Akut Demir Zehirlenme Tedavileri için Moleküler Baskılama Yaklaşımı ile Alternatif Polimerik Nano Şelatörlerin Tasarlanması

Designing of Alternative Polymeric Nano-Chelator for Treatment in Acute Iron Poisoning by Molecular İmprinting Approach

Özet

Bu çalışmanın amacı akut demir zehirlenmelerinin tedavisi için, sindirim sisteminden demir iyonlarının yüksek kapasitede ve hızlı bir şekilde uzaklaştırılmasına yönelik alternatif polimerik şelatlayıcı geliştirilmesidir. Bu amaçla surfaktansız emülsiyon polimerizasyon yöntemi ile Fe3+ iyonları baskılanmış poli(hydroxyethyl methacrylate-N-methacryloyl-(l)- glutamic acid) (HEMA-MAGA) nanopartikülleri sentezlendi. Moleküler baskılama yöntemi nanopartiküllerin seçiciliğini artırmak için kullanıldı. Karboksil ve amid grupları olması nedeniyle MAGA monomeri Fe3+ iyonlarını şelatlayıcı ajan olarak seçildi. Fe3+ iyonları baskılanmış polimer sentezlenmeden önce Fe3+ iyonları MAGA monomeri ile kompleksleştirildi ve sonra Fe3+- MAGA kompleksinin varlığında Fe3+ baskılanmış nanopartiküller sentezlendi. Poli(HEMA-MAGA) nanopartiküller infrared spektroskoisi (FTIR), atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) ve partikül boyut ve boyut dağılımıda zeta sizerla karakterize edildi. Fe3+ baskılanmış poli(HEMA-MAGA) nanopartiküllerin yüzey alanı ve ortalama çapı sırasıyla 895 m2.g-1 v e 9 5.3 n m dir. Poli(HEMA-MAGA) nanopartiküllerin maksimum Fe3+ iyonları bağlama kapasiteleri yapay mide suyunda pH: 4.0 te 206.4 mg.g-1 nanopartiküldür. Fe3+ baskılanmış poli(HEMA-MAGA) nanopartiküllerin Fe3+ iyonları uzaklaştırma performansları başka iyonlar varlığında, optimum ortam pH’ı, sıcaklık ve denge bağlanma zamanı incelendi. Fe3+ iyonları uzaklaştırma çalışmaları hem sulu çözeltide hemde yapay mide suyu çözeltisinde yapıldı. Yapılan tüm bu deneysel çalışmaların sonuçları Fe3+ baskılanmış poli(HEMA-MAGA) nanopartiküllerin Fe3+ i yonlarının ç ok k ısa z aman i çerisinde v e ç ok y üksek k apasitede uzaklaştırmada alternatif şelatlayıcı ajan olabileceğini göstermektedir.

Abstract

The aim of this study is to develop an alternative polymeric chelating agent for rapid and selectively removal with highcapacity of iron (Fe3)+ ions from the gastrointestinal (GI) tract for the o ral treatment of a cute iron p oisoning. F or thispurpose, Fe3+ imprinted poly(hydroxyethyl methacrylate-N-methacryloyl-(l)- glutamic acid) (HEMA-MAGA) nanoparticleswere synthesized by surfactant free emülsiyon polymerization. Molecular imprinting (MIP) technique was used to enhancethe selectivity of nanoparticles. Due to being carboxyl and amide groups on the MAGA monomer, it was chosen as a chelatingagent for Fe3+ ions. Before the synthesizing of Fe3+ imprinted polymer, Fe3+ ions were complexed with (N-methacryloyl-(l)-glutamic acid) MAGA and then Fe3+ imprinted nanoparticles were synthesized in the presence of this Fe3+-MAGA complexes.Poly(HEMA-MAGA) nanoparticles were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), atomic force microscopy (AFM).Average particle size and size distribution also determined by zeta sizer. The specific surface area and mead diameter ofthe Fe3+ i mprinted p oly(HEMA-MAGA) n anoparticles w as 8 95 m 2.g-1 a nd 9 5.3 n m, r espectively. T he m aximum F e3+ ionsbinding capacity of the poly(HEMA-MAGA) nanoparticles at pH:4.0 were 206.4 mg.g-1 nanoparticles in intestinal mimickingsolution(IMS). Fe3+ r emoval p erformance o f t he F e3+ i mprinted p oly(HEMA-MAGA) n anoparticles w ith p resence o f o therions, optimum medium pH, temperature and equilibrium binding time were also investigated. Fe3+ removal studies wereperformed in both aqueous solution and intestinal mimicking solution. The results indicate that Fe3+ imprinted poly(HEMAMAGA)nanoparticles is an alternative chelating agent for the selective Fe3+ ions removal in a short time and with very highcapacity.