Kitosanın radyasyonla bozunmasına deasetilizasyon derecesinin etkisi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: PINAR TAŞKIN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): MURAT ŞEN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Selülozdan sonra dünyada en yaygın olarak bulunan ikinci biyopolimer olan kitinin alkali ortamda kısmen ya da tamamen deasetilize edilmesi ile elde edilen kitosan, polikatyonik özellik taşıyan bir oligosakkarittir [1]. Kitosan sahip olduğu biyouyumluluk, antimikrobiyal etkinlik, toksik olmama, biyobozunurluk ve daha birçok özellik sayesinde, günümüzde tıptan gıdaya, ziraattan kozmetiğe, eczacılıktan atık su arıtımına ve tekstil sektörüne kadar sayısız alanda kullanılan bir doğal polimerdir. Kitosan doğal polimerinin gama ışınları ve elektron demetleri gibi iyonlaştırıcı radyasyon ile ışınladığında zincir kesilmesine uğrayan bir polimer olduğu ve zincir kesilme veriminin başlangıç molekül ağırlığına ve sulu çözeltisinde veya katı halde ışınlanmasına bağlı olarak önemli oranda değiştiği bulunmuştur [2]. Ancak bugüne kadar kitosanın radyasyon kararlılığının deasetilizasyon derecesine bağlı olarak nasıl değiştiği konusunda yapılmış herhangi bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmış kitosanın bozunmasına deasetilizasyon derecesinin etkisinin incelenmesidir. Bu kapsamda, çalışmanın birinci aşaması olarak, aynı başlangıç molekül ağırlığına ancak farklı deasetilizasyon derecesine (DD) sahip kitosan örneklerinin iyonlaştırıcı radyasyon kullanılarak ışınlama çalışmaları yapılmıştır. Bu amaçla, farklı DD'ye sahip kitosan örnekleri Kobalt-60 gama kaynağı kullanılarak 26Gy/saat doz hızında sırasıyla 5, 10, 25, 35 kGy dozlarda ışınlanmıştır. Çalışmanın bundan sonraki aşamasında, karakterizasyon çalışmaları başlatılmıştır. Bu kapsamda, ışınlanmamış ve farklı dozlarda ışınlanmış kitosan örneklerinin DD değerleri, 1H-NMR, FTIR, Potansiyometrik Titrasyon ve UV-görünür bölge spektroskopisi yöntemleri kullanılarak hesaplanmıştır. Işınlama çalışmaları sonucunda meydana gelen molekül ağırlığındaki değişimler Büyüklükçe Ayırma Kromatografisi (BAK) yöntemiyle tayin edilmiştir. Işınlama dozu arttıkça kitosan örneklerinin BAK kromatogramlarında yüksek alıkonma sürelerine doğru bir kayma görülmüş, radyasyona ve deasetilizasyon derecelerine bağlı olarak farklı oranlarda molekül ağırlığı değerlerinde azalma görülmüştür. BAK ile elde edilen sayıca molekül ağırlığı değerleri kullanılarak kitosan örneklerinin zincir kesilme verimleri ve bozunma hız sabitleri hesaplanmıştır. Hesaplanan zincir kesilme verimi (G(S)) değerleri 75, 80, 90, 95/1000 'lik Kitosan örnekleri için sırasıyla 1,36 0,08, 1,37 0,07, 1,62 0,04, 2,07 0,09 µmol/J 'dür. Bu sonuçlarla, deasetilizasyon derecesinin kitosanın zincir kesilme verimi üzerine etkisine bakıldığında, Kitosan 95/1000> Kitosan90/1000> Kitosan80/1000>Kitosan75/1000 ya da 78<80<89<97 DD sıralamalarını yapmak mümkündür. Hesaplanan hız sabitleri(k) değerlerine bakıldığında G(S) değerinin değişiminde olduğu gibi DD'ye bağlı olarak değişim gösterdiği ve DD değerinin artmasıyla bozunma hız sabitinin arttığı görülmüştür. Son olarak iyonlaştırıcı radyasyonla bozunmaya uğramış kitosan örneklerinin reolojik karakterizasyonu yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda, molekül ağırlıkları yaklaşık aynı mertebede olan ışınlanmamış kitosan örnekleri için deasetilizasyon derecesinin değişmesinin kitosanın viskozitesi üzerinde önemli bir değişime sebep olmadığı sonucuna varılmıştır. Ayrıca, ışınlama dozunun artmasıyla zincir kesilmelerine bağlı molekül ağırlığı azalmalarından dolayı viskozitenin önemli ölçüde azaldığı ve akış davranışının Newtonsal olmayan akıştan Newtonsal akışa geçtiği görülmüştür. Anahtar kelimeler: Kitosan, deasetilizasyon, radyasyon, gama ışınları