dc.contributor.advisor | Salih, Bekir | |
dc.contributor.author | Atakay, Mehmet | |
dc.date.accessioned | 2017-01-13T12:51:51Z | |
dc.date.available | 2017-01-13T12:51:51Z | |
dc.date.issued | 2016 | |
dc.date.submitted | 2016-12-09 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/3060 | |
dc.description.abstract | Mass spectrometry is the most convenient technique for obtaining useful information
about the formation parameters of noncovalent complexes in both solution and gas
phases with high accuracy and sensitivity. Ion mobility-mass spectrometry (IM-MS)
additionally gives conformational data about the analyzed molecules. From the drift
time data obtained from the IM-MS analyses, the collision cross sections (CCS) of ions
can be determined, which is a size parameter related to the averaged momentum
transfer impact area of the ions. At the beginning of the studies, poly-L-lysine (PLL)
and polystyrene sulfonic acid (PSS) were analyzed using MALDI tandem time-of-flight
(ToF/ToF) mass spectrometer. The end groups of their chains could be determined by
evaluating data obtained from MALDI mass spectra. Mixtures of PLL and PSS were
prepared in various molar ratios and the signals of their noncovalent complexes could
be detected in the negative ion mode MALDI-MS analysis. The MALDI-MS/MS spectra
confirmed the proposed stoichiometries of the observed noncovalent complexes of
PLL and PSS. Noncovalent complexes of PLL and PSS could also be detected in both
positive and negative ion mode using ESI-Q/ToF-MS with ion mobility capabilities.
Complexes with various charge states and stoichiometries could be identified easily
utilizing ion mobility separation. Most of the noncovalent complex ions obtained in
positive and negative ion modes were fragmented upon collisionally activated
dissociation in the transfer cell unit of the instrument. ESI-MS/MS spectra obtained for
both positive and negative ion modes correlated well with the stoichiometry of the
complexes. Another polyanion, polyacrylic acid (PAA) sample was analyzed by itself
in detail and six different types of PAA series with various end groups were detected
in the sample. It was determined that some of the series must have been present in
the PAA sample solution while the other series were probably generated in gas phase
during the MS experiment. CCS of PLL-PAA complex ions with different PAA series
were derived separately for comparison of their compactness. The results prove that
the sizes of end groups of each species affect the conformation of the noncovalent
complex in the gas phase. When the poly-L-glutamic acid (PGA) was analyzed, it was
determined that its sample contains linear and cyclic forms of PGA. A mixture of PLL
and PGA was also analyzed in order to monitor the complexes formed between these
polyelectrolytes. The CCS of polyelectrolyte ions were derived individually for
comparing their compactness. It was obtained that the gas-phase conformations of the
polyelectrolytes depend on the nature of functional groups located in their repeating
unit. The CCS values of polyelectrolyte complex ions were also derived. Comparison
of the CCS values of the complexes indicated that differences in complex ion formation
may be caused by reducing repulsion forces between charged groups or forming more
extended structures. Noncovalent complexes of lysozyme formed with PSS oligomers
were also examined in the dissertation to determine how the CCS of protein changed
with the stoichiometry of the PSS chains in the complex. | tr_TR |
dc.description.tableofcontents | ÖZET i
ABSTRACT iii
TEŞEKKÜR v
İÇİNDEKİLER vi
ŞEKİLLER viii
SİMGELER VE KISALTMALAR xii
