Elektroeğirme (Electrospinning) yöntemi ile hazırlanan polivinil alkol/kitosan nanofiberlerin sentezi, karakterizasyonu ve üreaz immobilizasyonu için kullanılabilirliğinin araştırılması /
Yazar: NUR KUTLU
Danışman: DOÇ. MUSTAFA TEKE
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Enzim immobilizasyonu, klinik ve endüstriyel bakımdan oldukça geniş çalışma alanına sahiptir. İmmobilize enzimlerin; tekrar tekrar kullanılması, enzimin matrikste tutularak ürünle birlikte kontamine olmasının engellenmesi, pH ve sıcaklık gibi etkilere karşı dayanıklı olması, aynı anda birden fazla reaksiyonun gerçekleşme fırsatı gibi avantajları vardır. İmmobilizasyon yöntemine ve uygulama tekniğine göre, enzimin sahip olduğu kararlılık değişebilmektedir.Sunulan bu tez çalışması üç kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısım, elektroeğirme (electrospinning) yöntemi ile PVA/kitosan nanofiber yapıların sentezi, sentez parametrelerinin optimizasyonu ve hazırlanan nanofiberlerin karakterizasyonu; ikinci kısım optimum koşullarda sentezlenen nanofiberlerin üreaz enzimi immobilizasyonunda kullanılması, immobilizasyon koşullarının optimizasyonu ve karakterizasyonu; üçüncü kısım ise, üreaz immobilize PVA/kitosan nanofiberlerin 
Birinci kısımda nanofiberlerin sentez optimizasyonu sırasında, % kitosan derişimi, % PVA derişimi, uygulanan voltaj, iğne-kollektör arası uzaklık ve polimer enjeksiyon hızı parametre olarak belirlendi. Nanofiberlerin karakterizasyonu için ise, SEM, TGA ve FTIR analizleri kullanıldı. İkinci kısımda en uygun nanofiber oluşumu gözlenen yapılara üreaz immobilizasyonu gerçekleştirildi. Üreaz immobilizasyonunun optimizasyonu için nanofiber miktarı, adsorpsiyon süresi, üreaz miktarı ve glutaraldehit miktarı temel parametreler olarak araştırıldı. Optimum sıcaklık, optimum pH, termal kararlılık, pH kararlılığı, kinetik parametreler ve tekrar kullanılabilirlik gibi immobilize enzimler için önemli parametreler de optimum koşullar altında hazırlanan üreaz immobilize nanofiberler için araştırıldı. Üçüncü kısımda ise, aktivite ve kararlılık açısından en uygun olan üreaz immobilize PVA/kitosan nanofiberlerin hazırlanan geri döngülü kolon sistemiyle yapay serum örneğinden üre giderim performansı incelendi. 
Üreaz immobilize sistemleri, serbest enzim ile aktive açısından kıyaslanırsa %85 civarında performans gösterdi. Serbest ve immobilize üreazın Km ve Vmax değerleri sırasıyla 0.177 mM, 0.369 U/mg protein ve 0.181 mM ve 0,306 U/mg protein olarak hesaplandı. Üreaz immobilize enzim sistemi pH kararlılığını 3-10 arasında koruyarak geliştirdi. Termal kararlılık özelliğini de 50oC ve  60oC'de sırasıyla %58.11 ve  %34.6 olarak geliştirdi.

Abstract:
Enzyme immobilization has a wide working area in clinical and industrial aspects. Immobilized enzymes have  many advantages such as repeated use of the enzyme, inhibition of the enzyme by matrix, inhibition of contaminating with the product, resistance to effects such as pH and temperature, and the possibility of achieving more than one reaction at the same time. Due to the immobilization method and application technique, the stability of the enzyme can be changed.
This thesis work which is presented consists of three parts. The first part is the synthesis of PVA/ chitosan nanofiber structures by electrospinning method, optimization of synthesis parameters and characterization of prepared nanofibres; the second part is optimization of the conditions of immobilization, the use of nanofibers synthesized under optimum conditions in urease enzyme immobilization, optimization of immobilization conditions and characterization; and the third part is the evaluation of urease immobilized PVA / chitosan nanofibers for application.
In the first part, % chitosan concentration, % PVA concentration, applied voltage, needle-collector distance and polymer injection rate were determined during the synthesis of the nanofibers. For the characterization of the nanofibers, SEM, TGA and FTIR were used. In the second part, urease immobilization was carried out in which the most suitable nanofiber formation was observed. For the optimization of urease immobilization, the amount of nanofibers, the adsorption time, the amount of urease and the amount of glutaraldehyde were investigated as basic parameters. The important parameters such as the optimum temperature, optimum pH, thermal stability, pH stability, kinetic parameters and reusability parameters were aslo investigated for the characterization of urease immobilized nanofibers prepared under optimum conditions. In the third part, the urea removal performance of the artificial serum sample was investigated with the recycled column system of urease immobilized PVA / chitosan nanofibers, which is suitable for activity and stability.
Urease immobilization systems performed about 85% when compared with free enzyme activity. The Km and Vmax values of free and immobilized urease were calculated as 0.177 mM, 0.369 U /mg protein and 0.181 mM, 0.306 U / mg protein, respectively. Urease immobilized enzyme system improved pH stability between 3-10. The thermal stability property also developed at 50°C and 60°C as 58.0% and  34.6%, respectively.
Keywords: Nanofiber, Enzyme , Urease, Immobilization