Moleküler baskılanmış katı faz ekstraksiyon kolonların hazırlanması ve aflatoksin ön-deriştirilmesi uygulamaları
Molecular imprinted solid phase extraction columns and their application to pre-concentration of aflatoxins
Yazar: ENGİN BAYRAM
Danışman: PROF. DR. ADİL DENİZLİ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Bölümü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Afinite kromatografisi = Affinity chromatography ; Aflatoksinler = Aflatoxins ; Kromatografi-yüksek basınçlı-sıvı = Chromatography-high pressure-liquid

Özet:
Tez kapsamında; aflatoksin baskılanmış kompozit kriyojellerin sentez, karakterizasyon ve seçici ön-deriştirme (özütleme) çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Monomer olarak N-Metakriloil-L-triptofan metil ester (MATrp) seçilmiştir. Öncelikli olarak bu monomerin sentezi gerçekleştirilmiş ve elde edilen ürün, NMR ve FTIR yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Sentezlenen monomer ve aflatoksinler kompleksleştirilmiş ve kompleksleşme, spektroflorimetrik yöntem ile karakterize edilmiştir. Bu işlemin ardından aflatoksin baskılanmış poli(2-Hidroksietilmetakrilat- N-Metakriloil-L-triptofan metil ester) monolitik polimerler, yığın polimerizasyonu yöntemi ile sentezlenmiştir. Elde edilen monolitik polimerler, öğütülerek eş boyutlu partiküller elde edilmiş ve partikül boyutları, zeta parçacık boyut ölçümü ile karakterize edilmiştir. Aflatoksin baskılanmış poli-[N-(2-Hidroksietil) metakrilamit] kompozit kriyojeli ise aflatoksin baskılanmış partiküllerin varlığında, 2-Hidroksietilmetakrilat (HEMA) ve Metilen bisakrilamidin (MBAAm), -12ºC?da 24 saatlik polimerizasyonu sonucu elde edilmiş, SEM ve FTIR yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan kompozitler, sulu çözeltilerden aflatoksin ön-deriştirme işlemlerinde kullanılmış ve ön-deriştirme koşulları optimize edilmiştir. Optimizasyon çalışmaları kapsamında; aflatoksin derişimi, akış hızı, pH, sıcaklık ve partikül miktarının etkileri HPLC yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Kompozitin aflatoksin türlerine göre adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla aflatoksin B1 için 194.8  ng/g; aflatoksin B2 için 164.1  ng/g; aflatoksin G1 için 169.4  ng/g ve aflatoksin G2 için 154.9  ng/g olarak bulunmuştur. Kompozitlerin adsorpsiyon kapasiteleri, akış hızı ile ters orantılı iken; pH ve sıcaklıkla doğru orantılı olarak değişmektedir. Kompozit kriyojellerin diğer mikotoksinlere karşı seçicilikleri, okratosin A (OTA) ve aflatoksin M1 (AFT M1) varlığında gerçekleştirilen özütleme çalışmaları ile belirlenmiştir. Adı geçen çalışmalarda, ölçüm tekniği olarak LC-MS/MS kullanılmıştır. Ön-deriştirme koşullarının optimizasyonunun ardından gerçek numunelerde (fındık, fıstık, kuru incir ve pulbiber) aflatoksin özütleme uygulamaları gerçekleştirilmiştir. 

Anahtar Kelimeler: Kompozit Kriyojeller, Moleküler Baskılama, Mikotoksinler, Aflatoksin Analizi.

Abstract:
In this study, the synthesis and characterization of aflatoxin imprinted composite cryogels prepared, and selective aflatoxin pre-concentration studies were performed. N-Methacryloyl-(l)-tryptophanemethylester (MATrp) was chosen as the complexing monomer. In the first step, functional monomer MATrp was synthesized, and resulting compound was characterized by NMR and FTIR measurements. After that, aflatoxins was complexed with MATrp, and the complex was charcterized by fluorometric measurements. Then aflatoxin-imprinted poly(2-hydroxyethyl methacrylate-N-methacryloyl-(l)-tryptophane methylester) [MIP] polymers were synthesized by bulk polymerization. The resulting polymers were grinded to obtain similar-sized particles and they characterized by zeta-particle size analyser. Aflatoxin imprinted poly[2-hydroxyethylmethacrylamide] composite cryogels were synthesized via polymerization of 2-Hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and N,N'-Methylenebisacrylamide (MBAAm) in presence of aflatoxin imprinted micro particles, at -12°C. The completion of the polymerization reaction requires 24 hours. Resulting composites were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and FTIR measurements. Aflatoxin imprinted composite cryogels  were used to extract aflatoxins from aqueous solutions in order to optimize the extraction conditions. In this context, the effective factors such as aflatoxin concentration, flow rate, pH, temperature and amount of the particle in composite cryogel structure were evaluated via HPLC. The adsorption capacities of the composite cryogels according to aflatoxin species were determined as 194.8  ng/g for aflatoxin B1, 164.1  ng/g for aflatoxin B2, 169.4  ng/g for aflatoxin G1 and 154.9  ng/g for aflatoxin G2, respectively. The adsorption capacities of the composite cryogels were directly proportional to the changes in pH and temperature while that were contrary to the changes in flow rate. Ochratoxin A (OTA) and aflatoxin M1 (AFT M1) used in the competative extrction studies for selectivity. LC-MS/MS used as an analytical tool for the measurement during the selectivity studies. When the adsorption conditions completed the composite cryogels applied to the real samples (nut, peanut, red pepper and dried fig).

Keywords: Composite Cryogels, Molecular Imprinting, Mycotoxins, Aflatoxin Analysis