Hidrojel formunda monodispers-gözenekli mikrokürelerin mikro-sıvı kromatografisi için ayırma ortamı olarak kullanımı
The use of monodisperse-porous hydrogel beads as a separation medium in micro-liquid chromatography
Yazar: ESRA ARMAN
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL ; YRD. DOÇ. DR. ERDAL UĞUZDOĞAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Polimerik mikroküre = Polymeric microshepere

Özet:
Yapılan tez çalışmasında, mikro-sıvı kromatografisi sistemi için hidrofilik etkileşim kromatografisi (Hydrophilic Interaction Chromatography, HILIC) modunda kullanıma uygun polar, polimerik partikül bazlı sabit fazların sentezi amaçlanmıştır. Çalışmada iki farklı yapıda hidrojel formunda monodispers-gözenekli mikro-partiküller çok basamaklı mikrosüspansiyon ile sentezlenmiştir. Elde edilen partiküller sırasıyla 6.23 µm partikül boyutunda poli(gliserol dimetakrilat-co-gliserol-1,3-digliserolat diakrilat) ve diğeri 6 µm partikül boyutunda poli(3-kloro-2-hidroksipropil metakrilat-co-etilen glikol dimetakrilat)'tır. Partiküllerin yüzey alanı BET yöntemi ile ölçülmüştür. Gözenek boyutu ve gözenek boyut dağılımı ise civa porozimetresi ile belirlenmiştir. Kromatografik çalışma kısmında kolonların verimi pik çözünürlüğü, teorik tabaka sayısı ve alıkonma faktörleri olarak belirlenmiştir. Çalışmanın ilk basamağında poli(GDMA-co-GDGDA) partikülleri, ortama farklı konsantrasyonlarda katalizör eklenerek, (3-glisidoksipropil)trimetoksisilan (GPTMS) ile silanize edilmiş ve böylece partiküle epoksi grubu kazandırılmıştır. Daha sonra, epoksi grubu kazandırılmış partiküller trietanolamin ile etkileştirilerek diol liganda sahip kolon materyali elde edilmiştir. Elde edilen hidroksil gruplu kolon materyalleri ile nükleosid, organik asit, akrilamid-akrilik asit, peptit ve standart test karışımından oluşan farklı analit grubu ayrımları başarı ile gerçekleştirilmiştir. Polar organik bileşiklerin ayrımında teorik tabaka sayısı test karışımındaki toluen analiti için 54 500 tabaka/m değerine kadar ulaşılmıştır. Çalışmanın ikinci basamağında ise, poli(HPMA-CL-co-EDM) partiküllerindeki kloropropil grubu kullanılarak polikatyonik özellikteki ligand olan polietileniminin tek basamakta kovalent bağlaması ile elde edilmiştir. Yapılan kromatografik çalışmada nükleosid, organik asit, peptit ve standart test karışımından oluşan 4 farklı analit grubu ayrımı başarıyla gerçekleştirilmiştir. Test karışımındaki akrilamid analiti için elde edilen teorik tabaka sayısı 23 000 tabaka/m değerine ulaşmıştır. Elde edilen sonuçlar göz önüne alındığında ayırma verimi yönünden mevcut ticari kolonlarla yarışabilir nitelikte HILIC kolonları üretildiği görülmüştür.

Abstract:
The purpose of the thesis is that synthesis of polar polymeric porous particles appropriate for application of hydrophilic interaction chromatography mode in micro-liquid chromatography. In the study, two different monodisperse-porous hydrogel beads were synthesized by multistage microsuspension polymerization. The monodisperse-porous particles are poly(glycerol dimethacrylate-co-glycerol 1,3-diglycerolate diacrylate) 6.23 µm in size and poly(3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate-co-ethylene glycol dimethacrylate) 6 µm in size, respectively. Specific surface area of the beads was measured by BET method. Pore size and pore size distribution were determined by mercury intrusion porosimetry. In chromatographic separation, the column performance is expressed in terms of resolution, theoretical plate number and retention factor. In the first stage of the study, poly(GDMA-co-GDGDA) beads were reacted with glycidoxypropyl trimethoxysilane (GPTMS) with three different concentrations of catalyst to introduce epoxy groups into the particles. Then, triethanolamine (TEA) was covalently attached onto glycidoxypropyl functionalized-poly(GDMA-co-GDGDA) beads to obtain diol functionalized column material. The separation of nucleosides, organic acids, acrylic acid-acrylamide mixture, peptides and standard test mixture of HILIC columns were successfully performed in HILIC mode. Polar organic chemicals was separated with theoretical plate numbers up to 54 500 plate/m for toluene as an analyte in standard test mixture. In the second stage of the study, another polar column material was obtained by using chloropropyl groups of poly(HPMA-CL-co-EDM) via direct covalent attachment of polycationic ligand ,polyethyleneimine (PEI), onto poly(HPMA-CL-co-EDM) particles. The separation of nucleosides, organic acids, peptides and standard test mixture were successfully performed in HILIC mode. The theoretical plate numbers up to 23 000 plate/m was achieved for acrylamide as an analyte in standard test mixture. It is observed that the column materials developed for HILIC are comparable to the existing commercial columns, in terms of separation efficiency.