Synthesis and characterization of lectin immobilized cryogels for separation of exopolysaccharides

Kriyojeller kısmen donmuş fazda bulunan monomerik veya polimerik öncüllerin çapraz bağlanması yoluyla elde edilen birbirine bağlı makrogözeneklere sahip jel matrislerdir. Kriyojeller eşsiz yapısal özellikleri sayesinde biyoteknoloji alanında birçok uygulamaya sahiptir. Bu tezde, lektin bağlı kriyojellerin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve bu kriyojeller kullanılarak alg kültür ortamından ekzopolisakkaritlerin ayrıştırılması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda sırasıyla; kriyojelasyon tekniği ile monolitik formda poli(2-hidroksietil metakrilat) (PHEMA) kriyojeller sentezlenmiştir. Daha sonra sentezlenen bu kriyojellere, karbonhidrat moleküllerine spesifiklik gösterdiği bilinen Concanavalin A (Con A) ligandı bağlanmıştır. Bu noktada Box-Behnken Design Expert Programı ile kriyojellere maksimum miktarda Con A ligandının bağlanması için gerekli optimum koşullar belirlenmiştir. Optimum koşullarda sentezlenen kriyojelleri karakterize etmek amacıyla; şişme testi, SEM analizi, Micro CT ile porozite ölçümü, elementel analiz ve FT-IR analizi yapılmıştır. Karakterizasyonu yapılmış PHEMA-Con A kriyojelleri kullanılarak B. braunii mikroalginin kültür ortamına salgıladığı yüksek katma değere sahip hidrofilik bileşenler olan ekzopolisakkaritlerin izolasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma kriyojel kullanılarak alg kültür ortamından ekzopolisakkaritlerin ayrıştırıldığı ilk çalışmadır.Cryogels are gel matrices which are prepared from appropriate monomeric or polymeric precursors in semi-frozen liquid media. They have interconnected macropores. Cryogels have many applications in biotechnology due to unique structural properties. In this thesis; synthesis and characterization of lectin immobilized cryogels and using these cryogels, separation of exopolysaccharides from algal culture media were aimed. For this purpose, poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) cryogels were synthesized as monolithic form via cryogelation technique. After that, Concanavalin A, which has specific binding sites for carbohydrate molecules, was immobilized to the cryogels. Optimization studies were carried out using Box-Behnken Design Expert Programme in order to determine optimum synthesis conditions maximizing the binding of Con A to the cryogels. In order to characterize these cryogels, swelling test, SEM, Micro CT, FT-IR and elemental analysis were carried out. Using the PHEMA-Con A cryogels prepared under optimum conditions, exopolysaccharides which are hydrophilic and high-added value components were isolated from B. braunii culture media. This study is the first detailed work for separation of exopolysaccharides from algal culture media using a monolithic cryogel