Uyarı-cevap organik-inorganik melez mikroyapıların hazırlanması, karakterizasyonu ve biyokimyasal uygulamaları

Abstract

Bu tez çalışmasında; organik kısım olarak poliakrilik asit, N-izopropil akrilamid ve histidin, inorganik kısım olarak Cu(II) iyonları kullanılarak çiçek şekilli poliakrilik asit-Cu(II), N-izopropil akrilamid-Cu(II) ve histidin-Cu(II) hibrit malzemeleri tampon çözelti (pH 5-9) içerisinde sentezlendi. Sentezlenen hibrit malzemelerin morfolojileri SEM, elemental bileşimleri EDX, kristal yapıları XRD, kimyasal yapıları FT-IR, çap değişimleri invert mikroskop, toplam gözenek hacimleri BET ve izoelektrik noktala analizleri ile karakterize edildi. pH 6-9 aralığında sentezlenen hibrit malzemelerin küresel çiçek formunda, gözenekli ve geniş yüzey alanına sahip olduğu görüldü. Sentezlenen hibrit malzemelerin hemoglobinin saflaştırılmasında kullanılabilirliği araştırıldı. Bu amaçla adsorpsiyon kapasitelerine pH (pH 4-9), başlangıç hemoglobin derişimi (0-2 mg/mL), NaCl derişimi (0-1 M), sıcaklık (4, 22, 35 oC) ve süre (1-24 saat) parametrelerinin etkisi incelendi. Optimum deney şartları hibrit malzemler için pH 7 fosfat tampon çözeltisi içerisinde, 1 mg/mL hemoglobin derişimi, 35 °C, 22 saat adsorpsiyon süresi olarak belirlendi. Adsorpsiyon çalışmalarının Langmuir izotermi ile uyumlu olduğu görüldü. 1 M NaCl içeren pH 5 asetik asit tampon çözeltisi içerisinde desorpsiyonları çalışmaları yapıldı Tekrar kullanılabilirlikleri beş döngü boyunca incelendi. Üçüncü döngüden sonra adsorpsiyon kapasitelerinin genellikle % 60 oranında azaldığı gözlendi. Elde edilen sonuçlara göre; sentezlenen hibrit malzemelerin pH ve sıcaklık duyarlı, kolay sentezlenebilir ve düşük maliyetli olduğu, hemoglobin proteinin saflaştırılmasında kullanılabilecek potansiyele sahip olduğu görüldü.Anahtar Kelimeler: Organik-inorganik hibrit malzemler, uyarı cevap polimerleri, poliakrilik asit, N-izopropil akrilamid, histidin, protein saflaştırılması

In this study; Flower-shaped polyacrylic acid-Cu(II), N-isopropyl acrylamide-Cu(II) and histidine-Cu(II) hybrid materials using polyacrylic acid, N-isopropyl acrylamide and histidine as the organic part and Cu(II) ions as the inorganic part synthesized in buffer solution (pH 5-9). The morphology of the synthesized hybrid materials were characterized by SEM, elemental compositions by EDX, crystal structures by XRD, chemical structures by FT-IR, diameter changes by invert microscope, total pore volumes by BET and isoelectric point analysis. It was observed that the hybrid materials synthesized in the pH range of 6-9 were in the form of spherical flowers, porous and had a large surface area. The usability of the synthesized hybrid materials in the purification of hemoglobin was investigated. For this purpose, their adsorption capacities are pH (pH 4-9), initial hemoglobin concentration (0-2 mg/mL), NaCl concentration (0-1 M), temperature (4, 22, 35 °C) and time (1-24 hours). ) parameters were examined. Optimum experimental conditions were determined as 1 mg/mL hemoglobin concentration, 35 °C, 22 hours adsorption time in pH 7 phosphate buffer solution for hybrid materials. Adsorption studies were found to be compatible with Langmuir isotherm. Desorption studies were performed in pH 5 acetic acid buffer solution containing 1 M NaCl. Their reusability was examined over five cycles. After the third cycle, it was observed that the adsorption capacities generally decreased by 60%. According to the results obtained; It was seen that the synthesized hybrid materials were pH and temperature sensitive, easily synthesized and low cost, and had the potential to be used in the purification of hemoglobin protein.Keywords: Organic-inorganic hybrid materials, stimulus response polymers, poly acrylic acid, N-isopropyl acrylamide, histidine, protein purification