2. KAYNAK ÖZETLERİ
2.3. Moleküler Baskılanmış Kriyojeller ile İlgili Önemli Çalışmalar
baskılanmış makrogözenekli polimer/kriyojel kompozit sistemleri Le Noir vd. (2007) tarafından çalışılmıştır. Bu amaçla ilk olarak endokrin parçalanma ürününün seçici adsorpsiyonunda kalıp olarak 17β-estradiol kullanılarak moleküler baskılanmış polimerler sentezlenmiştir. Kompozit jel/moleküler baskılanmış monolitler daha sonra sıfırın altındaki sıcaklıklarda hazırlanmıştır. Hazırlanan kriyojelin spesifik yüzey alanı 376 m2
/g olarak bulunurken SEM fotoğraflarından oldukça gözenekli bir yapıya sahip olduğu görülmüştür. İki µg/L’lik sulu çözeltilerinden 17β-estradiolün tamamen uzaklaştırılması polivinil alkol (PVA) makrogözenekli jel/moleküler baskılanmış monolitler kullanılarak elde edilirken baskılanmamış polimerler ile sadece % 49-74’lük uzaklaştırma bulunmuştur. Oldukça yüksek akış hızlarında dahi bağlama kapasitesinin azalmamasının yanında monolitlerin kolay hazırlanması bu makrogözenekli jel/moleküler baskılanmış polimer sistemlerinin endokrin parçalanma ürünlerinin temizlenmesinde sorbentler olarak kullanmasını sağlamaktadır.
Bereli vd. (2008) yumurtadan lizozim saflaştırmak için lizozim baskılanmış süpermakrogözenekli poli(HEMA-MAH) (MAH metal koordinasyon monomeri olarak seçilmiştir) kriyojelleri serbest radikal polimerizasyonu ile -12 °C’de
hazırlamışlardır. Sentezlenen kriyojellerin oldukça gözenekli oldukları, ince gözenek duvarlarına ve geniş içten bağlı gözeneklere sahip oldukları çekilen SEM fotoğraflarından görülmüştür. Hazırlanan kriyojelin sulu çözeltilerden lizozim adsorpsiyonu kapasitesi 22.9 mg/g polimer düzeyindedir. Kriyojellere lizozim adsorpsiyonu kapasitesi artan akış hızı ile azalırken, maksimum adsorpsiyon kapasitesi pH 7.0 HEPES tamponu kullanılarak elde edilmiştir. Lizozim baskılanmış kriyojellerin seçiciliği sığır serum albumin ve sitokrom c’ye karşı incelenmiş ve hazırlanan kriyojelin bu proteinlere karşı sırasıyla 4.6 ve 3.2 kat daha seçici olduğu bulunmuştur. Yumurtadan saflaştırılan lizozimin saflığı % 94 olarak bulunurken geri kazanımı % 86 düzeylerindedir.
Bilirubinin süpermakrogözenekli poli(HEMA-MAT) kriyojellerine baskılandığı bir çalışmada insan plazmasından bilirubinin adsorpsiyonu gerçekleştirilmiştir (Baydemir vd., 2009a). Baskılanmış kriyojelin sentezindeki ilk adımda bilirubin ile MAT kompleksleştirilir ve daha sonra serbest radikal polimerizasyonu ile -12 °C’de polimerleştirilmiştir. Kalıp molekülün (bilirubin) polimerik yapıdan uzaklaştırılmasından sonra elde edilen bilirubin baskılanmış kriyojeller sulu çözeltilerden bilirubin adsorpsiyonu amacıyla kullanılmıştır ve maksimum adsorpsiyon kapasitesi 3.6 mg/g polimer olarak bulunmuştur. Bilirubinin kolesterol ve testosterona karşı seçiciliği incelenmiş ve kriyojellerin bilirubine karşı sırasıyla 7.3 ve 3.2 kat seçici olduğu bulunmuştur. Sentezlenen kriyojeller birçok kez ve adsorpsiyon kapasitesinde önemli bir azalma olmadan bilirubin adsorpsiyonunda kullanılmıştır. Yüksek seçiciliği ve tekrar kullanım özelliklerinden yola çıkarak bilirubin baskılanmış kriyojellerin klinik hemoperfüzyon materyali olarak kullanım potansiyeli araştırılmıştır.
Bilirubinin insan plazmasından seçici olarak uzaklaştırılması için yapılan başka bir çalışmada (Baydemir vd., 2009b) gömülü bilirubin baskılanmış partiküller içeren süpermakrogözenekli kriyojeller sentezlenmiştir. Bu amaçla ilk adımda bilirubin MAT ile kompleksleştirilmiş ve bilirubin baskılanmış poli(HEMA-MAT) monolit yığın polimerizasyonu ile hazırlanmıştır. Hazırlanan bilirubin baskılanmış monolit 100 µm boyutlarında öğütülmüştür. İkinci adımda, moleküler baskılanmış partikülleri gömülü olarak taşıyan süpermakrogözenekli poli(HEMA) kriyojeller serbest radikal polimerizasyonu ile sentezlenmiştir. Sentezlenen gömülü bilirubin baskılanmış partikül içeren kriyojellerin bilirubin adsorpsiyon kapasitesi 10.3 mg/g polimer olarak bulunmuştur. Baskılanmış kriyojelin kolesterol ve testosterona karşı sırasıyla 8.6 ve 4.1 kat seçici olduğu saptanmıştır.
