Manyetik silika bazlı borat afinite kromatografisi sorbentlerinin sentezi ve kromatografik performanslarının incelenmesi

Abstract

Tez kapsamında β-nikotinamid adenin dinükleotid (β-NAD), çekirdek-kabuk polimerizasyonu yöntemiyle normal ve manyetik özelliğe sahip monodispers-gözenekli silika mikroküreler üzerine moleküler olarak baskılanmıştır. Bu amaçla etilen glikol dimetakrilat çapraz bağlayıcı olarak kullanılmıştır. Her iki sorbent türü için alkali pH değerinde β-NAD, fenilborik aside yüksek bağlanma afinitesi göstermiş ve diol ile borik asit grupları arasında tersinir borat esteri oluşumu yoluyla baskılama sağlanmıştır. Molekül baskılama işleminin ardından β-NAD, mikrokürelerin yüzeyinden lauril sülfat-asetik asit çözeltisi ile uzaklaştırılmıştır. Kontrol grubu olarak, molekül baskılama yapılmayan normal ve manyetik silika mikroküreler, β-NAD molekülü kullanılmadan aynı yöntemle hazırlanmıştır. Molekül baskılanan ve baskılanmayan silika mikrokürelerin boyutu, morfolojisi ve gözeneklilik özellikleri Taramalı Elektron Mikroskobu, Geçirimli Elektron Mikroskobu, Fourier Transform Infrared Spektroskopisi ve Azot Adsorpsiyon Desorpsiyon Yöntemi ile analiz edilmiştir. β-NAD baskılanmış, normal ve manyetik silika mikrokürelerin sorbent olarak kullanımıyla, borat afinite kromatografisi yöntemi kullanılarak, hedef molekül izolasyon davranışı incelenmiştir. İlk olarak, izolasyon davranışı kesikli sistemde hedef molekül derişimi, sorbent türü ve derişimi değiştirilerek çalışılmıştır. Kesikli sistemde, normal ve manyetik silika mikroküreler için 2.30-3.38 aralığında değişen molekül baskılama faktörü değerleri elde edilmiştir. Ardından β-NAD baskılanmış monodispers silika mikroküreler mikrokolonda sabit faz olarak kullanılmış ve sürekli sistemde mikro-borat afinite kromatografisi ile β-NAD izolasyonu gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, geliştirilen molekül baskılanmış sorbentin sürekli sistemde, mikro-borat afinite kromatografisi yöntemiyle diol grubu içeren biyomoleküllerin izolasyonunda başarıyla kullanılabileceğini göstermiştir.

In this study, β-nicotinamide adenine dinucleotide (β-NAD) was molecularly imprinted onto plain and magnetic silica microspheres in the monodisperse-porous form, by core-shell polymerization method. For this purpose, ethylene glycol dimethacrylate was used as crosslinking agent. For both sorbent species, at alkali pH values, β-NAD showed high binding affinity against phenylboronic boronic acid group and the molecular imprinting was achieved by cyclic boronate ester formation between diol and boronic acid moieties. Following to imprinting, β -NAD was removed from the imprinted microspheres with lauryl sulfate-acetic acid solution. As a control group, bare and magnetic silica microspheres were prepared by the same method without using β-NAD molecule as the template. Molecularly imprinted and non- imprinted silica microspheres were analyzed in terms of their size, morphology, the porous properties through Scanning Electron Microscopy, Transmission Electron Microscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy and nitrogen adsorption-desorption method. The target molecule isolation behavior was investigated by using borate affinity chromatography with β-NAD-imprinted, bare and magnetic silica microspheres as the sorbents. First, the isolation behavior was investigated by changing the target molecule concentration, sorbent type and concentration in the batch system. The imprinting factors ranging between 2.30-3.38 for bare and magnetic silica microspheres were obtained in batch system. Subsequently, β-NAD-imprinted monodisperse silica microspheres were used as a stationary phase in a microcolumn and β-NAD isolation was carried out by borate affinity micro-chromatography in the continuous system. The results showed that the developed sorbent could be successfully used in the continuous system for the isolation of biomolecules containing diol groups by micro-borate affinity chromatography.