Melatonin tayinine yönelik moleküler baskılanmış polimerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of molecular imprinted polymers for determination of melatonin
Yazar: ELİF ESEN
Danışman: PROF. DR. MÜNİRE NALAN TÜZMEN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Melatonin, immün sistem, kanser, depresif sendromlar gibi hastalıklara karşı etkili bir hormondur. Aynı zamanda nöroendokrin sisteminin ve uyku düzeninin düzenlenmesini sağlar. Melatonin ve analoglarının, nemlendirici, kırışıklık önleyici, aktinik hasarı önleyici olarak kozmetiklerde de yaygın kullanımı mevcuttur. Özellikle tıp ve kozmetik endüstrisindeki kullanımları sebebiyle, melatoninin doğal kaynaklardan yüksek saflık ve seçicilikte, hızlı, düşük maliyetli bir yöntemle ekstraksiyonu, aynı zamanda tayini oldukça önemli hale gelmektedir. Melatonin için, radyoimmunolojik yöntem (RIA), enzim-aracılı immunosorbent yöntemi (ELISA), elektrokimyasal ve floresans dedektörlü yüksek performans sıvı kromotografisi (HPLC) ve gaz kromotografi-kütle spektrometri (GC-MS) gibi birçok kantitatif tayin yöntemi kullanılmaktadır. Bitkilerdeki melatoninin ekstraksiyonunda sıvı-sıvı ekstraksiyonu yaygın kullanılmaktadır; fakat sıvı-sıvı ekstraksiyonundaki verimin düşük olması nedeniyle katı faz ekstraksiyonu, yüksek örnek hacmi, kolay analit geri alımı, yüksek geri kazanım, hızlı örnek yüklemesi, az organik çözücü gereksinimi gibi özelliklere sahip olduğu için diğer ekstraksiyon yöntemlerinden daha avantajlıdır. Katı faz sorbenti olarak kullanılacak sorbentler, nicel tutunma, desorpsiyon, yüksek kapasite, yenilenebilirlik ve kolay elde edilebilirlik gibi özelliklere sahip olmalıdır. Moleküler baskılanmış polimerler bu özellikleri sebebiyle son yıllarda biyomedikal ve biyoteknoloji alanındaki uygulamalarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.  Bu amaçla bu tez kapsamında, öncelikle etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) ve N-metakriloil-L-triptofan metil ester (MATrp) monomerleri kullanılarak melatonin tayini ve ekstraksiyonuna yönelik yeni bir afinite sorbenti [poli (etilen glikol dimetakrilat-N-metakriloil-L-triptofan metil ester) (p(EGDMA-MATrp) mikroküreleri] geliştirildi. Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Diferansiyel Termal Analiz-Termo-Gravimetrik Analizi (DTA-TGA) ve şişme deneyleri ile karakterize edilen p(EGDMA-MATrp) mikroküreler kullanılarak adsorpsiyon parametreleri (sıcaklık, süre, pH, başlangıç derişimi vb.) optimize edildi. Geliştirilen sorbente adsorplanan melatoninin desorpsiyonu için uygun desorpsiyon ajani belirlenerek tekrar kullanılabilirliği tayin edildi. Geliştirilen sorbentin ıhlamurdaki melatoninin yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) ile tayini öncesinde ekstraksiyonu için uygulanabilirliği belirlendi.

Abstract:
Melatonin is an effective hormone against diseases such as the immune system, cancer, and depressive syndromes. It also helps regulate the neuroendocrine system and the sleeping pattern. Melatonin and its analogues are also widely used in cosmetics as moisturizing, anti-wrinkle, actinic damage inhibitor. At the same time, the extraction of melatonin from natural sources with high purity and selectivity by a fast, low-cost method becomes very important, especially due to its use in the medical and cosmetic industries. Several quantitative assay methods such as radioimmunological method (RIA), enzyme-mediated immunosorbent assay (ELISA), high performance liquid chromatography (HPLC) with electrochemical and fluorescence detector and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) are used for melatonin. Liquid-liquid extraction is extensively used in extractions of melatonin in plants. However, because of the low yield in liquid-liquid extraction, solid phase extraction is more advantageous than other extraction methods because it has properties such as high sample volume, easy analyte retrieval, high recovery, fast sample loading, low organic solvent requirement. The sorbent to be used as the solid phase sorbent should have properties such as quantitative adhesion, desorption, high capacity, renewability and easy availability. Due to these properties, molecularly imprinted polymers have been used in biomedical and biotechnology applications in recent years. 

    For this purpose, a novel affinity sorbent [poly (ethylene glycol dimethacrylate-N-methacryloyl-L-tryptophan methyl ester) (p (EGDMA-MATRP) microspheres] for the determination and extraction of melatonin was first developed using ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) and N-methacryloyl-L-tryptophan methyl ester (MATrp) monomers. The adsorption parameters (temperature, time, pH, initial concentration etc.) were determined using p (EGDMA-MATrp) microspheres characterized by Fourier Transfer Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Differential Thermal Analysis- Thermo-Gravimetric Analysis (DTA-TGA) were optimized. Re-usability was determined by determining the appropriate desorption agent for desorption of adsorbed melatonin in the developed sorbent. Applicability of the developed sorbentine lime melatonin for extraction before extraction by high performance liquid chromatography (HPLC) was determined.