Sıcaklığa duyarlı manyetik polimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve uygulama alanlarının incelenmesi
The synthesis and characterization of thermosensitive magnetic polymers and investigation of their applications
Yazar: GAMZE ÇETİN
Danışman: PROF. DR. HASİNE KAŞGÖZ ; DOÇ. DR. SERKAN EMİK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Manyetik nanopartiküller, enerji, çevre, sağlık gibi çok geniş kullanım alanına sahiptir. Bu partiküllerin  uyarıya duyarlı polimerler ile birlikte kullanıldığı hibrit yapılar, birden fazla uyarıya cevap verme yeteneğine sahip olduğundan, özellikle biyoteknolojik uygulama alanlarında yüksek kullanım potansiyeline sahiptirler. Bu tez çalışmasında, biyomoleküllerin saflaştırılması ve ilaç taşıma sistemleri gibi biyomedikal alanlarda kullanılabilecek, sıcaklığa duyarlı manyetik polimerlerin sentezi gerçekleştirilmiştir. N-vinil kaprolaktam ve N,N-Dimetilaminoetil metakrilat monomerleri ile demir oksit nanopartikülleri kullanılarak çapraz bağlı Poli(N-vinil kaprolaktam) homopolimeri ve Poli(N-vinil kaprolaktam/Dimetilaminoetil metakrilat) kopolimerleri sentezlenmiştir. Ürün özellikleri üzerinde bazı polimerizasyon parametrelerinin, çapraz bağlayıcı miktarının, farklı monomer oranlarının ve farklı stabilizatörlerin etkileri incelenmiştir. Ürünlerin karakterizasyonunda FTIR, TGA, DLS ve SEM analizleri kullanılmıştır. Ürünlerin sıcaklık ve pH duyarlılık analizlerinde stereo mikroskop kullanılmıştır. Manyetik özelliklerin incelenmesi amacıyla VSM analizi yapılmıştır. Ürünlerin protein saflaştırılmasında kullanımının incelenmesi amacıyla sığır serum albumini ile adsorpsiyon/desorpsiyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. İlaç salım sistemlerindeki kullanımlarının incelenmesi amacıyla da model ilaç olarak metotreksat kullanılarak ilaç yükleme ve salım çalışmaları yapılmıştır. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde, tez kapsamında sentezlenen ürünlerin, sıcaklık, pH ve manyetik alan değişimlerine duyarlılık gösterdiği, protein saflaştırılmasında ve ilaç taşıma sistemlerinde kullanım potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Magnetic nanoparticles have a wide range of applications such as energy, environment and healty. Hybrid structures which magnetic particles are used in combination with stimulisensitive polymers, have the ability to respond to multiple stimuli, and thus they have potantial for many applications such as biotechnology. In this thesis, the synthesis of temperature sensitive magnetic polymers which can be used in biomedical fields such as purification of biomolecules and drug delivery systems were synthesized. Crosslinked Poly(N-vinyl caprolactam) homopolymers and Poly(N-vinyl caprolactam/Dimethylaminoethyl methacrylate) copolymers were synthesized using N-vinyl caprolactam and N, N-Dimethylaminoethyl methacrylate monomers and iron oxide nanoparticles. The effects of some polymerization parameters, crosslinker amount, different monomer ratios and different stabilizers on product properties, have been investigated. FTIR, TGA, DLS and SEM analysis were used in the characterization of the products. In temperature and pH sensitivity analysis of the products an stereo microscope was used. VSM analysis was performed to investigate the magnetic properties. Adsorption/desorption experiments with bovine serum albumin were carried out to examine the use of the products in protein purification. In addition, drug loading and release studies were performed using methotrexate as a model drug in order to investigate their use in drug release systems. When all results were evaluated, it was determined that the products synthesized within this thesis showed sensitivity to temperature, pH and magnetic field changes. Also, it has been concluded that the obtained products have potantial use as protein purification and drug delivery systems.