Glükoz tanımlama özelliği gösteren moleküler baskılı kopolimerik sistemlerin geliştirilmesi

Abstract

Moleküler baskılama, hedef bir moleküle hem kimyasal hem de büyüklükbakımından seçimlilik gösteren gözenekli ag yapıların sentezlendigi bir tekniktir.D(+)glikoz baskılamak amacıyla bu çalısmada fonksiyonel monomer olarak 2-hidroksietil metakrilat (HEMA), çapraz baglayıcı olarak dietilenglikol diakrilat(DEGDA) ve polietilenglikol(200) diakrilat (PEG(200)DA) kullanılmıstır. D(+)glikozbaskılı polimerler ve D(+)glikoz içermeyen kontrol polimerleri dimetil sülfoksit(DMSO)/izopropil alkol (PA) (hacımca, 3/1) varlıgında oda sıcaklıgında, havada-ısınlarının baslatıcı olarak kullanıldıgı radikalik polimerizasyon yöntemi ilehazırlanmıstır. Isınlama dozu 15 kGy, fonksiyonel monomerin hedef moleküle moloranı 3/1, çapraz baglayıcı miktarı ise mol olarak % 20 ve 30'dur.Sentezlenen baskılı polimerler ve kontrol polimerlerinin spektroskopikkarakterizasyonu hedef molekül uzaklastırıldıktan sonra FTIR spektrometresi ileyapılmıstır. Ag yapı içindeki gözenek boyutu hakkında bilgi edinmek ve yüksekperformanslı sıvı kromatografisinde hareketli fazın belirlenmesi amacıyla su vefarklı oranlarda asetonitril-su karısımlarında sisme deneyleri yapılmıstır. Sudayapılan sisme deneyleri sonucunda çapraz baglayıcı yapısındaki aralayıcı grupuzunlugu arttıkça sisme miktarının arttıgı gözlenmistir. Asetonitril-su karısımıkullanılarak yapılan deneylerde ise artan asetonitril miktarıyla sisme degerininarttıgı görülmüstür.Gözenek boyutunun belirlenmesi amacıyla Pozitron Yok Olma ÖmrüSpektroskopisi (Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy, PALS) deneyleriyapılmıstır. Deneyler sonucunda % 20 PEG(200)DA içeren su ve asetonitril/su(hacımca, 1/5) karısımında sisirildikten sonra dondurularak kurutulan baskılıpolimerler için gözenek yarıçapları sırasıyla 0,254 ve 0,279 nm olarakhesaplanmıstır. Suda sisirilip dondurularak kurutulan % 20 veya % 30PEG(200)DA içeren baskılı polimerlerin yapılarında bulunan gözeneklerinyarıçaplarının birbirine son derece yakın oldugu görülmüstür. Bu sonuçlarınyapılan sisme deneyleriyle de uyumlu oldugu görülmüstür.Baskılama sisteminin tanıma ve ayırma özelliklerini degerlendirmek amacıylayüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) deneyleri yapılmıstır. Hareketli fazolarak su ve sisme deneyleri sonucunda belirlenen hacımca 1/5 oranına sahipasetonitril/su karısımı kullanılmıstır. Ayrım üzerinde çapraz baglayıcı türü, miktarıve hareketli fazın etkisini degerlendirmek amacıyla sentezlenen her bir baskılıpolimer ve kontrol polimerlerinin kolon dolgu maddesi olarak kullanıldıgı HPLCsistemleri ile elde edilen kromatogramlar kullanılarak gerekli kromatografik sabitlerhesaplanmıstır. Baskılanmıs polimerlerin ayırıcı özelliklerini incelemek için (-)laktoz, D(+)glikoz ve gliserol kullanılmıstır. Çapraz baglayıcı olarak daha uzunaralayıcı grup içeren PEG(200)DA'ın kullanıldıgı baskılı polimerler ile DEGDAiçeren baskılı polimerlere göre daha etkin bir ayrımın elde edildigi görülmüstür.Çapraz baglayıcı miktarındaki artısın, ag yapı içindeki boslukların boyutundadegisime neden olmaması, ayrım üzerinde de her hangi bir farlılık yaratmamıstır.Hareketli fazın ayrım üzerindeki etkisini degerlendirmek amacıyla asetonitril/sukarısımının kullanıldıgı HPLC deneylerinde suyun hareketli faz olarak kullanıldıgıHPLC sistemlerine göre daha etkin bir ayrım elde edilmistir.Anahtar Sözcükler: Glikoz, moleküler baskılama, pozitron yok olma ömrüspektroskopisi, HPLC.

Molecular imprinting is a method that includes synthesis of tridimensional networkthat shows chemical and dimensional selectivity to a target molecule. In this study,2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) was used as functional monomer anddiethylene glycol diacrylate (DEGDA) and polyethylene glycol(200) diacrylate(PEG(200)DA) were used as crosslinking agents to imprint D(+)glucose.D(+)Glucose imprinted polymers and non-imprinted control polmers that wereprepared without glucose in the presence of dimethyl sulfoxide (DMSO) /isopropylalcohol (IPA) (3/1, v/v) at room temperature, in air by radicalic polymerizationmethod where -rays were used as initiator. Irradiation dose was 15 kGy, the moleratio of functional monomer and target molecule was 3/1, and the amount ofcrosslinking agents used were 20 and 30 %, by mole.After the removal of target molecule, the spectroscopic charecterization ofimprinted polymers and control polymers was made by FTIR spectroscopy.Swelling experiments were made by using water and different mixture ofacetonitrile/water with different ratios in order to have relative information aboutsize of the cavities that are in the network and determine the mobile phase that willbe used in the high performance liquid chromatography.In order to determine the size of the cavities Positron Annihilation LifetimeSpectroscopy (PALS) measurements were made. At the end of the experimentsthe radiuses of cavities were calculated as 0,254 and 0,279 nm respectively forimprinted polymers that includes PEG(200)DA which were swollen in water andacetonitrile/water mixture (1/5, by volume) and then dried by frizing. The radiusesof cavities of imprinted polymers that include 20 % or 30 % PEG(200)DA whichwere swollen in water and then dried by frizing were obtained as too close to eachother. The results that were obtained are concordant with swelling experiments.In order to evaluate the recognition and separation properties of imprinted systemhigh performance liquid chromatography (HPLC) experiments were made. Waterand acetonitrile/water mixture with 1/5 ratio by volume which was determinedaccording to the swelling experiments were used as mobile phase. Thechromatographic constants were calculated by using the chromatograms that wereobtained by HPLC systems where each imprinted and non-imprinted polymermatrices were used as sationary phase. In order to evaluate the seperationproperty of imprinted polymers (-)lactose, D(+)glucose and glycerol were used. Itwas observed that more effective seperation was obtained with imprinted polymerswhere PEG(200)DA was used as crosslinking agent which has a longer spacergroup than imprinted polymers that include DEGDA. The increasing in the amountof crosslinking agent did not cause a change in the size of the cavities in matrice,so it did not create a difference in the seperation. More effective seperation wasobtained in the HPLC experiments where mixture of acetonitrile/water was used asmobile phase than HPLC systems where water was used as mobile phase.Keywords: Glucose, molecular imprinting, positron annihilation lifetimespectroscopy, HPLC.