Makrogözenekli dna jellerinin sentezi ve sulardan kanserojen maddelerin uzaklaştırılmasında kullanılması
Synthesis of macroporous dna gels and their use for the removal of carcinogens from aqueous solutions
Yazar: PINAR KARACAN
Danışman: PROF. DR. OĞUZ OKAY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Hidrojeller = Hydrogels

Özet:
Bu tezin amacı hem mekanik dayanıklılığı çok iyi olan hem de dışarıdan gelen uyarılara hızlı cevap verebilen ve aynı zamanda kanserojen maddeler için spesifik adsorban görevi gören makrogözenekli DNA hidrojelleri sentezlemektir. Bu çalışma kapsamında, uyarılara çok hızlı cevap verebilen, mekanik dayanıklılığı yüksek ve makrogözenekli bir yapıda DNA jellerinin eldesi için kriyojelasyon tekniği kullanılmıştır. Bu tekniğe uygun olarak, çifte sarmal DNA zincirlerinin çapraz bağlanma reaksiyonları reaksiyon sisteminin donma noktasının altındaki sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. DNA'nın -18oC'de dondurulmuş sulu çözeltilerinden elde edilen DNA kriyojellerinin şişme ve elastik davranışları araştırılmış, sonuçlar 50oC sıcaklıkta DNA çözeltilerinden elde edilen homojen DNA hidrojelleri ile mukayese edilmiştir. Sentez sırasındaki DNA konsantrasyonu değiştirilerek çok sayıda DNA kriyojeli ve hidrojeli elde edilmiştir. DNA jelleri, optik ve elektron mikroskop yöntemlerinin yanı sıra şişme ve elastisite testleri ile de karakterize edilmiştir. Makrogözenekli bir yapıya sahip ve gözenek duvarları çok yüksek konsantrasyonda çapraz bağlı DNA zincirlerinden oluşan DNA kriyojelleri elde edilmiştir. DNA hidrojelleri ve kriyojellerinin şişme kapasiteleri su ve değişen konsantrasyonlardaki tuz çözeltilerinde ölçülmüş ve jellerin bir polielektrolit davranışı sergilediği saptanmıştır. Mekanik testlerin sonuçlarına göre, sıfırın altındaki sıcaklıklarda hazırlanan DNA kriyojelleri herhangi bir kırılma gerçekleşmeden yaklaşık % 100 deformasyona kadar sıkıştırılabilmektedir. Buna karşılık, 50oC'de oluşan jellerin kırılgan oldukları gözlenlemiştir. Ayrıca, kriyojellerin su ve asetondaki şişme-büzülme döngülerinin tersinir olduğu görülmüştür. Kriyojellerin sulu çözeltilerden model bileşik olarak kullanılan fenantren'i absorpladığı, yani elde edilen DNA kriyojellerinin kanserojen maddelerin sulardan uzaklaştırılmasında kullanılabileceği ortaya konmuştur.

Abstract:
The aim of thesis is to prepare macroporous DNA gels as specific adsorbent for carcinogenic compounds exhibiting both an excellent mechanical performance and a superfast responsivity against the external stimuli. To achieve this aim, cryogelation technique was used to obtain macroporous gels of high toughness and superfast responsivity. Thus, the crosslinking reactions of double-stranded and single-stranded DNA were conducted below the freezing point of the reaction system. The swelling behavior and the elastic properties of DNA cryogels formed at -18 oC have been investigated and compared with those formed at 50oC. Macroporous DNA cryogels were obtained consisting of irregular large pores separated by pore walls with a high polymer concentration, which provide structural support to the material. The swelling capacities of the hydrogels and cryogels were measured in water and in aqueous salt solutions at various concentrations. Swelling measurements show that DNA gels exhibit typical polyelectrolyte behaviour in aqueous solutions. The results of the mechanical tests showed that DNA gels prepared at subzero temperatures are very tough; they can be compressed up to about 100 % strain without any crack development while those formed at 50oC were fragile. It was also found that the gels also exhibit superfast swelling and deswelling properties as well as reversible swelling?deswelling cycles in water and acetone, respectively. The ability of cryogels for the removal of carcinogens from aqueous solutions was also demonstrated using phenanthrene as a model compound.