Imobilizacija enzima na mezoporozni SiO2 pripremljen sol-gel postupkom

diplomski rad

• Naslov (engleski): Enzyme immobilization on mesoporous silica synthesized by sol-gel method
• Autor: Antonia Giacobi
• Mentor: Jelena Macan (mentor)
• Član povjerenstva: Jelena Macan (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Hrvoje Ivanković (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Aleksandra Sander (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2015-06-12, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo; Kemijsko inženjerstvo u razvoju materijala

Sažetak

Mezoporozni SiO2 se zbog svoje velike površine koristi kao nosač za imobilizaciju katalizatora, preciznije enzima, lipaze i celulaze. Lipaza se koristi kao katalizator u procesu proizvodnje biodizela, dok se celulaza koristi kao katalizator u procesu proizvodnje bioetanola. Glavni problem kod korištenja enzima je njihova cijena, pa je imobilizacijom omogućeno njihovo ponovno korištenje i smanjenje cijene proizvodnje.
Za dobivanje mezoporoznog SiO2 korišten je sol-gel postupak. Kao prekursor korišten je tetraetoksisilan, dok su kao predlošci za dobivanje porozne strukture korišteni želatina, surfaktant heksadeciltrimetilamonijev bromid i polimer poli(etilen-glikol)-block-poli(propilen-glikol)-block-poli(etilen-glikol).
Dobiveni uzorci ispitani su infracrvenom spektroskopskom analizom s Fourierovim transformacijama (FTIR), pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM), energijski razlučujućom rendgenskom spektrometrijom (EDS) i termogravimetrijskom analizom (TGA).
Priprema uzoraka s manjom količinom otapala pokazala se uspješnijom ako se koristi surfaktantni predložak, dok želatini i Pluronicu P123 više odgovara veća količina otapala i kiseliji uvjeti.
Prema intenzitetu vrpci na FTIR spektru, lipaza se uspješnije imobilizira od celulaze što potvrđuje i TGA analiza s masenim udjelom imobilizirane lipaze (34 %) i celulaze (30 %). Slične vrijednosti dobivaju se i EDS analizom.

Sažetak (engleski)

Mesoporous silica with high surface area is used as a support for catalyst, or more precisely enzyme immobilization. In this work enzymes used were lipase and cellulase. Lipase is used for biodiesel production and cellulase is used for bioethanol production. The main problem for the production is high enzyme cost. This is solved by immobilization which allows enzyme re-use and decreases the cost of biodiesel and bioethanol production.
Sol-gel method was used to prepare the mesoporous silica. Tetraethoxysilane was used as a precursor and gelatine, hexadecyltrimethylammonium bromide and poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol) were used as templates.
Obtained samples were analyzed with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS) and thermogravimetric analysis (TGA).
Sample preparation with a small amount of solvent is effective when using surfactant as template, while for gelatin and Pluronic P123 a larger quantity of solvent and acidic conditions are preferred.
According to the intensity of FTIR bands, lipase is immobilized more effectively than cellulase, as confirmed by TGA determination of weight of immobilized lipase (34%) and cellulase (30%). Similar values are obtained by EDS analysis.

• Ključne riječi: celulaza; lipaza; mezoporozni SiO2; sol-gel postupak
• Ključne riječi (engleski): cellulase; lipase; mesoporous silica; sol-gel method
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:782449
• Studijski program: Naziv: Kemijsko inženjerstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (mag. ing. cheming.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2016-12-06 09:16:46