İnsülin baskılanmış poli (HEMA-MAH) kriyojellerin hazırlanması

Abstract

İnsülin canlı sistemde glukoz düzeyinin kontrolünü sağlayan ve metabolizma üzerinde önemli etkileri olan bir hormondur.İnsülin üretimi veya insülin kullanımı azaldığında diabetik hastalıklar oluşmaktadır. İnsülinin ayrılması, saflaştırılması veya saf proteinler, diabetik ilaçların saf materyallerini oluşturdukları için büyük bir öneme sahiptirler. Bu noktada adsorpsiyon yoluyla proteinlerin saflaştırılması biyomedikal ve biyoteknolojik uygulamalar için oldukça önemlidir.Çalışmada insülin adsorpsiyonu için afinite adsorpsiyon tekniği çalışıldı. Bu amaçla insülin adsorpsiyonu için insülin-baskılı süpermakrogözenekli kriyojel hazırlandı. N-metakriloil-L-histidin metilester (MAH) monomer olarak seçildi. MAH, Hacettepe Ünv. Fen Fak. Kimya Bölümü, Biyokimya Ana Bilim Dalı' nda Prof. Dr. Adil Denizli ve çalışma grubu tarafından metakriloil klorür ve L-histidin metil esterden sentezlendi.İlk aşamada insülin MAH ile komplekleştirilerek, insülin baskılı p(HEMA-MAH) kriyojel serbest polimerizasyon reaksiyonu ile polihidroksimetakrilat p(HEMA), N,N,N',N'- tetrametilendiamit (TEMED) ve amonyum persülfat (APS) ile buz banyosunda hazırlandı. Daha sonra 0.1 M Glisin- HCl tamponu (pH: 3.5) ile insülin kriyojelden uzaklaştırıldı. Kriyojel taramalı elektron mikroskobu (SEM), Fourier infrared spektroskopisi (FT-IR) ve şişme testi ile karakterize edildi. P(HEMA) için kriyojelin denge şişme oranı 8.56 g H2O / g polimer ve insülin baskılanmış p(HEMA-MAH) için 7.2 g H2O / g polimer olarak bulundu. İnsülin adsorpsiyon çalışmaları sürekli sistemlerde farklı şartlar altında (akış hızı, ortamın pH'sı, insülin konsantrasyonu, sıcaklık ve iyonik şiddet gibi) araştırıldı. Sulu çözeltide p(HEMA-MAH) kriyojelin, insülin adsorpsiyon kapasitesi 8.13 g H2O / g polimer olarak belirlendi. Adsorpsiyon kapasitesinde anlamlı bir azalma olmaksızın, p(HEMA-MAH) kriyojeli ile insülinin tekrarlanabilir bir şekilde adsorplandığı-desorplandığı gözlendi.

Insulin is one of the most important hormone and it has profound effects on metabolism by controlling of glucose homeostasis. When insulin production or the use of insulin ability decrease these disorders cause diabetic illness. Separation and purification of insulin or purified proteins are very important because of to obtain as a purified raw materials of diabetics drugs. Protein separation techniques gain more importance at this point. Protein purification via adsorption is of significant importance in biomedical and biotechnological purposes.In present study, affinity adsorption technique is studied for insulin adsorption. For this aim insulin-imprinted supermacroporous cryogel was prepared for the insulin adsorption. N- methacryloyl- L- histidin methylester (MAH) was choosen as the monomer. MAH was synthesized using methacryloyl chloride and L- histidinemethyl ester by Hacettepe University Faculty of Science Department of Biochemistry Prof. Dr. Adil Denizli?s group.In the first step, insulin was complexed with MAH and insulin-imprinted p(HEMA-MAH) cryogel was prepared by free radical polymerization by polyhydroxymethacrylate p(HEMA), N,N,N?,N?? tetrametiletilendiamin (TEMED) and ammmonium persulphate (APS) in an ice bath. Then, insulin was removed from cryogel by using 0.1 M glycine-HCl buffer (pH: 3.5). Cryogel was characterized by using scanning electron microscopy (SEM), Fourier transfer infrared spectroscopy and swelling test. The equilibrium swelling ratios of the cryogels were 8.56 g H2O/g polymer for p(HEMA) and 7.20 g H2O/g polymer for insulin-imprinted p(HEMA-MAH). Insulin adsorption experiments were carried out under different conditions in continuous system (i.e., flow rate, medium pH, insulin concentration, temperature and ionic strength). Insulin adsorption capacity of p(HEMA-MAH) cryogel from aqueous solution was found to be 8.13 mg/g polymer. It was observed that insulin could be repeatedly adsorbed and desorbed with p(HEMA-MAH) cryogel without any significant loss in the adsorption capacity.