Mikroakışkan sistemde sol-jel yöntemi kullanılarak immobilize edilmiş enzim ile model bir saponinin aglikonuna biyokatalizi
Conversion of a model saponin to agylcone with sol-gel immobilised enzyme in microfluidic system
- Tez No: 387230
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Sol-jel, TEOS, EGMS, BET, BJH, Mikroreaktör, Ginseng RB1, Sol-gel, Microreactor, TEOS, EGMS, BET, BJH, Ginseng RB1
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması kapsamında beta-glukozidaz enziminin sol-jel tekniği ile tetraetilortosilikat (TEOS) ve tetrakis (2-hidroksietoksi) silan (EGMS) öncüllerinden sentezlenen silika monolitler içerisine immobilizasyonunu gerçekleştirerek, bu immobilizasyon tekniğinin mikroakışkan sistemlere uygulanması yolu ile mikroreakör içerisinde model saponin olarak seçilen Ginseng RB1 saponinin aglikonuna dönüştürülmesi amaçlanmıştır. Serbest enzim ve immobilize enzim ile ilgili kinetik çalışmalar pnpg substratı ile gerçekleştirilmiştir. Silika monolitlerin karakterizasyonu amacıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizi, Brunauer–Emmett–Teller (BET) yüzey alanı ve Barrette–Joyner–Halenda (BJH) por çapı ve hacmi, ve Fourier Dönüşümlü Infrared Spektrofotometre (FTIR) analizleri yapılmıştır. İmmobilizasyon sonucunda TEOS türevli monolitlerde ve EGMS türevli monolitlerde sırası ile % 68 ve % 60 oranlarında nispi aktivite elde edilmiştir. Serbest enzim Vmax ve Km değeri 0.018 mmol mg-1dk-1 ve 30 mM, TEOS türevli monolite immobilize edilmiş enzim için 0.009 mmol mg-1dk-1 ve 79 mM olarak bulunmuştur. Uygulanan immobilizasyon yönteminin kinetik çalışmalar ve karakterizasyon çalışmaları ile beta glukozidaz enzimi için uygun olduğu belirlenmiş ve aynı şekilde ölçek küçültülerek mikroreaktöre içerisine immobilizasyon gerçekleştirilmiştir. Pnpg substratının dönüşümü TEOS-PEO ve EGMS-PEO türevli mikroreaktörler için sırası ile % 25 ve % 19 olarak belirlenmiştir. Mikroreaktörde ginseng RB1 saponininin dönüşümü, 5 saatte % 37.88 oranında sağlanırken, serbest enzim ile gerçekleştirilen reaksiyonda dönüşüm olmamıştır. Aynı zamanda mikrosistemde, serbest enzim ile elde edilen molekül formlarından daha farklı moleküller elde edilmesi, mikrosistem içerisinde saponin moleküllerinin aglikon formuna dönüşümünün optimizasyon çalışmaları ile sağlanabileceğini göstermektedir. Bu tez çalışması, enzimatik mikroreaktörlerde ginseng saponinleri gibi karmaşık moleküler yapıya sahip olan bir molekülün hidrolizinin gerçekleştirildiği ilk çalışmadır.
Özet (Çeviri)
In thesis, synthesis a sol-gel silica based biomaterial with tetraethoksimetil (TEOS) and ethylene glycol modified silane (EGMS) precursors for preparation of β-glucosidase immobilized monolith microreactor system as a miniaturized platform for biocatalytic reactions. Following to enzyme kinetics evaulation with 4-Nitrophenyl β-D-glucopyranoside (pnpg) as a subsrate, biocatalysis of ginseng RB1 saponin as a model saponin into its aglycone form. Characterization of silica monoliths was achieved with Scanning Electron Microscpe (SEM), Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area ve Barrette–Joyner–Halenda (BJH) pore size and volume and Fourier Tranform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis. In this study, relative activity of enzyme immobilized in TEOS and EGMS derived monolits 68% and 60% respectively. Vmax values of free and immobilized enzyme in TEOS derived monolith were determined as 0.018 mmol mg-1mg-1 /mg and 0.009 mmol mg-1min-1/mg and Km values was determined 30 mM and 79 mM, respectively. Activity of immobilized enzyme in microreactor and enzyme in solution were compared. As result, maximum conversion yield were 25% and 19% for TEOS-PEO and EGMS-PEO derived monolithic microreactors, respectively while 72% of pnpg was converted to glucose with enzyme in solution. Converson yield was obtained as % 33.88 after 5 hours with 0.02 mg enzyme in TEOS-PEO derived monolithic microreactor, but with enzyme in solution no conversion product was obtained. This results showed that there is strong possibility for obtain aglycone form of saponins with further optimization of parameters in microsystem. This study is the first study for hydrolysis of molecules with complex molecular structure such as ginseng saponines in enzymatic microreactor systems.
Benzer Tezler
- Application of new matrix materials for dissolved and gaseous carbon dioxide sensing and fiber optic carbon dioxide sensor design
Çözünmüş ve gaz karbon dioksit için yeni matriks malzemelerinin uygulaması ve fiber optik karbon dioksit sensör tasarımı
SİBEL DERİNKUYU
- Development of a fluidic platform for automated analysis of heavy metals
Ağır metallerin analizi için otomatikleştirilmiş bir akışkan platformun geliştirilmesi
YEKTA GÜLMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN CUMHUR TEKİN
PROF. DR. ESMA VOLGA BULMUŞ ZAREIE
- Mikroakışkan bir sistemde metal organik kafes yapılarının sentezine yönelik çeşitli silikon yağı viskoziteleri için akış koşullarının optimizasyonu
Optimization of flow conditions in a microfluidic system for various viscosities of silicone oil towards synthesis of metal organic framework structures
BUSE PARLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİS ÖNEL KAYRAN
- Ruscus bitkisi saponin molekülünün mikroakışkan sistemde enzimatik hidrolizi
Enzymatic hydrolysis of Ruscus saponin in microfluidic system
RABİA ÖNBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Damlacık temelli bir mikroakışkan sistemde akış koşullarının hücre enkapsülasyonu için optimizasyonu ve hücre dağılımının stokastik analizi
Optimization of flow conditions in a droplet based microfluidic system for cell encapsulation and stochastic analysis of cell distribution
ELİF GÖKÇEN DİLCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİS ÖNEL KAYRAN