Sıcaklığa duyarlı hidrojel matrislere a-kemotripsin immobilizasyonu ve reaktör koşullarının immobilize sistem performansına etkisi
Immobilization of a-chymotrypsin within thermoresponsive hydrogel matrices and the effect of reactor conditions on the performance of immobilized enzyme
- Tez No: 66139
- Danışmanlar: DOÇ. DR. S. ALİ TUNCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Alfa kimotripsin, Enzim immobilizasyonu, Kimyasal bileşim, Matrisler, Performans, Polimerleşme, Reaktörler, Alpha chymotrypsin, Enzyme immobilization, Chemical composition, Matrices, Performance, Polymerization, Reactors
- Yıl: 1997
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, a-kemotripsin fiziksel yöntemle monodispers ve sıcaklığa duyarlı poli(N-izopropilakrilamid), poli(NIPAM), partiküller içerisinde immobilize edilmiştir. Jel partiküller, kalsiyum aljinatın stabilizör olarak kullanıldığı sulu dağıtma ortamında hazırlanmıştır. Polimerizasyonda potasyum persulfat /tetrametilendiamin redoks başlatıcı, sodyum-aljinat/kalsiyum klorür ise stabilizör sistemi olarak kullanılmıştır. Polimerizasyon sonucunda sıcaklığa duyarlı ve a- kemotripsin içeren poli(NIPAM) partiküller 3 mm boyutunda elde edilmiştir. Enzim- jel partiküllerinin hazırlanması sırasında sulu partikül oluşturma ortamının kullanılması önemli bir enzim kaçağına neden olmamıştır. Çalışmada kesikli reaktörde enzim-jel partiküllerin davranışı Michealis-Menten kinetiği ile tanımlanabilmiştir. Substrat difüzyonuna karşı partikül içi kütle transfer direncine bağlı olarak, immobilize enzim sistemi için serbest enzime kıyasla oldukça büyük Km değerleri elde edilmiştir. Kesikli reaktörde serbest enzim için maksimum aktivite 40°C'da gözlenirken, enzim-jel partikülleri varlığında maksimum aktivitenin gözlendiği sıcaklık 30°C'a kaymıştır. Çalışmanın son bölümünde, immobilize enzim sisteminin performansı sürekli karıştırmalı reaktörde incelenmiştir. Sürekli reaktörde yapılan deneylerde, besleme çözeltisindeki BTEE derişimi, besleme çözeltisi hacimsel akış hızı ve reaktör sıcaklığı değişken olarak seçilmiştir. Sürekli karıştırmalı reaktörde elde edilen kinetik veriler kullanılarak, immobilize enzim sisteminin kinetik davranışı difuzyon- reaksiyon modeli ile açıklanmıştır. Modelin uygulanması ile immobilize enzim sistemi için Thiele modülü, etkinlik faktörü ve substrat etkin difüzyon katsayısı değerleri farklı reaktör sıcaklıkları için tayin edilmiştir. Sonuçlar poli(NIPAM) jelin alt kritik çözünme sıcaklığı değerinde Thiele modülünün ani bir artış, substrat etkin difüzyon katsayısının ise ani bir düşme gösterdiğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
In this study, a-chymotrypsin was immobilized via physical entrapment within large, uniformly spherical, and thermally reversible poly(N-isopropylacrylamide), poly(NIPAM), beads. The gel beads were prepared in an aqueous dispersion medium by using Ca-alginate gel as the polymerization mold. In this preparation, potassium persulfat/tetramethylethylene diamine and sodium-alginate/calcium chloride were used as the redox initiator and the stabilizer systems, respectively. Thermoresponsive poly(NIPAM) gel beads 3 mm in size and carrying a-chymotrypsin were produced by the proposed procedure. The use of aquous bead forming medium did not cause a significant enzyme leakage during the preparation of enzyme-gel beads. Michealis- Menten kinetics was used to define the behaviours of enzyme-gel beads prepared with different enzyme loadings. The Linewaver-Burk plot of the immobilized enzyme system indicated that, the enzyme-gel system had reasonably higher Km value relative to that of free enzyme due to the internal mass transfer resistance against the subsrate diffusion. Enzyme-gel system exhibited the maximum activity at 30°C due to thermoresponsive character of the carrier matrix. However, the maximum activity with the free enzyme was observed at 40°C. The performance of the immobilized enzyme system was also tested in a continuous stirred reactor. In these group of experiments, BTEE feed concentration, volumetric flow rate of the feed solution and the reactor temperature were changed. The kinetic behavior of the immobilized enzyme system was explained by applying steady state diffusion-reaction model on the kinetic data collected in the continuous stirred reactor. Thiele modulus, effectivenes factor and effective diffusion coefficient of BTEE within the gel matrix were determined by using related model equations. The results indicated that, Thiele modulus suddenly increased and the effective diffusion coefficient of substrate suddenly decreased at the lower critical solution temperature of poly(NIPAM) gel.
Benzer Tezler
- Poliakrilat bazlı hidrojel matrislerin sentezi ve enzim immobilizasyonunda kullanımı
Synthesis of polyacrylate based hydrogel matrices and their use in enzyme immobilization
HÜSEYİN ÇİÇEK
Doktora
Türkçe
1998
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. S. ALİ TUNCEL
- Temperature and pH responsive hydragels
Sıcaklık ve pH'ya duyarlı hidrojeller
NUR BANU YILMAZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN HASIRCI
- Çevre değişimlerine duyarlı polimerlerin fiber optik kimyasal sensör yapımında kullanılması
Stimuli sensitive polymers for use in fiber optic chemical sensors
OKAN OKTAR
- Tastd ve akrilik asit gruplu nipaam bazlı polimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve metal komplekslerin incelenmesi
Synthesis and characterization of tactd and acrylic acid carrying nipaam based polymers and examination of metal complexes
ZUHURİ TANSU KINIKLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
ERHAN PİŞKİN
- Preparation of temperature-responsive hydrogels pH-sensitive hydrogels and determination of their swelling properties
Başlık çevirisi yok
BERNA YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
KimyaHacettepe ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KIŞ
DOÇ. DR. BELMA IŞIK YÜRÜKSOY