haku: @keyword immobilisointi / yhteensä: 9
viite: 1 / 9
« edellinen | seuraava »
| Tekijä: | Hämäläinen, Anna |
| Työn nimi: | Protein immobilisation on cellulose |
| Proteiinien immobilisointi selluloosaan | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | (7) + 48 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Kemian tekniikan korkeakoulu |
| Oppiaine: | Biomassan jalostustekniikka (CHEM3021) |
| Valvoja: | Vuorinen, Tapani |
| Ohjaaja: | Nuopponen, Markus ; Khanjani, Pegah |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201702242568 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 7904 | Arkisto |
| Avainsanat: | aldehyde group cellulose extra cellular matrix protein immobilisation micro fibrillated cellulose aldehydiryhmä immobilisointi mikrofibrilloitu selluloosa selluloosa soluväliaineproteiinit |
| Tiivistelmä (fin): | Viime vuosina selluloosan johdannaiset ovat saaneet paljon huomiota niiden monipuolisuuden, runsauden ja yksinkertaisuuden vuoksi. Mikrofibrilloitu selluloosa on yksi selluloosan johdannainen, jossa selluloosan nanokokoiset kuidut on erotettu toisistaan. Se poikkeaa perinteisestä sellusta muuttuneiden ominaisuuksien ja erilaisen ulkonäön johdosta, mitkä mahdollistavatkin uusien ja innovatiivisten sovellusten kehittämisen. Mikrofibrilloitu selluloosa voi täten myös tarjota proteiinien immobilisointiin soveltuvan orgaanisen pinnan. Tämän diplomityön tarkoituksena on funktionalisoida aldehydiryhmiä selluloosapolymeeriin, joka mahdollistaisi proteiinien immobilisoinnin kovalenttisesti. Tässä työssä, selluloosan modifiointi aloitetaan allylointireaktiolla, jonka tarkoitus on rakentaa selluloosaan pidempi sivuketju, joka tekee aldehydiryhmästä proteiinille saavutettavamman. Kolmen erillisen allylointireaktion onnistumista arvioidaan sekä UV-Raman-spektroskopialla että permanganaatti-titrauksella. Aldehydiryhmät luodaan hapettamalla allyyliketjun kaksoissidos otsonikaasulla. Proteiinien immobilisointi suoritetaan pH:ssa 7 ja 37 °C kolmen tunnin reaktioajalla, jotka havaittiin optimaalisiksi olosuhteiksi jatkosovellusta ajatellen. Proteiinin sitomiskykyä testataan sekä modifioiduille sellukuiduille että mikrofibrilloidulle selluloosalle käyttämällä kollageeni tyypin I proteiinia, mitä arvioidaan kolorimetrisellä analyysillä. Allylointireaktio, joka suoritettiin allyyliglysidyylieetterillä, havaittiin tehokkaimmaksi, minkä vuoksi sitä käytettiin jatkotutkimuksissa. Allyyliselluloosaa hapetettiin eri otsonikaasuannoksilla, jotta saatiin selville optimiannos aldehydiryhmien luomiseen, sillä aldehydiryhmien määrä on todennäköisesti immobilisoituvien proteiinien lukumäärää rajoittava tekijä. Aldehydiryhmien suurin pitoisuus saavutettiinkin yhden prosentin otsoniannoksella yhtä milligrammaa kuivaa sellua kohti. Kolorimetrianalyysin mukaan aldehydiryhmiä sisältävä selluloosa sitoi proteiineja enemmän kuin käsittelemätön selluloosa. Mikrofibrilloitu aldehydiryhmiä sisältävä selluloosa kuitenkin sitoi proteiineja huomattavimmissa määrin verrattuna käsittelemättömään ja fibrilloimattomaan selluun. |
| Tiivistelmä (eng): | Cellulose derivatives have recently gained much attention due to their versatility, abundance and simplicity. One cellulose derivative commonly used as a reinforcement in nano-composites is micro-fibrillated cellulose (MFC). MFC is pulp consisting of fibres that can be separated through mechanical treatment to form nano-scale cellulose fibrils. These nano-scale fibrils possess properties that enable novel, innovative applications. For example, MFC can be applied as a solid organic surface for permanent immobilisation of proteins. This thesis aims to develop a process for functionalising cellulose fibrils with aldehyde groups in order to achieve covalent immobilisation of the extra-cellular matrix proteins in MFC. To ease the accessibility of proteins to the fibrils, the cellulose modification commences from an allylation reaction that creates a longer side-chain on the cellulose polymer. Three individual allylation reaction schemes are compared using UV-Raman spectroscopy and permanganate titration analysis. The aldehyde groups are generated from the allyl chain double-bonds through oxidation with ozone gas. The immobilisation reaction is conducted at a pH of 7 for 3 hours at 37°C, which was found to be optimal for applications, such as tissue engineering. The capability of the MFC to bind protein collagen type I is evaluated utilizing colorimetric analysis for both modified pulp fibres and micro-fibrillated fibrils. The allylation reaction conducted with allyl glycidyl ether at moderate temperatures was found to be superior and was thus utilized in the following oxidation reaction. The greatest number of aldehyde groups were obtained using 1% of ozone/1 mg dry pulp, which was observed to be the limiting factor for protein coupling. The colorimetric analysis assay suggested that aldehyde-modified pulp fibres without fibrillation differ little from pure pulp in their degree of immobilisation. On the other hand, the aldehyde-functionalised micro-fibrillated cellulose fibrils showed a strong capability to bind collagen. |
| ED: | 2017-03-26 |
INSSI tietueen numero: 55773
+ lisää koriin
« edellinen | seuraava »
INSSI