Karsinojenik potansiyele sahip olan bromatın içme sularından uzaklaştırılması için seçici kompozit kriyojeller Hajizadeh vd. (2010) tarafından sentezlenmiştir. Bu amaçla moleküler baskılanmış kitosan temelli polimerler ve sol-jel iyon değişim adsorbanları (inorganik) hazırlanmıştır. Her iki adsorbanın da adsorpsiyon kinetikleri, izotermleri, pH etkisi ve seçici adsorpsiyon davranışları detaylı bir şekilde incelenmiştir. Adsorpsiyon denemeleri baskılanmış polimerin bromata karşı daha seçici olduğunu göstermiştir. Kriyojelin rejenerasyonu 0.1 M NaOH ve 0.1 M NaCl ile yıkamak suretiyle gerçekleştirilmiş ve beş döngü boyunca kullanımda kriyojelin adsorpsiyon kapasitesinde bir azalma olmamıştır.
Nehir suyundan ve şaraptan bisfenol A’nın katı faz ekstraksiyonu için moleküler baskılanmış polimer/kriyojel kompozitler Baggiani vd. (2010) tarafından hazırlanmıştır. Bu amaçla ilk önce bisfenol A’nın bir benzeri olarak 4,4’-dihidroksi-2,2-difenil-1,1,1,3,3,3-trifloropropan ile 4-vinilpiridin ve trimetilolpropan trimetakrilatın termal polimerizasyonu ile bisfenol A için tanıma özelliklerine sahip baskılanmış polimerler sentezlenmiştir. Yaklaşık 10 µm boyutlarında öğütülen polimer, daha sonra poli(akrilamid-co-N,N’-metilenbisakrilamid kriyojel içerisine gömülmüştür. Hazırlanan kriyojeller ile nehir örneklerinden bisfenol A’nın ön deriştirilmesi gerçekleştirilmiş ve kantitatif ekstraksiyonunun 10 ng/L’ye kadar uygulanabilir olduğu gösterilmiştir.
İyon baskılanmış kriyojeller kullanılarak beta talasemi hastalarının plazmalarından demirin uzaklaştırılması Aslıyüce vd. (2010) tarafından yapılmıştır. Çalışmada, Fe3+ baskılanmış poli(hidroksietil metakrilat-N-metakriloil-(L)-sistein metil ester) [poli[HEMA-MAC)] kriyojelleri radikalik kriyopolimerizasyon ile hazırlanmış ve polimerizasyon sonunda kalıp (Fe3+) 0.1 M EDTA ile uzaklaştırılmıştır. Kriyojelin spesifik yüzey alanı 32.7 m2/g olarak bulunurken, yüzey özellikleri SEM ile incelenmiş ve gözenek boyutlarının ortalama 150 µm olduğu gözlenmiştir. Poli(HEMA-MAC)-Fe3+ kriyojelleri üzerine maksimum Fe3+ adsorpsiyonu kapasitesi 75 µg/g olarak bulunmuştur. Hazırlanan kriyojelin seçiciliği Ni2+
ve Cd2+ iyonlarına karşı denenmiş ve sırasıyla 10.5 ve 2.3 kat daha seçici bulunmuştur.
İnsan kanından hemoglobinin uzaklaştırılması için hemoglobin baskılanmış poli(HEMA-MAH) kriyojeller hazırlanmıştır (Derazshamshir vd., 2010). Sentezlenen kriyojeller FTIR, SEM, şişme çalışmaları, akış dinamiği ve yüzey alanı ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Baskılanmış kriyojelin yüzey alanı BET
metodu ile 92.3 m2/g olarak ölçülmüştür. Seçici bağlanma denemeleri miyoglobin ve sığır serum albumin gibi yarışmacı proteinlerin varlığında gerçekleştirilmiştir ve hemoglobin baskılanmış kriyojellerin miyoglobine göre 38.0 kat, sığır serum albüminine karşı ise 12.0 kat seçici olduğu bulunmuştur. Hemoglobin baskılanmış kriyojellerin seçiciliği HPLC ile de gösterilmiştir. Kan hemolizatından hemoglobinin uzaklaştırılması ayrıca SDS-PAGE kullanılarak doğrulanmıştır.
N-izoproplakrilamid ve N-[3-(N,N’-dimetilamino)propil]akrilamidin kopolimerinden oluşan baskılanmış ısıl duyarlı kriyojeller Burova vd. (2011) tarafından -10 °C’de ve moleküler kalıp olarak ibuprofen kullanılarak hazırlanmıştır. Şişmiş haldeki kriyojelin geri dönüşümlü termotropik katlanması yüksek-duyarlıklı diferansiyel taramalı kalorimetri ile çalışılmıştır. Kalıp ligandın (ibuprofen) varlığında geçiş sıcaklığı 33.2’den 30.0 °C’ye düşmüştür. Katlanmış ve şişmiş kriyojeller tarafından ibuprofenin bağlanma sabiti sırasıyla 119 M-1
ve 5 M-1 olarak bulunmuştur. İbuprofenin kriyojel üzerine maksimum bağlanma değeri 0.327 mmol/g olarak hesaplanırken molekülün yapısal analogları çok daha düşük oranlarda bağlanmıştır. İbuprofen için baskılanmış kriyojelin seçiciliği nedeniyle hazırlanan bu kriyojellerin bulundukları ortam sıcaklığına bağlı olarak ibuprofeni salma özellikleri incelenmiştir.
