Eş boyutlu nanokürelerin hazırlanması ve lizozim adsorpsiyonunda kullanuılması

Abstract

In this study, poly(2-hydroxyethyl methacrylate) P(HEMA) nanoparticles carrying methacryloylamidophenylalanine (MAT) ligand, as a comonomer, providing hydrophobic functionality to the adsorbent were prepared. MAT was synthesized by reacting methacryloyl chloride with phenylalanine. We selected P(HEMA) as the basic solid matrix. Nanospheres with an average size of 155.64 nm were obtained by emulsion polymerization of P(HEMA) and MAT. The nanoparticles had a specific surface area of 1051.3 m2/g, and were characterized by elemental analysis and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Nanospheres which synthesized and characterized were used for the lysozyme immobilization. Adsorption experiments were investigated under different medium conditions (i.e., medium pH, initial concentration, temperature) in a batch system. Lysozyme adsorption capacity of P(HEMA) and P(HEMA-MAT) beads were 1.2 mg/g and 770.0 mg/g respectively. In addition to these, studies of optimization of the immobilization conditions were obtained. Kinetic parameters (Vmax, Km) of the immobilized enzyme were determined and compared to the kinetic parameters that of free enzyme. It was observed that after 5 adsorption-desorption cycle, P(HEMA-MAT) nanoparticles can be used without significant loss in lysozyme adsorption capacity.

Bu çalışmada, destek materyali olarak poli(2-hidroksiletil metakrilat-metakriloil amidotriptofan[P(HEMA-MAT)] nanopartikülleri kullanıldı. MAT komonomeri, ligand olarak yapısına girdiği P(HEMA) nanopartiküllerine hidrofobik özellik kazandırdı ve metakroil klorür ile triptofan uygun koşullarda tepkimeye girmeleri sonucu elde edildi. P(HEMA) ise temel taşıyıcı katı destek olarak seçildi. 155.64 nm boyutundaki P(HEMA-MAT) nanopartikülleri; HEMA ve MAT monomerlerinin emülsiyon polimerizasyonu ile üretildi. Nanopartiküllerin 1051.3 m2/g spesifik yüzey alanına sahip olduğu bulundu ve elementel analiz ve Fourier Transform Infrared Spektroskopisi (FTIR), yöntemleri ile karakterize edildi. Sentezlenip karakterize edilen bu nanopartiküller lizozim immobilizasyonu için kullanıldı. Adsorpsiyon deneyleri, farklı ortam koşullarında (pH, başlangıç derişimi, sıcaklık gibi) kesikli deney sisteminde incelendi. Nano-P(HEMA) ve P(HEMA-MAT) nanoyapılarının lizozim adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 1.2 mg/g ve 770 mg/g bulundu. Bunlara ek olarak immobilizasyon şartlarının optimizasyonu çalışmaları da (optimum pH, sıcaklık, ısıl kararlılık, depo kararlılığı gibi) gerçekleştirildi. İmmobilize enzimin kinetik parametreleri (Vmax, Km) tespit edilerek, serbest enziminkiyle karşılaştırıldı. Adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsü 5 kez tekrarlandı ve adsorpsiyon kapasitesinde önemli bir değişim gözlenmeden lizozim adsorpsiyonunda kullanılabilir olduğu bulundu.