Karragenan, inülin ve dekstran kriyojellerinin hazırlanması ve bunların biyomolekül ayrımında kullanımının araştırılması
Preparation of carrageenan, inulin, and dextran cryogels and their use in biomolecule separation
Yazar: BETÜL ARİ
Danışman: PROF. DR. NURETTİN ŞAHİNER
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Yapılan bu tez çalışması kapsamında doğal polimer olan λ-karragenan, inülin ve
dekstranın süpermakro gözenekli kriyojelleri kriyopolimerizasyon tekniği ile
sentezlenmiştir. Kriyojeller farklı mol oranlarında çapraz bağlayıcı içerecek şekilde
hazırlanmış ve böylece çapraz bağlayıcı miktarının kriyojeller üzerindeki etkisi
gösterilmiştir. Sentezlenen kriyojellerin morfolojik analizleri optik mikroskop ve Alan
Emisyonlu Taramalı Elektron Mikroskobu (FE-SEM) ile belirlenmiştir. Kriyojellerin
yapısal analizleri Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Işımalı Spektroskopisik Analizi (FT-IR)
ile belirlenmiş olup, termal kararlılıkları Termogravimetrik Analiz (TGA) cihazı
kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen kriyojellerin, biyomolekül, organik boya ve
pestisit gibi yapıları sulu çözeltilerden uzaklaştırma veya ayırma ya da adsorpsiyon
çalışmalarında kullanım potansiyelleri araştırılmıştır. Bu bağlamda λ-karragenan, inülin ve
dekstran kriyojelleri kullanılarak hemoglobin, whey (WP) ve bovin serum albümin (BSA)
proteinleri ve lizozim, pektinaz ve selülaz enzimleri ve L-Arjinin (L-Ar) ve L-Glutamik
asit (L-Glu) amino asitleri ve askorbik asit ve riboflavin vitaminleri gibi biyomoleküllerin
ve sodyum diklofenak, sülfametaksazol ve trimetoprim ilaçlarının adsorpsiyon çalışmaları
yapılmıştır. λ-Karragenan kriyojeli 168,9±15,2 mg/g lizozim, 49,3±18,4 mg/g hemoglobin
ve 70,2±1,6 mg/g L-Ar adsorplamıştır. Dekstran kriyojeli 128,1±9,4 mg/g riboflavin
adsorplamıştır. İnülin kriyojeli 13,1±7,8 mg/g trimetoprim ve inülin TETA ile modifiye
formu yani inülin-TETA kriyojeli 27,5±2,1 mg/g sodyum diklofenak ve 33,7±10,3 mg/g
sülfametaksazol ilaçlarını adsorplamıştır. Kriyojellerin boya, pestisit adsorpsiyonu
çalışmaları dekstran kriyojelleri kullanılarak yapılmıştır. Dekstran kriyojelleri kullanılarak 
yapılan metilen mavisi (MM) ve 1'-dimetil-4,4'-bipiridinyum diklorür (parakuat (PK))
boya/pestisit adsorpsiyonu çalışmalarında MM için maksimum adsorpsiyon kapasitesi
10,7±0,1 mg/g ve PK için maksimum adsorpsiyon kapasitesi 2,9±0,3 mg/g olarak
hesaplanmıştır. Ayrıca dekstran kriyojelleri için PK ve 2,4-D pestisitleri karıştırılarak
yapılan adsorpsiyon çalışmaları sonucunda dağılım katsayısı, seçicilik katsayısı ve
uzaklaştırma yüzdeleri hesaplanmıştır. Bu değerler PK için sırasıyla 442±14,8 mL/g,
3,3±0,02 ve % 52,5±7,1 olarak hesaplanmıştır. 2,4-D pestisiti için dağılım katsayısı
132±18,4 mL/g ve uzaklaştırma yüzdesi % 29,2±1,4 olarak hesaplanmıştır. Bunlara
ilaveten, amoksisilin trihidrat (AMX) ilacı inülin kriyojeline yüklenmiş ve inülin
kriyojellerinin ilaç salım sistemi olarak kullanım potansiyeli araştırılmıştır. Ayrıca tez
kapsamında hazırlanan tüm kriyojellerin kan uyumluluğu ve hidrolitik olarak bozunmaları
incelenerek biyomedikal alanda kullanım potansiyelleri araştırılmıştır.

Abstract:
Within the scope of this thesis, supermacroporous cryogels from λ-carrageenan,
inulin and dextran natural polymers were synthesized by cryopolymerization technique.
The cryogels were prepared to contain cross-linkers in different molar ratios, thus showing
the effect of the amount of cross-linking on cryogels. Morphological analyzes of
synthesized cryogels were determined by optical microscope and Field Emission Scanning
Electron Microscope (FE-SEM). Structural analyzes of the cryogels were determined by
Fourier Transform Infrared Radiation Spectroscopic Analysis (FT-IR) and their thermal
stability was performed using Thermogravimetric Analysis (TGA). The potential of
synthesized cryogels to remove/separate/adsorption materials such as biomolecules,
organic dyes and pesticides from aqueous solutions was investigated. Adsorption studies of
biomolecules such as L-Arginine (L-Ar), L-Glutamic acid (L-Glu), bovine serum albumin
(BSA) and whey protein (WP) were performed using λ-carrageenan, inulin and dextran
cryogels. In addition, adsorption studies of ascorbic acid, riboflavin vitamins and sodium
diclofenac, sulfamethoxazole and trimethoprim drugs were performed using λ-carrageenan,
inulin and dextran cryogels. λ-Carrageenan cryogel adsorbed 168.9±15.2 mg/g lysozyme,
49.3±18.4 mg/g hemoglobin and 70.2±1.6 mg/g L-Ar. Dextran cryogel adsorbed 128.1±9.4
mg/g riboflavin. Inulin cryogel adsorbed 13.1±7.8 mg/g trimethoprim and inulin-TETA
cryogel 27.5±2.1 mg/g sodium diclofenac and 33.7±10.3 mg/g sulfamethoxazole.
Dye/pesticide adsorption studies of cryogels were performed using dextran cryogels. In
methylene blue (MM) and 1'-dimethyl-4,4'-bipyridinium dichloride (praraquat (PK))
dye/pesticide adsorption studies using dextran cryogels, the maximum adsorption capacity
for MM was 10.7±0.1 mg/g and the maximum for PK adsorption capacity was calculated 
as 2.9±0.3 mg/g. In addition, for dextran cryogels, as a result of adsorption studies by
mixing PK and 2,4-D pesticides, distribution coefficient, selectivity coefficient and
removal percentages were calculated. These values were 442±14.8 mL/g, 3.3±0.02 and
52.5±7.1% for PK, respectively. The distribution coefficient for the 2,4-D pesticide was
132±18.4 mL/g and the removal percentage was 29.2±1.4%. In addition, the amoxicillin
trihydrate (AMX) drug was loaded of inulin cryogel and its use as a drug delivery system
was investigated. In addition, blood compatibility and hydrolytic degradation of cryogels
were investigated and their use in biomedical area was investigated