Tamahkar vd. (2011) sitokrom c baskılanmış poli(HEMA-MAH) kriyojelleri hazırlamışlar ve protein karışımlarından sitokrom c’nin ayrılmasında kullanmışlardır. Bu amaçla ilk adımda, Cu2+
MAH ile kompleksleştirilmiş ve sitokrom c baskılanmış kriyojeller monomerlerin serbest radikal kriyopolimerizasyonu ile -12 °C’de sentezlenmiştir. Kriyojelin süngerimsi gözenekli yapısı SEM ile gösterilmiştir. Kalıp sitokrom c polimerden 0.5 M NaCl çözeltisi ile uzaklaştırılmıştır. Adsorpsiyon denemeleri sonunda maksimum sitokrom c adsorpsiyon değeri 126 mg/g polimer olarak bulunmuştur. Kriyojele adsorplanan sitokrom c artan akış hızı ile azalmıştır. Adsorpsiyona pH’ın etkisi de incelenmiş ve pH 9.0’da maksimum bağlanma bulunmuştur. Kriyojelin seçiciliği lizozim ve sığır albüminine karşı denenmiş ve sitokrom c’ye karşı sırasıyla 1.7 ve 5.2 kat seçici olduğu gözlenmiştir. Seçicilik aynı zamanda hızlı protein kromatografisi ile de gösterilmiştir.
Yumurta beyazından lizozimin saflaştırıldığı bir çalışmada Bereli vd. (2011) L-histidin baskılanmış poli(HEMA-MAH) kriyojelleri kriyopolimerizasyon ile hazırlamışlardır. Kalıp L-histidin 1.0 M KSCN ile uzaklaştırılmıştır ve elde edilen
histidin baskılanmış kriyojel sulu çözeltilerinden lizozimin adsorpsiyonunda kullanılmıştır. Kriyojelin karakterizasyonu şişme ölçümleri, SEM ve makrogözeneklilik değerleri ile yapılmıştır. Baskılanmış kriyojelin şişme derecesi 8.15 g H2O/g iken baskılanmamış kriyojel gramı başına 6.44 g H2O bağlamaktadır. SEM fotoğraflarından kriyojelin birkaç yüz mikrometreye kadar gözenek boyutlarına sahip olduğu görülmüş, makrogözenekliliğin ise baskılanmamış için % 59.9 baskılanmış için ise % 68.4 olduğu bulunmuştur. Kriyojel üzerine maksimum lizozim adsorpsiyonu 54.2 mg/g polimer olarak bulunmuştur. Hazırlanan kriyojellerin lizozime olan seçiciliği ribonükleaz A’ya karşı 4.5 kat, sitokrom c’ye karşı 2.4 kat olarak bulunmuştur ve seçicilik hızlı protein sıvı kromatografisi ile de gösterilmiştir. Baskılanmış kriyojeller uzun depolama kararlılığına sahiptir ve adsorpsiyon kapasitesinde önemli bir düşüş olmadan defalarca kullanılabilmektedir.
Aslıyüce vd. (2012) anti-hepatit B yüzey antibadisinin (anti-HBs) hızlı protein sıvı kromatografisi ile saflaştırılması için moleküler baskılama temelli kompozit kriyojel membranlar hazırlamışlardır. Sentezlenen kriyojellerin karakterizasyonu şişme testleri, SEM ve FTIR ile yapılmıştır. Saflaştırma çalışmalarından önce ise adsorpsiyon koşulları (akış hızı, anti-HBs derişimi, zaman ve iyonik şiddet) optimize edilmiştir. Saptanan optimum koşullarda maksimum anti-HBs adsorpsiyon kapasitesi 701.4 mLU/g olarak hesaplanmıştır. Moleküler baskılanmış kriyojelin seçiciliği anti-hepatit A antibadisi ve total immunoglobulin E’ye karşı denenmiştir ve sırasıyla 5.45 ve 9.05 kat daha seçici bulunmuştur. Bağlanan anti-HBs’nin elüsyonu 1.0 M NaCl içeren fosfat tamponu (pH 7.4) ile gerçekleştirilmiştir. Baskılanmış kriyojelin kapasite ve ayırma faktörü, teorik plaka sayısı ve alıkonması gibi kromatografik parametreler anti-HBs molekülü için sırasıyla 5.48; 6.02; 1153.9 ve 1.72 olarak hesaplanmıştır. Son olarak moleküler baskılanmış kriyojeller anti-HBs pozitif insan plazmasından anti-HBs’nin spesifik olarak saflaştırılmasında kullanılmıştır.