Reaktif hidrojel formunda polidispers partiküller ile yeni iyon değiştirici sabit fazların sentezi
Synthesis of new ion-exchanger stationary phases with reactive, polydisperse hydrogel beads
Yazar: AYÇA İSKİFOĞLU
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Süspansiyon polimerleşmesi = Suspension polymerization

Özet:
Bu çalışmada, kloropropil gruplu hidrojel formunda polidispers poli(3-kloro-2-hidroksipropil metakrilat), poli(HPMA-Cl-co-EDM) partiküller, süspansiyon polimerizasyonu ile sentezlenmiştir. Poli(HPMA-Cl-co-EDM) ve manyetik formda poli(HPMA-Cl-co-EDM) partiküller tek basamaklı modifikasyon reaksiyonları ile güçlü anyon ve güçlü katyon değiştirici formlara dönüştürülmüştür. Bu deneyler ile sülfonik asit (HSO3), trietilamin (TEA) bağlı poli (HPMA-co-EDM) partiküller ve dietilamin (DEA), TEA ve polietilenimin (PEI) bağlı manyetik poli(HPMA-co-EDM) partiküller elde edilmiştir. Poli(HPMA-Cl-co-EDM) ve manyetik poli(HPMA-Cl-co-EDM) hidrojellerin karakterizasyonu; boy ve boy dağılımı analizi, taramalı elektron mikroskobu (SEM), yüzey alanı ise BET cihazı ile tayin edilmiştir. Fonksiyonel gruplu partiküllerin ligand içeriği potansiyometrik titrasyon yöntemiyle bulunmuştur.Sentezlenen güçlü iyon değiştirici partiküller ile bovin serum albümin (BSA) ve deoksiribonükleik asit (DNA) adsorpsiyonu kesikli sistemde çalışılmıştır. Kesikli sistemde adsorpsiyon deneylerinde adsorbat derişimi, pH, zaman ve adsorban derişimi etkileri incelenmiştir. HSO3 ve TEA bağlı poli(HPMA-co-EDM) partiküller ile BSA adsorpsiyonu için denge adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 44.88 ve 147.43 mg albümin/g partikül olarak bulunmuştur. DEA, TEA ve PEI bağlı manyetik poli(HPMA-co-EDM) partiküller ile DNA adsorpsiyonu için denge adsorpsiyon kapasiteleri ise sırasıyla 28.8, 17.51 ve 36.77 mg DNA/g partikül olarak bulunmuştur. BSA ve DNA desorpsiyon davranışları, protein ve nükleik asitlerin saflaştırılması için sentezlenen iyon değiştirici reçinelerin kullanılabilir olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In this study, polymeric hydrogels with chloropropyl group, polydisperse poly (3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate), poly(HPMA-Cl-co-EDM) were synthesized by suspension polymerization method. Poly(HPMA-Cl-co-EDM) and magnetic poly(HPMA-Cl-co-EDM) hydrogels were converted to strong anion and cation exchanger form by single-step modification reactions. Sulfonic acid (HSO3), triethylamine (TEA) attached poly (HPMA-co-EDM) particles, and diethylamine (DEA), TEA, and polyethyleneimine (PEI) attached magnetic poly (HPMA-co-EDM) particles were obtained with single-step modification reactions. Poly(HPMA-Cl-co-EDM) and magnetic poly(HPMA-Cl-co-EDM) hydrogels were characterized by particle size and size distribution analysis, scanning electron microscopy (SEM) and BET. Potentiometric titration was used to determination of ligand content of these particles with functional-groups.Strong ion exchanger particles were used in the adsorption of Bovine Serum Albumin (BSA) and deoxyribonucleic acid (DNA) in a batch fashion. Adsorption experiments were studied in the system of variation of adsorbate concentration, pH, time and adsorbent concentration. Optimum BSA adsorption capacities in batch system experiments were obtained for HSO3 and TEA attached poly(HPMA-co-EDM) particles as 44.88 and 147.43 mg /g particle respectively. Optimum DNA adsorption capacities in batch system experiments were obtained for DEA, TEA and PEI attached magnetic poly(HPMA-co-EDM) particles, 28.8, 17.51 and 36.77 mg DNA /g particle respectively. Desorption behaviours were shown that these ion exchanger resins can be used effectively for purification of proteins and nucleic acids.Keywords: HPMA-Cl, suspension polymerization, EGDMA, BSA and DNA adsorptions.Advisor: Prof. Dr. S. Ali TUNCEL, Hacettepe University, Chemical Engineering Section.