Sitokrom C adsorbsiyonu için manyetik metal şelat afinite sorbentlerin hazırlanması

Abstract

IV ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ SİTOKROM C ADSORBSİYONU İÇİN MANYETİK METAL ŞELAT AFİNİTE SORBENTLERİN HAZIRLANMASI Binnur AKKAYA Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Ferda CANDAN Prof. Dr. Adil DENİZLİ Bu çalışmada, poli(etilenglikoldimetakrilat-metakrilamidohistidin) bazlı polimerlerin manyetik özellikte sentezlenmesi ve bakır şelat üzerinden Sitokrom c'nin immobilize metal afinite kromatografisi yöntemi ile saflaştırılmasının incelenmesi amaçlanmıştır.İlk bölümde metakriloamidohistidin (MAH) komonomerinin sentezi gerçekleştirildi. Sentezlenen yapının NMR ve FTIR ile karakterize edilmesinin ardından EGDMA ile yapıya manyetik özellik kazandıracak ajan demir oksit varlığında polimerleştirildi. Uygun boy-boy dağılımına ve yüzey özelliğine sahip manyetik p(EGDMA-co-MAH) mikrokürelere farklı deneysel koşullarda (ortam pH'ı, sıcaklık, akış hızı ve protein başlangıç derişimi) sulu çözeltilerden model protein sitokrom c adsorpsiyonu in-vitro koşullarda, kesikli sistemde ayrıntılı olarak incelendi. Çalışmanın son bölümünde ise, adsorbentin rejenerasyonu ve tekrar kullanılabilirliği incelendi. Metal şelatlayıcı ligand olarak N-metakroil-(L)-histidin metil ester (MAH) kullanılarak yeni metal-şelat adsorbentler hazırlandı. MAH ; Metakroil klorür ve L-histidin metil ester diklorür kullanılarak sentezlendi. Ortalama 50-100 u.m büyüklükte manyetik mikroküreler etilen glikol dimetakrilat'm (EGDMA) ve MAH'ın süspansiyon polimerizasyonuyla oluşturuldu. Gözenekli mikrokürelerin spesifik yüzey alanları 80 m2 g`1 olarak bulundu. Manyetik poli (EGDMA-MAH) mikroküreler: şişme testi, FTIR, nükleer manyetik rezonans (NMR) ve taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile karakterize edildi. MAH'ın elementel analizi azot için 70,0 ujmol.g`1 olarak bulundu. Daha sonra, manyetik mikroküreler üzerine Cu2+ iyonları bağlandı. Cu2+ şelatlı manyetik mikroküreler ile manyetik mikroküreler arasındaki sonuçlar kıyaslandı. Kesikli sistemde sitokrom c'nin adsorbsiyonuiçin %40 şişme oranına sahip Cu2+ şelatlı manyetik mikroküreler kullanıldı. Manyetik poli(EGDMA-MAH) mikrokürelerin sitokrom c adsorpsiyonu pH 8.0'da 51 mg g`1 olarak gözlendi. Manyetik poli(EGDMA-MAH)-Cu2+ mikrokürelerin maksimum sitokrom c adsorpsiyonu pH 8.0'da 222 mg g`1 olarak gözlendi. Sitokrom c adsorpsiyonu sıcaklığın artmasıyla azaldı. Sitokrom c molekülleri adsorpsiyon kapasitelerinde herhangi bir değişme olmadan on defa tersinir olarak adsorblandı ve desorplandı. Anahtar sözcükler: manyetik sorbent, sitokrom c, İMAK, poli(EGDMA-MAH)

VI SUMMARY MSc Thesis PREPARING OF MAGNETIC METAL-CHELAT AFFINITY SORBENTS FOR ADSORPTION OF CYTOCHROME C BirnurAKKAYA Cumhuriyet University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemistry Supervisor: Dr. Ferda CANDAN Prof. Dr. Adil DENİZLİ In this study, magnetic poly(EGDMA-MAH) poly(ethyleneglycoldimethacrylate- methacrylamidohistidine) metal-chelate affinity sorbents are synthesized and its usefulness for cytochrome-c adsorption were researched. A magnetic metal chelate adsorbent utilizing N-methacryloIyl-(L)-histidine methyl ester (MAH) as a metal-chelating ligand. In the first step, MAH was synthesized using methacrylolyl chloride and L-histidine methyl ester. Magnetic microbeads were produced by suspension polymerization of ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) and MAH carried out in an aquaus dispersion medium. The characterization of synthesized magnetic polymer was evaluated by elemental analysis, 'HNMR and FTIR. Then Cu2+ ions were loaded to magnetic poly(EGDMA-MAH) mikrobeads and the effect of pH and Cu2+ initation concentration on loading of Cu2+ were investigated. In the second step, for different temperature, pH, initial cytochrome c from aqueous solution were studied. Finally,desorption of adsorben cytochrome c on polymeric microbeads and reusability of microbeads were investigated. A magnetic metal-chelate adsorbent utilizing N-methacryloly-(L)-histidine methyl ester (MAH) as a metal-chelating ligand was prepared. MAH was synthesized using methacryloyl chloride and L-histidine methyl ester. Magnetic beads with an average diameter of 50-100 um were produced by suspension polymerization of ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) and MAH carried out in an aqueous dispersion medium. Specific surface area of the magnetic beads was found to be 80 m g`1 Elemental analysisvıı of the magnetic beads for nitrogen was estimated as 70 /ımo/ MAH g`1 polymer. Magnetic beads were charged with the Cu^4` ions directly via MAH for, the adsorption of cytochrome c (cyt c) from aqueous solutions. The cyt c adsorption on the mag- poly(EGDMA-MAH) beads was 5 1 mg g`1 Cu^+ charging increased the cyt c adsorption significantly. The maximum cyt c adsorption capacity of the Cu2+-chelated beads (carrying 68 [imol Cu per g of polymer) was found to be 222 mg g` at pH 8.0 in phosphate buffer. Cyt c adsorption decreased with increasing temperature. Cyt c molecules could be reversibly adsorbed and desorbed ten times with the magnetic adsorbents without noticeable loss in their cyt c adsorption capacity. Keywords: Magnetic sorbent, cytochrome c, IMAC, poly(EGDMA-MAH)