Çapraz bağlı kitosan yüzeyinde akrilik asit iplikçiklerinin oluşturulması: Sitokrom C adsorpsiyonunda kullanılması, termodinamik ve kinetik parametrelerinin belirlenmesi
Grafting of acrylic acid fibrous brushes on crosslinked chitosan surfaces: Application in cytochrom C adsorption and determnation of thermodynamic and kinetic parameters
Yazar: HANDE SOYDOĞAN DAĞLI
Danışman: PROF. DR. YAKUP ARICA ; YRD. DOÇ. GÜLAY BAYRAMOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, kitosan membranlara akrilik asit monomeri aşılanarak membranlara katyon değiştirici özelliği kazandırıldı. Elde edilen kitosan-g-pAA bazik bir protein olan sitokrom c proteinin sulu ortamdan adsorpsiyonunda kullanılmak üzere iki basamakta hazırlandı. İlk aşamada, kitosan membranları epiklorohidrin ile çapraz bağlandı. İkinci aşamada, çapraz bağlı kitosan membran üzerine zayıf anyon değiştirici gruplar taşıyan akrilik asit monomerinin aşı kopolimerizasyonu sağlandı. Kitosan-g-pAA membranların yüzeyinde poliakrilik asit iplikçikleri oluşturuldu. Böylece mekanik dayanımı iyi, biyolojik ve kimyasal parçalanmaya karşı dirençli destek materyali hazırlanmış oldu. Modifiye edilerek hazırlanmış membranların optimizasyon ve karakterizasyon işlemleri gerçekleştirildi. Kitosan membranların yapısı FT-IR spektroskopisiyle doğrulandı ve termal kararlılığı DSC ile belirlendi.Kitosan-g-pAA membranları ile adsorpsiyon işleminde pH, sıcaklık, iyonik şiddet gibi parametrelerin adsorsiyon kapasitesi üzerine etkisi araştırıldı. Membranlarının maksimum deneysel ve teorik adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla 76,21 ve 80,39 mg/ml olarak belirlendi. Langmuir adsorpsiyon izoterm modelinden hesaplanan Kd değeri sonucunda proteinin sorbente karşı yüksek bağlanma afinitesi olduğu görüldü. Freundlich model parametre değerlerinin büyüklüğü, iyon değiştirici membranının yüksek bir adsorpsiyon kapasitesiyle sitokrom c alımının kolay olduğunu gösterdi. Yüksek korelasyon katsayıları ve maksimum adorpsiyon kapasitelerindeki uyumlu sonuçlar, adsorpsiyonunun ikinci dereceden kinetik modeliyle uyumlu olduğunu gösterdi. İyon değişim kromatografisi alanında kullanılmak üzere hazırlanan kitosan-g-pAA membranı için belirlenen pozitif ? H ve negatif ? G değerleri sırasıyla adsorpsiyonun endotermik ve kendiliğinden olduğunu gösterdi.Anahtar Kelimeler: Kitosan, modifikasyon, akrilik asit, adsorpsiyon,. kinkinetik ve termodinamik parametreler

Abstract:
In this study, chitosan membranes gained cation exchanger property with grafting acrylic acid monomer to chitosan membranes. Obtained chitosan-g-pAA was prepared in two phases to be used on adsorption of alkaline cythcrome c from aqueous solution. Firstly, the chitosan membranes was crosslinked with epichlorohydrin. Secondly, the graft copolymerization of acrylic acid monomer which carries anion exchanger groups provided on crosslinked chitosan, by formation of polyacrylic acid fibrils on the surface of chitosan-g-p(AA) membranes, a supporting material with a good mechanic tolerance to biologic and chemical decomposition had been prepared. Optimization and characterization processes of membranes, prepared by modifying, were carried out. Chitosan membranes had been confirmed with FT-IR spectroscopy and thermal determination identified with DSC.Effects of parameters like pH, temperature, ionic intensity on adsorption quality have been investigated during the process of adsorption with chitosan-g-pAA membranes. Maximum experimentaland theoretical adsorption capacities of membranes were identified as 76,21 and 80,39 mg/ml respectively. As a result of Kd value ,obtainedfrom Langmuir adsorption isotherm model, it had been observed that protein had high affinity against sorbent. Greatness of Freundlich model parameters showed that ion exchanging membrane?s taking of cythchrome c with a high adsorption capacity was easy. High correlation coefficients and compatible results of maximum adsorption capacities showed that adsorption is compatible with quadratic kinetic model. Positive ? H and negative ? G values identified for the chitosan-g-pAA membrane, in ion exchanging chromatography area showed that the adsorption is endothermic and spontaneous respectively.