİ

  5. Tez No

    166358

    Selection and similarity analysis of quartz spesific dodecapeptides by phage display selection protocol

    Faj gösterim seçim tekniği ile kuartza bağlanan dodekapeptitlerin seçilmesi ve benzerlik analizi

    DENİZ ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CANDAN TAMERLER

    PROF. DR. MEHMET SARIKAYA

Geri Dön