Blok kopolimer sentezi ve biyolojik uygulamaları

Polimerler, ticari ve akademik açıdan önemli bir materyal sınıfını oluşturmaktadırlar. Sentez metodlarına bağlı olarak farklı morfolojiye sahip birçok polimer elde edilebilir. Geniş uygulama alanları ile multidisipliner çalışmalara olanak sağlayan ve nanoteknoloji ile uyumlu olan blok kopolimerler son yılların en çok dikkat çeken polimer sınıfı olup, birçok araştırmanın konusunu oluşturmaktadırlar. Blok kopolimerler; biyolojik materyaller ve nanomalzemeler ile kompozit oluşturması gibi üstün özellikler göstermektedirler. Sentezlenmek istenen materyaller için nano ölçekli yapının kontrolü kritik öneme sahiptir. Bu nedenle; bu çalışmada kontrollü radikalik polimerleşme yöntemlerinden biri olan Atom Transfer Radikal Polimerizasyonu (ATRP) ile düşük polidispersiteli aktif brom uçuna sahip polistiren polimeri sentezlenmiştir. Gelişmiş nanoteknolojide birçok fonksiyonel grupla reaksiyon verebilen monomerler çok büyük öneme sahiptir. Bu sebeple, yapısında epoksi grubu bulundurması ve biyolojik çalışmalara olan uyumluluğu ile dikkat çeken glisidil metakrilat (GMA) monomeri ile kopolimer sentezi yapılmıştır. Sentezlenen polistiren makromolekülü; makrobaşlatıcı olarak kullanılarak diblok kopolimer yapısı elde edilmiştir. Ortam şartlarının optimize edilmesiyle farklı molekül ağırlıklarına sahip diblok kopolimerler sentezlenmiş ve çalışmanın ikinci aşaması olan biyolojik materyaller ile etkileştirilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında farklı molekül ağırlıklarına sahip olarak sentezlenen diblok kopolimerlerin insan serum albümin (HSA), sığır serum albümin (BSA), Hemoglobin ve Globülin proteinleri ile etkileşimi araştırılmış ve her bir proteinin polistiren-b-poli(glisidil metakrilat)’ a bağlanma kapasitesi fluoresans spektroskopisi ile saptanmıştır. Daha sonra bağlanan proteinler ve diblok kopolimerden oluşan hibrit materyallere ‘Donepezil’ ilaç etken madde ilave edilerek, bağlanma miktarları tespit edilmiştir. Ayrıca proteinlerin diblok kopolimere bağlanması Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile de incelenmiştir. Sentezlenen polimerlerin molekül ağırlığı ve karakterizasyonu ise Jel Dağılım Kromatografisi (GPC), Infrared Spektroskopisi (IR) ve Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) ile yapılmıştır.

Polymer is one of an important class of materials by from the view of academic and commercial. Depending on the synthesis methods, the polymers can be obtained in many different morphology. During the last decades, studies on the incorporation of nanomaterials with block copolymers have been studied by many researchers. Block copolymers get much attention due to compatible with the nanotechnology that allow to work with multidisciplinary. Block copolymers exhibit superior properties like to form the composite of bio-materials and nano-materials which provide wide range of applications. The control of the molecular structure of polymers is a key issue for modern polymer synthesis. Owing to this reason; bromo-terminated polysytrene macroinitiator with low polydispersity was synthesized by atom transfer radical polymerization (ATRP) which is one of the best controlled radical polymerization method. Monomers which can be reacted with many fuctional groups are great of importance in advanced nanotechnology. Glycidyl methacrylate (GMA) was chosen for copolymerization because of epoxy groups. In this study, polystyrene macromolecule was synthesized and used as a macroinitiator for diblock copolymer structure. After the optimize to optimum conditions for synthesis, different molecular weights diblock copolymers were synthesized with GMA. In second stage of the study, we investigated interactions between protein and drug on diblock copolymers. Human Serum Albumin, Bovine Serum Albumin, Hemoglobin and Globulin were binded to epoxy groups of diblock copolymers which have different molecular weights. Binding capacity of each protein to each polystyrene-b-poly(glycidyl methacrylate) diblock copolymers were estimated by fluorescence spectroscopy. Then, pharmaceutical active ingredient ‘Donepezil’ was added to the hybrid materials that compose of protein and diblock copolymer. The amount of binding capacity was determined by fluorescence intensity. Binding of all proteins to diblock copolymer were also examined by Scanning Electron Microscopy (SEM). Molecular weights of synthesized polymers and characterization according to the protein binding were examinated via Gel Permeation Chromatography (GPC), Infrared Spectroscopy (IR) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR).