Boya takılı manyetik poli(hidroksietil-metakrilat) nanoküreler ile kandan albümin azaltılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2011
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ÖZNUR SAKA
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): ADİL DENİZLİ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sunulan bu çalışmanın amacı; insan serum albüminini (HSA) plazmadan etkin bir şekilde ayırabilmek için nanobiyoteknolojik bir yaklaşım geliştirilmesidir. Bu kapsamda Afinite Kromatografisi yöntemleri arasında, son yıllarda yoğun bir uygulama alanı bulan, Boya-Ligand Afinite Kromatografisi kullanılmıştır. Çünkü boya-ligandları oldukça yüksek derecede bir seçicilikle proteinleri bağlama kapasitesine sahiptirler. Aynı zamanda ticari olarak kolay temin edinebilme, ucuzluk ve özellikle hidroksil grubu taşıyan matrikslere kolay immobilize edilebilme gibi çok önemli avantajları vardır. Kısaca albümin diye de bilinen serum albümini, insan ve diğer memeli hayvanların kan plazmasında bulunan en yaygın proteindir. Özelikle taşımadan sorumludur ve kanda bulunan toplam proteinin yaklaşık % 80'ini oluşturduğundan teşhis ve tedavide de büyük rol oynamaktadır. Manyetit (Fe3O4) ya da onun oksitlenmiş hali olan maghemit (?-Fe2O3) gibi demir oksit partikülleri son zamanlarda biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Manyetik partiküllerin vazgeçilmez özelliği manyetik kuvvete karşı gösterdikleri tepkidir. Biyomedikal uygulamalarda oda sıcaklığında süperparamanyetik davranış gösteren manyetik partiküller tercih edilir. Çünkü manyetik alan ortamdan uzaklaştırıldığında manyetizma alanını muhafaza etmezler. Buna ilaveten manyetitlerin sahip oldukları yüksek manyetik doygunluk, biyouyumluluk ve yüzeylerdeki etkileşimli fonksiyon gösterebilme gibi özellikleri manyetik nanoküreler kullanılmasının önemli avantajlarındandır. Çalışmanın birinci bölümünde mikroemülsiyon polimerizasyonu uygulanmıştır. Manyetit varlığında 2-hidroksietil metakrilat (HEMA) monomerinin polimerizasyonu ile ortalama 98.9 nm boyutunda polidispersite indeksi (PDI) 0.156 olan manyetik poli(hidroksietil- metakrilat) (m-PHEMA) nanoküreler elde edilmiştir. m-PHEMA nanoküreleri; HEMA fonksiyonel monomerinin Etilen Glikol Dimetakrilat (EGDMA) çapraz bağlayıcısıyla Sodyum Dodesil Sülfat (SDS) ve Poli(vinil alkol) (PVA) karışımından oluşan sulu dağıtma ortamında başlatıcı olarak Amonyum Per Sülfat (APS) kullanılmasıyla sentezlenmiştir. Nanoküre ?yüzey alanı/kütle? oranı oldukça yüksek olduğundan dolayı sentezlenen polimerin spesifik yüzey alanı da 1302 m2/g olarak bulunmuştur. Daha sonra sentezlenen m-PHEMA nanokürelere bir mono triazin boya olan Cibacron Blue F3GA (CBF3GA) boya afinite ligandı olarak bağlanmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde sentezlenen CBF3GA bağlı m-PHEMA (CBF3GA/m-PHEMA) nanokürelerin boyut, boyut dağılımı (PDI); Zeta Sizer ile, yüzey yükü özellikleri; Zeta Potansiyeli ile, morfolojik özellikleri; AFM ve SEM ile, kimyasal yapısı; elemental analiz, FTIR, DSC, TGA, DTG, DTA ile ve manyetik özellikleri ise; ESR ve VSM ile karakterize edilmiştir. Elde edilen karakterizasyon sonuçları formülasyonun başarıyla kullanılabileceğini desteklemiştir. Çalışmanın üçüncü ve dördüncü bölümlerinde ise sentezlenen nanokürelerin sulu çözelti ortamından ve plazmadan seçimli olarak albümin adsorplama performansları incelenmiştir. CBF3GA/m-PHEMA nanokürelerle sulu ortamdan HSA adsorpsiyonu davranışlarına; pH, protein derişimi, etkileşim süresi, tuz derişimi ve sıcaklık parametrelerinin etkileri incelenmiştir. Nanokürelerin albümin adsorpsiyonunda optimum koşullar; adsorpsiyon ortam pH'ı 5.0, başlangıç protein derişimi 4.0 mg/ml HSA, etkileşim süresi 300 dakika, başlangıç tuz derişimi 0.01 M ve adsorpsiyon sıcaklığı ise 25°C olarak tespit edilmiştir. CBF3GA/m-PHEMA nanokürelerin optimum albümin adsorpsiyon kapasitesi 598 mg HSA/g polimer olarak bulunmuştur. Çalışmanın dördüncü aşaması kapsamında CBF3GA/m-PHEMA nanoküreler in-vitro koşullarda kan plazması ile de etkileştirilmiştir. Yapılan bu deneyler sonucunda; geliştirilen bu manyetik afinite nanokürelerin insan serum albümininin plazmadan tek adımda % 42.35 verimle ayrılmasını sağladığı belirlenmiştir. Gerçekleştirilen desorpsiyon deneyleri sonucunda da yüksek performans sağlanmış ve polimerin tekrar kullanılabilirliliğini destekleyici sonuçlar elde edilmiştir.