Ürik asit tayini için moleküler baskılanmış monolitik kolonların hazırlanması
Preparation of molecular imprinted monolithic columns for the uric acid detection
Yazar: BAHAR ERGÜN ERKAN
Danışman: PROF. DR. HANDAN YAVUZ ALAGÖZ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Ürik asit, insanlarda ve büyük maymunlarda pürin metabolizmasının son ürünü olan heterosiklik bir organik bileşiktir. İnsanlarda, UA endojen kaynaklı olarak pürin nükleotidlerin katabolizmasının bir son ürünü ve ekzojen (diyet purinleri) kaynaklıdır. Serum düzeyi 7.0 mg/dL seviyesini aştığında kristalize olur ve yumuşak doku, eklemler ve böbreklerde çökmeler olur. Kanda ve idrardaki anormal derişimlerdeki ürik asit, gut artrit, hiperürisemi, hipertansiyon, pneumonia ve böbrek hasarları gibi sağlık problemleriyle ilişkilendirilmektedir. 
Monolitler çok gözenekli sabit fazlardır. Monolitler, monomerik öncüllerden hazırlanır, çözücü karışımının polimerizasyonu ile birlikte birbiriyle bağlantılı gözeneklere sahip iskelet yapı oluşmaktadır. Monolitler iki farklı gözenek boyutu dağılımına sahiptir, mikrometre mertebesindeki makroporlar ve yüksek yüzey alanı sağlayan nanometre mertebesine mesoporlar. Son derece hızlı kütle transfer kinetiklerinden dolayı, monolitik yapılar düşük kütle transferi direncine sahiptir. 
Moleküler olarak basılmış polimerler, MIP'ler, en iyi şekilde doğal biyolojik antikor antijen sistemlerinin sentetik analogları olarak tarif edilir. Dolayısıyla, üretim sırasında ayarlandıkları molekülü seçici olarak bağlamak için bir "anahtar-kilit" mekanizmasıyla çalışırlar. MIP'ler biyolojik reseptörlerin spesifikliğini ve seçiciliğini, düşük maliyet ve çevresel şartlara dayanıklılığı açısından avantajlı olarak sunar.
Bu tez kapsamında,  moleküler baskılama teknolojisi kullanılarak ürik asit molekülü PHEMA monolitlerine baskılanmıştır. Moleküler baskılama işleminde kullanılan MAH fonksiyonel monomer ile Cu(II) metal iyonu etkileştirilerek metal-şelat monomeri hazırlanmış ve ürik asit ile etkileştirerek ön kompleks hazırlanmıştır. Hazıralanan ön kompleks ve ürik asit baskılanmış PHEMA monolitleri için karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. UA baskılanmış PHEMA monolitlerinin adsorpsiyon-desorpsiyon deneyleri ürik asidin sulu çözeltilerinden çalışılmıştır. MIP PHEMA monoliti, kolon akış hızı, başlangıç ürik asit derişimi, sıcaklık ve adsorpsiyon hızı gibi parametreler çalışılarak optimize edilmiştir. Ürik asit baskılanmış PHEMA monolitin seçiciliğini göstermek için yarışmalı adsorpsiyon deneyleri, sulu çözeltide sürekli sistemde gerçekleştirilmiştir. Ürik asit için seçicilik karşılaştırmaları kreatinin ve askorbik asit molekülleri ile yapılmıştır.

Abstract:
Uric acid is a heterocyclic organic compound that is the end product of purine metabolism in humans and great apes. In humans, UA is an end product of the catabolism of purine nucleotides of endogenous origin and exogenous (dietary purines). When the serum level exceeds 7.0 mg/dL, it crystallizes and precipitates in soft tissue, joints, and kidneys. Uric acid in abnormal concentrations in the blood and urine has been associated with health problems such as gout arthritis, hyperuricemia, hypertension, pneumonia and kidney damage.
Monoliths are very porous stationary phases. Monoliths are prepared from monomeric precursors, with polymerization of the solvent mixture, a skeletal structure with interconnected pores is formed. Monoliths have two different pore size distributions, macropores in the micrometer order and mesopores in the nanometer order, which provide high surface area. Due to their extremely fast mass transfer kinetics, monolithic structures have low mass transfer resistance.
Molecularly imprinted polymers, MIPs, are best described as synthetic analogs of natural biological antibody antigen systems. Hence, they work with a "lock and key" mechanism to selectively bind the molecule they are tuned to during manufacture. MIPs offer the specificity and selectivity of biological receptors advantageously in terms of low cost and environmental resistance.
In this thesis, uric acid molecule was imprinted on PHEMA monoliths using molecular imprinting technology. In molecular imprinting process, metal-chelate monomer was prepared by interacting MAH functional monomer with Cu(II) metal ion and then pre-complex was prepared by interacting with uric acid. Characterization studies were carried out for the prepared pre-complex and uric acid imprinted PHEMA monoliths. Adsorption-desorption experiments of UA imprinted PHEMA monoliths were studied from aqueous solutions of uric acid. The MIP PHEMA monolith was optimized by studying parameters such as column flow rate, increased uric acid concentration, temperature and adsorption rate. To demonstrate the selectivity of the uric acid imprinted PHEMA monolith, competitive adsorption experiments were carried out in aqueous solution in a continuous system. Selectivity comparisons for uric acid were made with creatinine and ascorbic acid molecules.