Oligomerik siloksan bazlı affinite monolitlerin sentezi, sıvı kromatografisi ve borat affinite kromatografisinde kullanımı
Synthesis of oligomeric siloxane based affinity monoliths and their usage in li̇qui̇d chromatography and boronate affinity chromatography
Yazar: GJULTEN NEDJIP
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Tez kapsamında affinite kromatografisi modunda kullanım amaçlı, yeni hibrid monolitik yapılar sentezlenmiştir. Monolitik yapılarda kütle transfer direncine neden olan bölgelerin oluşumunu engellemek amacıyla çapraz bağ yoğunluğunun arttırılması hedeflenmiştir. 10 metakrilat birimi içeren polihedral oligomerik silseskuioksan-metakrilat (POSS-MA) ana monomer ve çapraz bağlayıcı olarak kullanılmıştır. Nano-sıvı kromatografisi sisteminde kullanım amacıyla merkaptofenilborik asit (MPBA) bağlı-poli(POSS-MA) monolitik hibrid kolon tiyol-en kimyasıyla tek basamaklı fotopolimerizasyon yöntemi ile sentezlenmiştir. Ayrıca borat affinite kromatografisinde kullanım amacıyla vinilfenilborik asit (VPBA) bağlı-poli(POSS-MA) monolitik hibrid yapı termal başlatıcı varlığında serbest radikal polimerizasyonu ile sentezlenmiştir. Monolitik hibrit kolonların morfolojisinin, yüzey alanının ve fonksiyonel grup içeriğinin belirlenmesi için sırasıyla taramalı elektron mikroskobu, azot adsorpsiyonu-desorpsiyonu ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi yöntemleri kullanılmıştır.
MPBA bağlı-poli(POSS-MA) monolitik kolonun (iç çap: 100 μm, Uzunluk: 300 mm)  kromatografik performansı nano-sıvı kromatografisi sisteminde alkilbenzen, anilin ve polisiklik aromatik hidrokarbonların ayrımı ile test edilmiş ve amaçlanan alıkonma süresinden bağımsız kolon performansı elde edilmiştir. Mikroakış tabanlı affinite kromatografisi sisteminde VPBA bağlı-poli(POSS-MA) monolitik kolon kullanılarak diol grubu içeren bileşiklerin yükleme konsantrasyonunun ve akış hızının izolasyon verimi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Burada borat affinite kromatografisi, silika kapiler kolon (iç çap: 300 μm, uzunluk: 140 mm) içerisinde mikroakışkan sistemde gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, diol içeren biyomolekülün (-NAD ve ovalbumin) tatmin edici verim ve iyi bir tekrarlanabilirlik ile izole edilebileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, new hybrid monolithic structures were synthesized for use in affinity chromatography mode. This study was conducted to solve the previously encountered problems in the literature in which the increasing of cross-link density cause to prevent of the formation of mass transfer resistance regions. POSS-MA, with 10 methacrylate units, was utilized to overcome this problem as a cross-linker for synthesis of hybrid monolithic systems. For nano-liquid chromatography systems, MPBA-poly (POSS-MA) monolithic hybrid column was synthesized in one-step photopolymerization using thiol-ene chemistry method. Additionally, for borate affinity chromatography applications, VPBA-poly (POSS-MA) monolithic hybrid structure was synthesized in one-step method using free-radical polymerization in the presence of a thermal initiator. The surface morphology, specific surface areas (SSAs), and content of functional groups in the hybrid monolithic columns were determined using Scanning Electronic Microscope (SEM), nitrogen adsorption-desorption method and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), respectively.
The chromatographic performance of the MPBA-poly (POSS-MA) monolithic column (inner diameter: 100 μm, Length: 300 mm) was tested in the presence of alkylbenzenes, anilines and polycyclic aromatic hydrocarbons. It was found that the performance of column was independent from intended retention time. The VPBA-poly(POSS-MA) monolithic column was utilized in a microfluidic system using a silica capillary column (internal diameter: 300 μm, Length: 140 mm) for the isolation of diol containing biomolecules as well as the effect of loading concentration and flow rate on isolation yield was analysed. In this technique, the diol containing biomolecules (ß-NAD and ovalbumin) were isolated with satisfactory efficiency and good reproducibility as well.