Development of dehydroalanine homo and copolymers as antibacterial materials and biocompatible nanoparticle coating

Abstract

Burada sunulan araştırma kaptodativ monomer, bir amino asit türevi ve doğal bir bileşik olan 2-asetamidoakrilik asitin polimerlerini konu almaktadır. Bu bileşiğin üç önemli özelliği incelenmiştir: metakrilik asit ve akrilonitril gibi ticari monomerler ile kopolimerizasyonundaki reaktivite oranı, homo ve kopolimerlerinin antibakteriyel aktivitesi ve biyo-uyumlu bir kaplama malzemesi olarak kuantum noktacıklarına uygulanabilirliği.Bakteriyel konteminasyon polimerik malzemelerin yaygın olarak kullanıldığı tıbbi cihazlar, sağlık ürünleri, gıda ambalajı, tekstil ürünleri ve benzeri uygulamalarda büyük bir endişe kaynağı olmaktadır. Bu nedenle, mikrobiyel kolonizasyonun üstesinden gelebilmek için son yirmi yıl antibakteriyel polimerlerin geliştirilmesi konusunda büyük bir çabaya tanık olmuştur. Burada sunulan araştırmada poli(2-asetamidoakrilik asit) ve metakrilik asit (MAA) ve akrilonitril (AN) ile olan kopolimerlerinin antibakteriyel potensiyelini incelenmektedir. Bu polimerizasyonlar monomerler arasındaki reaktivite oranlarını da göstermektedir. Hem metakrilik asit hem akrilonitril yaygın ticari monomerler olarak fiberden kontak lense kadar çeşitli uygulamalar için kullanılmaktadırlar..Kuantum notacıkları (QDs), biyomedikal uygulamalar için gelişmekte olan bir araç olarak büyük bir dikkat çekmiştir. Kuantum noktacıkları, halen yüksek hücre toksisiteleri nedeniyle tartışmalı olsa da, kanserin erken tespiti ve ilaç yönlendirmede muazzam bir potensiyele sahiptir. Bu tezdeki öncül hedef suda asılı kalan, iyi ışıyan ve biyo-uyumlu olan nano parçacıklar sentezlemektir. Bu hedefi mümkün kılmak için öncelikle sistin, biyo-uyumluluğu bilinen bir kaplama malzemesi, ve 3-MPA (3-mercaptanpropionik asit), kuantum noktacıklarını kaplamada en çok kullanılan malzeme, CdS sentezinde bir ko-stabilizatör olarak poli(2-asetamidoakrilik asit) ile birlikte değerlendirilmiştir.

The research presented here focuses on the polymers of 2-acetamidoacrylic acid which is a captodative monomer, an amino acid derivative and a compound existing in natural antibiotics. Three important properties of this compound were investigated: reactivity in copolymerization with commercial monomers such as methacrylic acid and acrylonitrile, antimicrobial activity of its homo and copolymers and its applicability to quantum dots as a biocompatible coating.The bacterial contamination is a great concern where polymeric materials are widely used such as medical devices, healthcare products, food packaging, textiles, etc. Therefore, last two decades have witnessed a significant increase in efforts to develop antibacterial polymers in order to overcome the microbial colonization. Research presented here investigates the antimicrobial potential of poly (2-acetamidoacrylic acid) and its copolymers with methacrylic acid (MAA) and acrylonitrile (AN). Both MAA and AN are widely used commercial monomers for a variety of applications from fibers to contact lenses. These copolymerizations provided the reactivity ratios between these monomers as well.Quantum dots (QDs) have attracted tremendous attention as an emerging tool for biomedical applications. Even though quantum dots are still controversial due to their high cytotoxicity, they have tremendous potential as fluorescent probes for early detection of cancer and also for drug delivery. Research presented in this dissertation addresses the need for improvement of aqueous stability and cytotoxity of quantum dots along with improved luminescent properties. In order to achieve this goal, cysteine which is one of the most popular biocompatible coatings for QDs and 3-MPA (3-mercaptopropionic acid) which is probably the most used QD coating material was evaluated as a co-stabilizer in the CdS synthesis along with Poly(2-acetamidoacrylic acid).