Selüloz kaplı manyetik nanoparçacıklara lakkaz enziminin immobilizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, manyetik Fe3O4 nanoparçacıkları ters-faz süspansiyon metodu ile selülozla kaplanmıştır. Hazırlanan selüloz kaplı manyetik nanoparçacıkları (Fe3O4-CC), geçirimli elektron mikroskopisi (TEM), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), X-ışını kırınımı yöntemi (XRD), termogravimetrik analiz yöntemi (TGA), ? (Zeta)-potansiyel analizi, elektron paramanyetik rezonans spektroskopisi (EPR) ve titreşimli örnek manyetometrisi (VSM) ile karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlardan selüloz kaplı manyetik nanoparçacıkların boyutlarının 50 nm' den küçük olduğu, Fe3O4 nanoparçacıklarının 4,7-7,0 nm kalınlığında selülozla kaplandıkları, Fe3O4 spinel yapısının değişmediği, izoelektrik noktasının 2,71, doyum mıknatıslanmasının 45,2 emu/g olduğu ve süperparamanyetik özellik gösterdikleri belirlenmiştir. Trametes versicolor kaynaklı lakkaz enzimi, Fe3O4-CC nanoparçacıklarına adsorpsiyonla (Fe3O4-CC-L) veya iki türlü kovalent bağlanma methodu ile; yükseltgenerek (Fe3O4-CC-Y-L), siyanürik klorürle aktifleştirerek (Fe3O4-CC-SC-L) kovalent bağlanma yöntemi ile immobilize edilmiştir. Enzimin varlığı SEM/EDS analizleri ile belirlenmiştir. İmmobilize lakkazların aktifliğine pH, sıcaklık, substrat derişimi, depolama süresinin ve tekrar kullanılabilirliğin etkisi incelenmiştir. İmmobilize lakkazlar için optimum pH 3,5, optimum sıcaklık 40 °C olarak bulunmuş ve 1 gün içerisinde 25 kez kullanıldıklarında başlangıç aktifliklerini yaklaşık %65 korumuşlardır. İmmobilize lakkazların Fe3O4-CC-L, Fe3O4-CC-Y-L, Fe3O4-CC-SC-L katalitik etkinlikleri 1,35 olan serbest lakkazınkine çok yakın ve sırasıyla 1,28, 1,29 ve 1,30 olarak bulunmuştur. Bilim Kodu: 201.1.117 Anahtar Kelimeler: Manyetit, selüloz, enzim immobilizasyonu, lakkaz Sayfa Adedi:142 Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Serpil AKSOY

In this study, Fe3O4 nanoparticles were coated with cellulose by reversed-phase suspension method. The prepared cellulose coated magnetic nanoparticles (Fe3O4-CC) were characterized by transmission electrode microscope (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction method (XRD), termogravimetric analysis (TGA), ? (Zeta)-potential analysis, electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR) and vibrating sample magnetometry (VSM). It was determined that the particle sizes of cellulose coated magnetic nanoparticles are smaller than 50 nm, the thickness of cellulose on the Fe3O4 nanoparticles were 4,7-7,0 nm, no change occured in spinel structure, isoelectronic point was 2,71, the saturation magnetization was 45,2 emu/g and they demonstrate superparamagnetic property. Trametes versicolor laccase enyzme, immobilized on to Fe3O4-CC nanoparticles by adsorption and by two kind of covalent binding methods; either by oxidization or activation with cyanuric chloride. The presence of enzyme was detected by SEM/EDS analysis.The effect of pH, temperature, substrate concentration, storage time on the activities of immobilized laccases were investigated. It was obtained that the optimum pH was 3,5 and optimum temperature 40 °C for all immobilized systems and after using these immobilized systems repeatedly 25 times in a day, they retained 65% of their initial activities. It was obtained that catalytic effect of immobilized laccase Fe3O4-CC-L, Fe3O4-CC-Y-L, Fe3O4-CC-SC-L was close to free laccase which was 1,35 and the values were determined as, 1,28; 1,29 and 1,30, respectively. Science Code : 201.1.117 Key Words : Magnetite, cellulose, enzyme immobilization, laccasePage Number : 142Adviser : Prof. Dr. Serpil AKSOY