Modifiye edilmiş poli hidroksi etilmetakrilat temelli ferrojellerin hazırlanması, karakterizasyonu ve enzim immobilizasyonu uygulaması
Preparation, characterization and immobilization of modified poly hydroxyetyl metacrylate based ferrogels
Yazar: EMİR SELİM KAYA
Danışman: PROF. DR. GÜLAY BAYRAMOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fen Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Katalizör olarak kullanılan çoğu enzimlerin kararsız olmasından dolayı, endüstriyel uygulamaları da sınırlı olmaktadır. Enzimler immobilizasyon yolu ile işlemsel olarak avantajlı hale dönüştürülerek çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılabilir. Bu amaç doğrultusunda, polianilin (PANI) aşılanarak modifiye edilmiş poly(2-hidroksietil metakrilat-etileneglikol dimetakrilat), p(HEMA-EGDMA) ferrojeli, glikoz oksidaz (GOD) enziminin immobilizasyonu işleminde kullanılmak üzere hazırlandı ve karakterizasyon çalışmaları tamamlandı. p(HEMA-EGDMA) membranı, UV başlatıcılı fotopolimerizasyon aracılığıyla ve başlatıcı olarak α,α'-azoizobutironitril kullanılarak membran formunda sentezlendi. Manyetik p(HEMA-EGDMA) membranlarının hazırlanması polimerizasyonu takiben birbirini izleyen iki adımda gerçekleştirildi. Birinci basamakta, monomerlerin FeCl3 içeren çözeltisi içerisinde polimerizasyonu sağlanarak ferrik-p(HEMA-EGDMA) membranları hazırlandı. İkinci basamakta ise membran yapısında bulunan Fe(III) iyonlarının bazik ortamda Fe(II) iyonlarıyla ısıl ortak çökelim tepkimesi gerçekleştirilerek oluşan Fe3O4 nano kristallerininin polimer matrisi içerisinde enkapsüle edilmesi sağlanarak manyetik p(HEMA-EGDMA) membranları hazırlandı. p(HEMA-EGDMA) ferrojelleri epiklorohidrin ile aktive edildi ve daha sonra etilendiamin ile reaksiyona sokularak ferrojellerin yapısı amin grubu ile fonksiyonlandırıldı. Fonksiyonel amin grubu taşıyan p(HEMA-EGDMA) ferrojelleri, oksitleyici ajan olarak potasyum dikromat varlığında, polianilin (PANI)'in kimyasal polimerizasyonu ile modifiye edilerek p(HEMA-EGDMA)-g-PANI ferrojelleri elde edildi. Hazırlanan ferrojeller iletkenlik ölçümleri, FTIR, SEM ve TGA-DS ve Mössbauer teknikleri ile karakterize edildi. Bunlara ek olarak, hidroksietilmetakrilat temelli ferrojellerin temas açısı farklı test sıvıları kullanılarak belirlendi.

Abstract:
Many enzymes that are used as catalyst have limited use in industry due to their non stability characteristic. By use of immobilization of enzymes we can use them in different industrial processes. For this purpose Poly(2-hydroxyethyl methacrylate-ethyleneglycol dimethacrylate), p(HEMA-EGDMA) ferrogel was prepared in order to immobilization of glucose oxidase (GOD) and the characterization process have been compeleted. p(HEMA-EGDMA) have prepared in the membrane form via UV initiated photo-polymerisation in the presence of an initiator α,α'-azoisobutyronitrile. Following polymerization, magnetic p(HEMA-EGDMA) membranes were prepared in two sequential steps: in the first step, monomers polymerized in the presence of FeCl3 solution and the ferric-p(HEMA-EGDMA) membranes were prepared. In the second step, thermal co-precipitation of the Fe(III) ions in the structure of membrane with Fe(II) ions under basic condition resulted in encapsulation of Fe3O4 nano-crystals within the polymer matrix and themagnetic p(HEMA-EGDMA) prepared. p(HEMA-EGDMA) ferrogels activated by epichlorohydrin and then incubate by ethylenediamine so surface of the ferrogels functioning by amine group. p(HEMA-EGDMA) ferrogels that carries functionning amine group, were modified with chemical polymerization of conductive polyaniline (PANI) in the presense of potassium dichromate as oxidising agent and p(HEMA-EGDMA)-g-PANI ferrogels obtained. All ferrogels were characterized by measurements of conductivity, FTIR, SEM and TGA-DSC and Mössbauer techniques. In addition, contact angle of the p(HEMA) based membranes were determined by different test liquids.