Silan modifiye halloysit/poli(maleik anhidrit-ard-stiren) kopolimer-ilaç konjugatların tasarımı, sentezi ve karakterizasyonu
Design, synthesis and characterization of silane modified halloysite/poly(maleic anhydride-alt-styrene) copolymer-drug conjugates
Yazar: NURİ ALA
Danışman: PROF. DR. HATİCE KAPLAN CAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Halloysit = Halloysite ; Karbon nanotüp = Carbon nanotube ; Kopolimerler = Copolymers ; Maleik anhidrit = Maleic anhydride ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Stiren = Styrene

Özet:
Polimer nanokompozitler hazırlanırken klasik nano katkılı malzemelerin yerine en az bir nano boyutta inorganik katkılı malzemeler kullanılmaktadır. Polimer-kil nanokompozitlerin tüm bu ihtiyaçları karşılayabilecek ve eksiklikleri giderebilecek ideal malzemeler olduğu düşünülmektedir. Polimer ve kil arasında düzgün bir etkileşim olabilmesi için inorganik dolgunun ve organik polimer matrisinin uyum içerisinde olması gerekmektedir. Bu çalışmada; farklı oranlarda poli(maleik anhidrit-ard-stiren) [Poli(MA-ard-St)] kopolimeri ve polimer/kil nanokompozitlerin tasarımı, sentezi ve karakterizasyonu yapılmıştır. Poli(maleik anhidrit-ard-stiren)/halloysit nanotüp kopolimerinin sentezi MA ve St monomerleri ile birlikte organik yüzey modifikasyonu yapılmış halloysit nanotüpler kullanılarak yük transferi (CTC) üzerinden kompleks radikal kopolimerizasyonu ile sentezlenmiştir. Elektron alıcı (A) ve verici (D) monomer sistemlerinin yük transfer kompleksi (CTC) üzerinden radikal kopolimerizasyonu ile kopolimer poli(MA-ard-St) sentezlenmiştir. Yüzeyi organik fonksiyonelleştirilmiş halloysit elde etmek için saf halloysit nanotüplerin yüzeyleri 3-Aminopropiltrietoksisilan (APTS) ile modifiye yapılmıştır. Yüzey modifikasyonu yapılmış halloysit nanotüpler ile aynı kopolimerizasyon koşullarında; maleik anhidrit(MA) ve stiren (St) monomerlerini yük transferi kompleksi (CTC) üzerinden in situ çözelti kompleks radikal kopolimerizasyon ile modifiye halloysit polimer nanotüplerin sentezlenmiştir. Ayrıca, yapı-özellik ve diğer bütün yönleriyle aydınlatılan nanokompozit malzemeler, bir kanser terapi ajanı olan 5-flurourasil (5-FU) ile kimyasal olarak konjugasyonu gerçekleştirilmiştir. Kimyasal konjugasyon işlemi için 50:50 oranlarda olan nanokompozit malzemeler kullanılmış (TEA) reaksiyon katalizörleri ile nanokompozit:ilaç (1:1 molar oranlarda) konjugasyon çözelti ortamında yapılmıştır.
Halloysit, modifiye halloysit, poli(MA-ard-St) kopolimeri ve nanokompozit sistemlerinin yapısal özellikleri belirlenirken Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared  (ATR-FTIR); X-Işını Kırınımı (XRD), X-Işını Fotoelektron (XPS), Nükleer Manyetik Rezonans (F-NMR) spektroskopisi yöntemleri kullanılmıştır. Termal kararlılık analizleri için Termal gravimetrik analiz (TGA), dinamik mekanik özellikleri için Dinamik mekanik Analiz (DMA), yüzey morfolojisi için Geçirimli Elektron Mikroskobu(TEM) yöntemleri kullanılarak malzeme özellikleri aydınlatılmaya çalışılmıştır. Günümüzde kemoterapide kanser tedavisinde kullanılan bir urasil analoğu olan 5 FU (5-florourasil) halloysit nanokompozitlerine eklenerek, potansiyel antikanser malzeme olarak tasarlanan kopolimer ve halloysit nanokompozitleri ilememe kanseri hücre canlılığı testleri ve antikanser özelliği test edilmiştir.

Abstract:
In this study, the design, synthesis and characterization of poly(maleic anhydride-alt-styrene) (Poly(MA-alt-St) copolymer and polymer/clay nanocomposites in different ratios were made. Poly(maleic anhydride-alt-styrene)/halloysite nanotube copolymer was synthesized by complex radical copolymerization via charge transfer (CTC) using surface modified halloysite nanotubes together with MA and St monomers. Poly(MA-alt-St) was synthesized by radical copolymerization of electron acceptor (A) and donor (D) monomer systems via charge transfer complex (CTC). To obtain organic functionalized halloysite, the surfaces of pristine halloysite (HNT) nanotubes were modified with 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTS). Under the same copolymerization conditions using surface modified halloysite nanotubes; modified halloysite polymer nanocomposites were synthesized by in situ solution complex radical copolymerization of maleic anhydride (MA) and styrene (St) monomers via charge transfer complex (CTC). Additionally, nanocomposite materials, which were verified in terms of structure/property, were chemically conjugated with 5-fluorouracil (5-FU), a cancer therapy agent. Nanocomposite materials in 50:50 ratios and reaction catalysts (TEA) were used for the chemical conjugation process and the nanocomposite: drug (1:1 molar ratios) conjugation was carried out in solution environment.
For investigate the structural-property relation of halloysite, modified halloysite, Poly(MA-alt-St), APTS-HNT/Poly(MA-alt-St) systems and APTS-HNT/Poly(MA-alt-St)/5-FU conjugated copolymer system; ATR-FTIR, XRD, XPS, F-NMR spectroscopic methods, dynamic mechanical analysis (DMA), and thermal analysis (TGA) Transmission Electron Microscopy (TEM) methods for surface morphology were used. 
Copolymer and halloysite nanocomposites designed as potential anticancer materials were add 5 FU (5-fluorouracil) which a uracil analogue used in cancer treatment in chemotherapy today and breast cancer cell viability tests and anticancer properties were tested.