1. GİRİŞ 1
2. GENEL BİLGİLER 3
2.1. Sentetik Polimerler 3
2.2. Polimer Karakterizasyonu 4
2.3. Kütle Spektrometrik Polimer Analizi 7
2.3.1. İyonlaştırma Yöntemleri 8
2.3.1.1. Matriks-Yardımlı Lazer Desorpsiyon/İyonlaştırma (MALDI) 9
2.3.1.2. Elektrosprey İyonlaştırma (ESI) 12
2.3.2. Kütle Ayırıcıları 17
2.3.2.1. Dört Kutuplu Kütle Ayırıcısı 18
2.3.2.2. Uçuş Zamanlı Kütle Ayırıcısı 19
2.3.2.3. Dört Kutuplu/Uçuş Zamanlı Kütle Ayırıcısı (Q/TOF) 22
2.3.3. Dedektörler 22
2.4. Tandem Kütle Spektrometrisi 23
2.5. İyon Hareketliliği-Kütle Spektrometrisi (IM-MS) 27
2.5.1. Kaydırmalı Dalga İyon Hareketliliği Spektrometrisi (Traveling Wave Ion Mobility Spectrometry, TWIMS) 29
2.5.2. Etkin Çarpışma Kesiti (Collision Cross Section, CCS) 31
2.5.3. IM-MS ile Polimer Karakterizasyonu 34
2.6. Kovalent Olmayan Kompleksler 37
2.7. Polielektrolitler 41
2.7.1. Polielektrolit Çoklu Tabakaları 42
2.7.2. Polielektrolit Kompleksleri 45
3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR 49
3.1. Kullanılan Kimyasallar 49
3.2. MALDI-MS Analizleri 49
3.3. İyon Hareketliliği Kütle Spektrometrisi (IM-MS) Analizleri 51
3.4. Moleküler Modelleme ve Simülasyon 52
4. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 54
4.1. Standart Bir Polikatyon-Polianyon Çiftinin MALDI-MS ile Analizi 54
4.1.1. Standart Bir Polikatyon-Polianyon Çiftinin Komplekslerinin MALDI-MS Analizleri 58
4.2. İyon Hareketlilik Kütle Spektrometrisi ile Polielektrolitlerin ve Komplekslerinin Analizleri 63
4.2.1. PLL-PSS Komplekslerinin IM-MS Analizleri 68
4.2.2. Polikatyon-Polianyon Komplekslerinin Etkin Çarpışma Kesitlerinin Hesaplanması 81
4.2.3. Bir Polielektrolitin Farklı Zincir Sonu Gruplarına Sahip Oligomerlerinin Analizi 86
4.2.4. Polielektrolitlerin Zincir Sonu Gruplarının Komplekslerin Etkin Çarpışma Kesitlerine Etkilerinin İncelenmesi 92
4.2.5. Halkalı Yapıdaki Polielektrolitin Komplekslerinin İncelenmesi 93
4.2.6. Polielektrolit Komplekslerinin CCS Değişimlerinin Kıyaslanması 99
4.3. Protein-Polielektrolit Etkileşiminin İyon Hareketliliği-Kütle Spektrometrisi ile İzlenmesi 101
5. SONUÇLAR 107
6. KAYNAKLAR 113
EKLER 131
ÖZGEÇMİŞ 140 | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/restrictedAccess | tr_TR |
dc.subject | Kovalent olmayan kompleksler | tr_TR |
dc.subject | polielektrolit kompleksleri | tr_TR |
dc.subject | etkin çarpışma kesiti | tr_TR |
dc.subject | iyon hareketliliği-kütle spektrometrisi | tr_TR |
dc.subject | Research Subject Categories::NATURAL SCIENCES | tr_TR |
dc.title | Model Sentetik Polimerlerin Ve Komplekslerinin Gaz Fazı Karakteristiklerinin İncelenmesi | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Kütle spektrometrisi, kovalent olmayan komplekslerin çözelti ve gaz fazlarındaki
oluşum parametreleri ile ilgili faydalı bilginin yüksek doğruluk ve hassasiyetle elde
edilmesi için en uygun tekniktir. İyon hareketliliği-kütle spektrometrisi (IM-MS) ise
bunlara ek olarak analiz edilen moleküllerin konformasyonları ile ilgili detaylı veriler de
sağlamaktadır. IM-MS analizlerinden elde edilen sürüklenme zamanı verilerinden
iyonların ortalama momentum transfer etki alanları ile ilişkili bir boyut parametresi olan
etkin çarpışma kesitleri (CCS) belirlenebilmektedir. Çalışmaların başlangıcında, poli-
L-lizin (PLL) ve polistiren sülfonik asit (PSS) örnekleri, MALDI tandem uçuş zamanlı
(ToF/ToF) kütle spektrometresi ile analiz edilmiştir. Bu türlerin zincir sonu grupları,
MALDI kütle spektrumlarından alınan veriler değerlendirilerek belirlenebilmiştir. PLL ve
PSS karışımları, farklı molar oranlarda hazırlanmış ve bunların kovalent olmayan
komplekslerine ait sinyaller, negatif moddaki MALDI-MS analizi ile gözlenebilmiştir.
