Manyetik Zıf-8 / Kaliks[4]aren Tetrakarboksilik Asit Türevli Nanokompozit Hazırlaması ve Lipaz İmmobilizasyonunda Kullanılması
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2021
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Fen Bi̇li̇mleri̇ Ensti̇tüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Metal organik kafesler (MOF'lar), iyi tanımlanmış gözenek yapısı, son derece yüksek yüzey
alanı, mükemmel kimyasal-termal stabilite gibi benzersiz özelliklere sahip hibrit inorganik
malzemelerdir. MOF tabanlı yapılar kapsamlı bir şekilde tasarlanmış ve biyokataliz için enzim
immobilizasyonu gibi uygulamalarda kullanılmıştır. Zeolitik imidazol kafes (ZIF) malzemeler
ayarlanabilir gözenek boyutu, kimyasal işlevselliği, olağanüstü kimyasal stabilite ve yapısal çeşitliliği
olan önemli bir MOF sınıfına aittir. Bu özelliklerden dolayı, ZIF'ler enzim immobilizasyonu için büyük
umut vaat etmektedir. Bu tez çalışmasında, MOF bazlı malzemeleri kolayca ayırmak için, manyetik alan
altında geri dönüştürülebilen Fe3O4 nanoparçacıkları, kaliks[4]aren tetrakarboksilik asit (Calix) ve
Candida rugosa lipaz (CRL) ile muamele edildi ve ardından birlikte çöktürme yöntemiyle zeolitik
imidazol çerçevesi-8 (Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL) içine kapsüllendi. Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL'nin lipaz
aktivitesi, Fe3O4@ZIF-8@CRL'ninkinden (Calix olmadan) 2.88 kat daha yüksek artış sergiledi.
Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL 7. tekrarlı kullanımdan sonra ilk aktivitesini % 65 oranında koruduğu
gözlendi. Ayrıca immobilize lipazların katalitik özellikleri, R/S-naproksen metil esterin enantioselektif
hidrolizi üzerinde çalışıldı. Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL (E=371), Fe3O4@ZIF-8@CRL (E=131) ile
karşılaştırıldığında mükemmel enantioselektifliğe sahip olduğu gözlemlendi. Ayrıca, Fe3O4@Calix-ZIF8@CRL'nin, beşinci yeniden kullanımdan sonra bile dönüşüm oranının % 30'unu koruduğu görüldü.
Hazırlanan biyokompozit, SEM, TEM, EDX, FT-IR ve XRD ile karakterize edildi. Bu çalışma,
enzimlerin artan yeniden kullanılabilirliği ve stabilitesi, MOF-enzim biyokompozitlerinin sergilediği
enantiyomerik seçicilik ve enantiyomerlerin biyolojik aktivitelerindeki önemli farklılıklar nedeniyle
farmasötik endüstrisi için de faydalı olabileceği düşünülmektedir.
Metal organic frameworks (MOFs) are hybrid inorganic materials with unique properties such as well-defined pore structure, extremely high surface area, excellent chemical-thermal stability. MOF-based constructs have been extensively designed and used in applications such as enzyme immobilization for biocatalysis. Zeolitic imidazole framework (ZIF) materials belong to an important class of MOFs with controllable pore size, chemical functionality, outstanding chemical stability and structural diversity. Because of these properties, ZIFs hold great promise for enzyme immobilization. In this thesis, to easily separate MOF-based materials, magnetic Fe3O4 nanoparticles, which can be recycled under magnetic field, were treated with calix[4]arene tetracarboxylic acid (Calix) and Candida rugosa lipase (CRL) followed by zeolitic imidazole framework-8 (Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL) co-precipitation method. The lipase activity data of Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL showed a 2.88-fold higher increase than that of Fe3O4@ZIF-8@CRL (without Calix).Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL was observed to preserve its initial activity by 65% after the 7th repeated use.In addition, the catalytic properties of immobilized lipases were studied on the enantioselective hydrolysis of R/S naproxen methyl ester. It was also observed that Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL has excellent enantioselectivity (E=371) compared to Fe3O4@ZIF-8@CRL (E=131). Furthermore, Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL was seen to still retain 30% of the conversion rate after the fifth reuse.The prepared biocomposite was characterized by SEM, EDX, FT-IR, and XRD. This work may also be beneficial for the pharmaceutical industry due to the increased reusability and stability of enzymes, the enantiomeric selectivity exhibited by MOF-enzyme biocomposites, and the significant differences in the biological activities of the enantiomers.
Metal organic frameworks (MOFs) are hybrid inorganic materials with unique properties such as well-defined pore structure, extremely high surface area, excellent chemical-thermal stability. MOF-based constructs have been extensively designed and used in applications such as enzyme immobilization for biocatalysis. Zeolitic imidazole framework (ZIF) materials belong to an important class of MOFs with controllable pore size, chemical functionality, outstanding chemical stability and structural diversity. Because of these properties, ZIFs hold great promise for enzyme immobilization. In this thesis, to easily separate MOF-based materials, magnetic Fe3O4 nanoparticles, which can be recycled under magnetic field, were treated with calix[4]arene tetracarboxylic acid (Calix) and Candida rugosa lipase (CRL) followed by zeolitic imidazole framework-8 (Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL) co-precipitation method. The lipase activity data of Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL showed a 2.88-fold higher increase than that of Fe3O4@ZIF-8@CRL (without Calix).Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL was observed to preserve its initial activity by 65% after the 7th repeated use.In addition, the catalytic properties of immobilized lipases were studied on the enantioselective hydrolysis of R/S naproxen methyl ester. It was also observed that Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL has excellent enantioselectivity (E=371) compared to Fe3O4@ZIF-8@CRL (E=131). Furthermore, Fe3O4@Calix-ZIF-8@CRL was seen to still retain 30% of the conversion rate after the fifth reuse.The prepared biocomposite was characterized by SEM, EDX, FT-IR, and XRD. This work may also be beneficial for the pharmaceutical industry due to the increased reusability and stability of enzymes, the enantiomeric selectivity exhibited by MOF-enzyme biocomposites, and the significant differences in the biological activities of the enantiomers.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Fe3O4 nanopartikül, lipaz immobilizasyonu, metal organik kafesler, zeolitik imidazolat kafes, Fe3O4 Nanoparticles, lipase immobilization, metal–organic frameworks, zeolitic imidazolate framework
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Aşcıoğlu, S., (2022). Manyetik Zıf-8 / Kaliks[4]aren Tetrakarboksilik Asit Türevli Nanokompozit Hazırlaması ve Lipaz İmmobilizasyonunda Kullanılması. (Yüksek Lisans Tezi). Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
