Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: V doktorski disertaciji smo pripravili polimere stirenskega tipa z več nivojsko poroznostjo. Dobro definirano porozno strukturo smo dosegli s kombiniranjem različnih tehnik za uvedbo poroznosti v polimere. S polimerizacijo kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze smo ustvarili makro porozne polimere s povezovalno odprto celično poliHIPE strukturo. Mikro poroznost smo dosegli s Friedel-Craftsovo reakcijo hiperzamreženja in s sineretsko fazno separacijo z uporabo mešanice topil. Več nivojska porazdelitev velikosti por je izjemno pomembna pri uporabi polimernih materialov v pretočnih sistemih, kjer makro pore omogočajo konvektivni prenos snovi in zmanjšujejo povratne tlake, medtem ko manjše mezo in mikro pore vplivajo na povečanje specifične površine. Visoko porozne poli(stiren-ko-divinilbenzen) polimere smo pripravili s polimerizacijo kontinuirne faze emulzije z visokim deležem notranje faze. Monolite smo sintetizirali s prosto radikalsko in RAFT (reverzna adicijsko-fragmentacijska polimerizacija s prenosom verige) polimerizacijo. V obeh primerih polimerizacij so imeli polimeri tipično poliHIPE strukturo. Polimere smo nato hiperzamrežili z radikalskim iniciatorjem di-tert-butil-peroksidom in tako pridobili mikro in mezo pore, ter posledično vplivali na dvig BET specifične površine (3-4-kratno povišanje). Prav tako je na mikro strukturo poliHIPE materialov vplivala vrsta polimerizacije. Z RAFT polimerizacijo smo dobili 4-5-krat višje specifične površine ne hiperzamreženih poliHIPE materialov kot pri uporabi proste radikalske polimerizacije, kar kaže na porast formiranja mikro por pri RAFT zamreženju. Poli(stiren-ko-4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) poliHIPE materiale s tipično poliHIPE odprto celično strukturo smo sintetizirali pri različnih stopnjah začetnega zamreženja (2, 5 in 10%). Z dodatkom stirena v monomerno mešanico smo dosegli redčenje funkcionalnih skupin in tako študirali vpliv redčenja na potek Friedel-Craftsove reakcije hiperzamreženja. S hiperzamreženjem smo v makro porozne poliHIPE materiale uvedli mikro pore in dosegli visoke BET specifične površine (do 731 m2/g). Pri dodatku 57-63 mol % STY je bilo redčenje funkcionalnih skupin preveliko, da bi bilo hiperzamreženje še učinkovito, specifične površine so drastično padle, kar kaže na pomanjkanje mikro por. Graftirali smo glicidil metakrilat s površine makro poroznih poli(4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) monolitov pripravljenih z radikalsko polimerizacijo kontinuirne faze emulzije. Z namenom povišanja specifične površine smo visoko porozne poliHIPE materiale hiperzamrežili s Friedel-Craftovo reakcijo in jih nadalje funkcionalizirali z razvejanim tris(2-aminoetil)aminom. Proste amino skupine razvejanega amina smo uporabili za imobilizacijo RAFT reagenta, ki je bil primeren za graftiranje glicidil metakrilata s površine. Z graftiranjem s površine poliHIPE materialov z vezanim RAFT reagentom smo dobili visoko gostoto glicidil metakrilatnih molekul na površini. Graftiranje smo izvedli le na hiperzamreženih materialih, saj so ti dosegli večje konverzije pri reakciji z aminom in RAFT reagentom, zaradi večje dostopnosti reaktivnih mest. Učinkovitost reakcije graftiranja smo potrdili z gravimetrijo, elektronsko vrstično spektroskopijo in infrardečo spekroskopijo. Dinamična mehanska analiza je pokazala, da smo z RAFT polimerizacijo izboljšali mehanske lastnosti poli(4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) poliHIPE materialom. V drugem delu doktorske disertacije smo uporabili sineretsko fazno separacijo pri sintezi poli(4-vinilbenzil klorid-ko-divinilbenzen) zrn s suspenzijsko polimerizacijo. Monomerno fazo smo razredčili s toluenom ali z mešanico topil toluen/heksan. Mikro pore so se formirale zaradi mikrosineretske fazne separacije ob prisotnosti toluena, ki je dobro topilo za stirenske tipe polimerov. Zrna smo hiperzamrežili in s tem uvedli v material nove mikro pore, ki so posledica nastanka novih metilenskih povezav. S tem smo dosegli visoke