Kovalent olmayan PLL-PSS kompleksleri için önerilen stokiyometri oranları, alınan
MALDI-MS/MS spektrumları ile doğrulanmıştır. Kovalent olmayan PLL-PSS
kompleksleri, iyon hareketliliği analizi özelliğine sahip ESI-Q/ToF-MS cihazı ile pozitif
ve negatif iyon modunda gözlenebilmiştir. İyon hareketliliğine göre ayırma özelliğinden
yararlanılarak farklı yük ve stokiyometrilere sahip kompleksler kolaylıkla tayin
edilebilmiştir. Pozitif ve negatif iyon modunda gözlenen kovalent olmayan kompleks
iyonlarının çoğu, cihazın transfer hücresinde gerçekleştirilen çarpışmayla
aktifleştirilmiş parçalama ile daha küçük iyon birimlerine ayrılmıştır. Pozitif ve negatif
iyon modlarında alınan ESI-MS/MS spektrumlarının kompleks stokiyometrileri ile
uyumlu oldukları görülmüştür. Bir başka polianyon olan poli(akrilik asit) (PAA) örneği,
tek başına analiz edilmiş ve bu örneğin farklı zincir sonu gruplarına sahip altı adet PAA
iyon serisi içerdiği gözlenmiştir. Bazı serilerin PAA çözeltisinde kesin olarak bulunduğu,
diğerlerinin ise muhtemelen kütle spektrometrik analiz sırasında gaz fazında
oluştukları belirlenmiştir. Farklı PAA serileri içeren PLL-PAA kompleks iyonlarının
sıkılıklarının kıyaslanması için CCS değerleri ayrı ayrı hesaplanmıştır. Alınan sonuçlar,
her türün zincir sonu grubu büyüklüklerinin kovalent olmayan komplekslerinin gaz
fazındaki konformasyonlarını etkilediklerini göstermiştir. Poli(L-glutamik asit) (PGA)
polianyonu analiz edildiğinde örnek içerisinde doğrusal ve halkalı formlarının
bulunduğu belirlenmiştir. PLL-PGA karışımı da bu polielektrolitlerin komplekslerinin
gözlenmesi için analiz edilmiştir. Polielektrolit iyonlarının sıkılıklarının kıyaslanması için
her birinin CCS değerleri ayrı ayrı hesaplanmıştır. Alınan verilere göre polielektrolitlerin
gaz fazındaki konformasyonlarının tekrar eden birimleri üzerindeki fonksiyonel
gruplara bağlı olduğu belirlenmiştir. Polielektrolit kompleks iyonlarının CCS değerleri
de hesaplanmıştır. Komplekslerin CCS değerlerinin kıyaslanması, yüklü grupların itme
kuvvetlerini azaltması veya daha geniş yapıların oluşması gibi durumların kompleks
iyonlarının oluşumlarındaki farklılıkları meydana getirebildiklerini göstermiştir. Lizozim
proteinin CSS değerinin komplekse katılan PSS zinciri sayısına göre değişimini
belirlemek için lizozimin PSS oligomerleri ile oluşturdukları kovalent olmayan
kompleksler de bu tez çalışmasında incelenmiştir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Kimya | tr_TR |
dc.contributor.authorID | TR39634 | tr_TR |