Protein ayırma teknolojisi için HPLC kolon dolgu materyali tasarımı
HPLC column packing material design for protein separation technology
Yazar: EBRU SAĞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. BERNA SARAÇOĞLU KAYA
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Bölümü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Kromatografi-yüksek basınçlı-sıvı = Chromatography-high pressure-liquid

Özet:
Tez kapsamında, Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (High Performance Liquid Chromatography, HPLC) için monodispers ve gözenekli partikül formunda poli(vinil asetat-co-divinilbenzen) [poli(VAc-co-DVB)] ve poli(divinilbenzen) (PDVB) kolon dolgu materyalleri "Çok Basamaklı Mikrosüspansiyon Polimerizasyonu" yöntemi ile yaklaşık 9.5 mm boyutunda sentezlenmiş ve kolon performansları Ters Faz Sıvı Kromatografisi (Reverse Phase Chromatography, RPC) modunda test edilmiştir. Partiküller bazik ortamda hidrolizlenerek, partikül yüzeyi "hidroksi" formuna dönüştürülmüş ve kromatografik kullanım için uygun yüzey ve gözenek yapısına sahip poli(vinilalkol-co-divinilbenzen) [poli(VA-co-DVB)] partiküller elde edilmiştir. Partiküllerin karakterizasyonu Taramalı Elektron Mikroskobu (Scanning Electron Microscopy, SEM), yüzey alanı ve gözeneklilik ölçüm sistemi (Brunauer–Emmett–Teller, BET) ve Fourier Transfer Infrared Spektrofotometre (Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR) ile yapılmıştır.
Sentez sonrası elde edilen partiküllerle doldurulan kolonların kromatografik
performansları incelediğinde, poli(VAc-co-DVB) (2500 tabaka/m) kolon için literatürdeki değerlerden daha yüksek ve kararlı teorik tabaka sayısı değerleri elde edilirken pik çözünürlük değerlerinin de kabul edilen değerlerin üstünde olduğu görülmüştür. Poli(VAc-co-DVB) (%93-99) ulaşılan protein geri kazanım değerleri ise bütün proteinler için kantitatife yakın değerler olarak belirlenmiştir. Üretilen kolonlar için analitlerin, analizden analize ve günden güne tekrarlanabilirlik testleri yapılmış, hem "analizden analize " hem de "günden güne" BSS değerleri % 2.8'in altında bulunmuştur. Bu sonuçlar sentezlenen kolon dolgu materyallerinin başarılı bir
ii
şekilde RPC'de kullanılabileceğini göstermiştir. Poli(VAc-co-DVB) kolonda, monomerin (VAc) varlığının, geri-basınç değeri, kromatografik ayırma yeteneği (pik çözünürlüğü ve tabaka sayısı) ve kolondan analit geri-kazanımı ve kısa alıkonma süresi (17 dakika) açısından etkili olduğu görülmüştür.
Tez kapsamında sentezlenen Poli(VAc-co-DVB) kolonu, gradyent koşullarda
protein ayrımı için ticari olarak kullanılan kolonlara benzer bir kromatografik performans sergilemektedir. Bununla birlikte yüksek mekanik ve kimyasal kararlılık, protein geri kazanımı, teorik tabaka sayısı ile düşük geri basınç ve tekrarlanabilirlik değerlerine sahip olması açısından ticari kolonlara üstünlük sağlamaktadır.

Abstract:
In this thesis, the column materials in the form of monodisperse and porous particles were synthesized with regard to test their column performances in Reverse Phase Chromatography (RPC) mode. Particles in the form of poly(vinyl acetate-co-divinylbenzene) [poly(VAc-co-DVB)] and poly(divinylbenzene) [poly(DVB)] used for starting materials in the synthesis, were produced by "multi-stage microsuspension polymerization". The surface of particles were converted to "hydroxyl" form by base hydrolysis that were then used as poly(vinylalcohol-co-divinylbenzene) [poly(VA-co-DVB)] particles, having appropriate structural properties like surface and porosity for chromatographic applications. Particle characterization was assessed by Scanning Electron Microscopy (SEM), BET surface area and porosity measurement system and FTIR spectroscopy.
The investigation of column performances concluded that columns, poli(VAc
-co-DVB) (2500 plate/m) ve PDVB (1500 plate/m), showed high and stable theoretical plate number and high peak resolution values compared to literature knowledge. Protein recovery data in RPC column, poli(VAc-co-DVB) (93-99%), were determined as similar as quantitative values for all proteins. Reproducibility tests of analytes of poli(VAc-co-DVB) column was assessed "during analysis and day by day". BSS values were determined under 2.8%.
The RPC column synthesized in this thesis exhibited similar chromatographic
performance for protein separations in gradient conditions compared to the commercial columns. Moreover, the column exhibited superior properties like high chemical and mechanical stability, high protein recovery and theoretical plate number, low reverse pressure and reproducibility.