Ključne besede: poliHIPE materiali, hiperzamreženje, sinereza, RAFT graftiranje s površine poliHIPE materialov, RAFT polimerizacija
Objavljeno v DKUM: 01.12.2020; Ogledov: 2906; Prenosov: 375
Celotno besedilo (14,54 MB)

Opis: V zadnjih desetletjih je bilo veliko narejeno na področju priprave in izboljšave kromatografskih nosilcev za doseganje čim boljše ločbe biomolekul. Convection Interaction Media (CIM) ionsko-izmenjevalni metakrilatni monolitni kromatografski nosilci vedno bolj pridobivajo na pomenu pri hitrih ločbah in čiščenju velikih biomolekul, kot so večji proteini, DNA, virusi, bakteriofagi, itd. Zaradi njihove posebne odprto-porozne strukture, ki omogoča hitro izmenjavo molekul med mobilno in stacionarno fazo na osnovi konvektivnega prenosa, izkazujejo pretočno neodvisno ločbo in dinamično vezno kapaciteto. Velikost por monolitnih nosilcev igra zelo pomembno vlogo pri ločevanju različno velikih molekul. Pore morajo biti dovolj velike, da omogočajo neovirano vezavo in ločbo biomolekul določene velikosti. Velike molekule se lahko v premajhnih porah ujamejo in zamašijo pretočne kanale, kar se lahko odrazi v manjših izkoristkih pri ločevanju in čiščenju. Poleg tega lahko zaradi zamašitve tlak na nosilcu močno naraste in pride do fizičnih poškodb le tega. Pri izbiri nosilca z določeno velikostjo por je potrebno biti pazljiv, saj se lahko vezna kapaciteta zmanjša na račun večjih por, zaradi zmanjšanja specifične površine. Predmet mojega doktorskega dela je bil najti ustrezen način funkcionalizacije površine por monolita, ki bo zagotavljala zvišanje kapacitete biomolekul ob čim nižjem padcu tlaka. Najpogostje se v ta namen uporablja uvajanje polimernih verig (lovk) s tehniko pripajanja (graftiranje). Rezultati doktorske disertacije so pokazali najmanj dva do tri kratno povišanje dinamične vezne kapacitete za številne različno velike molekule, vključno s plazmidno DNA na graftiranih monolitnih nosilcih. Čeprav graftiranje na površino metakrilatnih monolitov povzroča nižjo prepustnost, je njihova kapaciteta mnogo višja od ne-graftiranih monolitov, ki imajo isto prepustnost pri enakih pogojih. Zaradi dokazanih pretočno neodvisnih lastnosti, lahko graftirani metakrilatni monoliti postanejo primerna izbira za čiščenje različno velikih molekul. Izboljšanje procesov čiščenja biomolekul je mogoče na področju produktivnosti, selektivnosti in enostavnejše uporabe. Idealno so vse tri karakteristike zajete v enem samem kromatografskem nosilcu, kar omogoča čiščenje v enem samem kromatografskem koraku. Z graftiranjem hidrofobnih linearnih verig in naknadno pretvorbo preostalih epoksi v anionske skupine nam je uspelo pripraviti monolit z mešanimi adsorpcijskimi lastnostmi, ki se je izkazal kot učinkovit v procesu čiščenja pDNA.
Ključne besede: graftiranje (pripajanje), funkcionalizacija, CIM monoliti, anionsko-izmenjevalni kromatografski nosilci, DEAE, padec tlaka, prepustnost, dinamična vezna kapaciteta, proteini, pDNA, število veznih mest (z-faktor), kombinirani monoliti
Objavljeno v DKUM: 01.12.2009; Ogledov: 4950; Prenosov: 387
Celotno besedilo (1,37 MB)