Yüzey başlatıcılı ATRP ile oluşturulan anyon değiştirici moleküler zincir içeren monodispers hidrojel mikrokürelerin hücre etkileşim özellikleri
Cell interaction properties of monodisperse hydrogel beads carrying anion-exchanger molecular brushes generated by surface initiated ATRP
Yazar: NİLÜFER EMİNOĞLU
Danışman: PROF. DR. S. ALİ TUNCEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Tezde, çöktürme polimerizasyonu, çok basamaklı mikrosüspansiyon polimerizasyonu ve atom transfer radikal polimerizasyonu (ATRP) yöntemleri kullanılarak, sırasıyla 0.96 ? m boyutunda monodispers formda poli(gliserol dimetakrilat) [poli(GDMA)], 1.87 ? m boyutunda monodispers, gözenekli formda poli(gliserol dimetakrilat-co-gliserol 1,3-digliserolat diakrilat) [poli(GDMA-co-GDGDA)] ve polikatyonik ligand (poli(2-dimetilaminoetil metakrilat), poli(DMAEM)) bağlı poli(GDMA-co-GDGDA) partikülleri sentezlenmiştir. Partiküllerin fiziksel karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve BET gözeneklilik ve yüzey alanı ölçüm sistemi (Brunauer-Emmet-Teller) ile yapılmıştır. FTIR, elemental analiz ve potansiyometrik titrasyon ile partiküllerin yapısal özellikleri belirlenmiştir. Yüzey başlatıcılı ATRP yöntemi ile elde edilen poli(GDMA-co-GDGDA) partiküllerin poli(DMAEM) içeriği 25.2 mg/g partikül olarak belirlenmiştir. Sentezlenen partiküllerin in-vivo ve kromatografik uygulamalarda kullanım potansiyellerinin belirlenebilmesi amacıyla öncelikle albümin model protein olarak seçilerek, protein adsopsiyon desorpsiyon özellikleri belirlenmiştir. Protein adsorpsiyon deneyleri, özellikle nötral pH değerinde türevlendirilmemiş poli(GDMA) ve poli(GDMA-co-GDGDA) partiküllerin non-spesifik protein adsorpsiyon davranışı göstermediğini, yüzeye polikatyonik ligand bağlanması ile protein adsorpsiyonunun özellikle izoelektrik nokta değerinde önemli artış gösterdiğini ortaya koymuştur. Deneysel çalışmaların ikinci kısmında partiküllerin hücre ile etkileşimi incelenmiş bu amaçla partiküller, fagositoz yeteneğine sahip nötrofiller, makrofajlar ve HeLa hücreleri ile etkileştirilmiştir. Bütün partiküller nötrofil ve makrofaj hücreleri tarafından fagosite edilmiştir. Nötrofil hücrelerinde poli(DMAEM) bağlı poli(GDMA-co-GDGDA) partikülleri ile daha yüksek fagositoz gözlenmiştir. Bu durum polikatyonik zincirin opsonitik etki gösterdiğini ortaya koymuştur. HeLa hücreleri ile fagositoz gözlenmemiş, ancak özellikle polikatyonik zincir içeren partiküllerin hücrelere yapışma yönünde bir eğilim gösterdiği gözlenmiştir. Partiküllerin in-vivo ilaç hedefleme ve kromatografide destek materyali olarak kullanım potansiyeline sahip olduğunu görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, monodisperse poly(glycerol dimethacrylate) particles 0.96 ? m in size, poly(glycerol dimethacrylate-co-1,3-glycerol-1,3-diglycerolate diacrylate), poly(GDMA-co-GDGDA) particles 1.87 ? m in size and polycationic ligand, poly(dimethylaminoethylmethacrylate), poly(DMAEM) attached poly(GDMA-co-GDGDA) particles and 1.69 ? m in size were synthesized by precipitation polymerization, multistage microsuspension polymerization and surface initiated atom transfer radical polymerization, respectively. The physical characterization of particles were performed by scanning electron microscopy and BET surface area and pore size analysis system. The chemical structure was analysed by FTIR spectroscopy and potentiometric titration. The poly(DMAEM) content of the poly(GDMA-co-GDGDA) particles synthesized by surface initiated atom transfer radical polymerization was determined as 25.2 mg/g. In order to have an idea about the potential use of particles in in-vivo drug targeting and chromatographic applications, the protein adsorption-desorption characteristics of particles were determined using albumin as the model protein. The protein adsorption experiments showed that the plain poly(GDMA) and poly(GDMA-co-GDGDA) particles exhibited no non-specific protein adsorption at the neutral pH while an increased adsorption was observed with the poly(DMAEM) attached particles at the isoelectric point of albumin. In the second part, the particles were interacted with the cells containing neutrophils, macrophages and HeLa cells. All particle types were internally uptaken by the neutrophil and macrophage cells. Higher phagocytosis was observed in neutrophil cells for the poly(DMAEM) attached particles. This result indicated that polycationic chain provided an opsonization effect. No phagocytosis was observed with the HeLa cells for all particle types. However, poly(DMAEM) attached particles exhibited a strong tendency for adhesion to the HeLa cells. The results indicated that the particles could be potentially used in in-vivo drug targeting and chromatographic applications