Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorChristensen, Bjørn Erik
dc.contributor.advisorSolberg, Amalie
dc.contributor.authorKrogh, Marianne Christiansen von
dc.date.accessioned2021-09-25T16:13:33Z
dc.date.available2021-09-25T16:13:33Z
dc.date.issued2021
dc.identifierno.ntnu:inspera:75551004:16011902
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2782635
dc.descriptionFull text not available
dc.description.abstractAlginat produseres i rød- og brunalger og utgjør 40% av algenes tørrvekt. Biopolymeren finnes i algenes intracellulære rom hvor det fungerer som et strukturelement, tilnærmet cellulose i landplanter. Rød- og brunalger vokser langs den norske vestkysten og har tradisjonelt blitt brukt som emulgator, geleringsmiddel og i medisiner. Alginat er en polyelektrolytt bestående av de to uronsyrene β-D-mannuronat (M) og dets C5 epimer, a-L-guluronat (G). De to epimerene er fordelt i alginatkjeden som alternerende sekvenser og/eller repeterende blokker, avhengig av typen alge. De to uronsyrene har ulike kjemiske egenskaper som løselighet, interaksjon med alkaliske jordmetaller og immunogenisitet. En dypere kunnskap om disse egenskapene er nødvendig for å kunne utnytte alginat til biomedisinske formål. Blokk-kopolymere består av to polymere som er kovalent bundet via et «kjemisk ledd». Blokk-kopolymere har fått mye oppmerksomhet de siste 50 årene, og brukes ofte i plast, vaskemidler og legemidler. Tradisjonelt sett har polymerene som inngår i blokk-polymere vært petroleumbaserte, slik som Polyetylenglykol (PEG). Videre har amfifile blokk-kopolymere vært av spesielt stor interesse, ettersom disse kan brukes til målspesifikk avlevering av medisin. Noen naturlige polysakkarider har ladning og er et grønnere, biokompatibelt og nedbrytbart alternativ til de tradisjonelle polymerene. Målet med denne oppgaven var å lage tre blokk-kopolymere av guluronat-b-dekstran ved hjelp av reduserende aminering; G21-PDHA-Dex36, G23-PDHA-Dex36 og G27-PDHA-Dex36. Det ble undersøkt hvilke faktorer som påvirker løseligheten av guluronat i løsning, inkludert kjedelengde, varierende pH og ulike kalsiumkonsentrasjoner. Videre ble løseligheten av blokk-kopolymerene sammenlignet med løseligheten til ren guluronat. Resultatene av studien indikerer at guluronat med kjedelengde over 20 enheter feller sterkere ut av løsning under pH 3 og ved ekvimolar konsentrasjon av kalsium enn korte oligoguluronater. Det ble observert at turbidimetri kan brukes til å bestemme betingelsene for utfelling av guluronat. Videre kan metoden brukes til å sammenlikne løseligheten av guluronat-b-dekstran og ren oligoguluronat. Resultatene tyder på at guluronat-b-dekstran er løselig under pH 3, i motsetning til guluronat som feller ut under pH 3. Det mest slående funnet er blokk-kopolymerens oppførsel under pH 2, som indikerer syreindusert micelleformasjon. Dette er et lovende steg i undersøkelsen av guluronat-b-dekstran blokk-kopolymeres egenskaper i løsning. Resultatene kan anvendes til å selektivt felle guluronat av spesifikke kjedelengder med kalsium eller senkning av pH. Kunnskap om guluronat og blokk-kopolymerens løselighet er et viktig steg mot selvsamling og bruk av alginat baserte nanopartikler.  
dc.description.abstractAlginates can be found in red and brown algae, where it serves as a structural component like cellulose in terrestrial plants. It is mainly located in the intracellular space and comprises approximately 40% of the total dry matter. The biopolymer grows in abundance at the Norwegian west-coast and has traditionally been used in commercial products as gelling agents, emulsifiers, and medical appliances. Alginate is a polyelectrolyte comprised of two monomers, β-D-mannuronate (M) and its C5 epimer, a-L-guluronate (G), distributed as individual blocks and alternating sequences within the alginate chain. The two monomers have different solubility and immunogenicity, which is essential considering alginate's biomedical applications. Block copolymers consist of two polymers covalently joined by a linker. Block-copolymers have received much attention over the past 50 years and are commonly employed in plastics, detergents, and pharmaceuticals. Traditionally, petroleum-based polymers have used for these purposes, such as Polyethylene-glycol (PEG) and, of particular interest, amphiphilic block polymers as they can be used for drug delivery. However, utilising naturally occurring polysaccharides provides a greener, biocompatible, and biodegradable alternative. The scope of this thesis was to prepare three guluronate-b-dextran block-copolymers by reductive amination, namely, G21-PDHA-Dex36, G23-PDHA-Dex36 and G27-PDHA-Dex36. Factors influencing native guluronates' solubility in solution were investigated including; chain length, varying pH, and different calcium concentrations. The solubility of the prepared block-copolymers was then compared to the solubility of native guluronate. Our results suggest that narrow fractions of guluronate with chains of 20 units and longer, are more susceptible to precipitation below pH 3 and in the presence of equimolar calcium concentrations than shorter oligomers. It was found that turbidimetry could be used to determine the onset of precipitation. Turbidimetry could also be used to study the different solubility of alginate-b-dextran and native oligoguluronate. The results point towards soluble guluronate-b-dextran block-copolymers below pH 3, compared to native guluronates, which precipitates below pH 3. However, the most striking feature was the block-copolymer’s behaviour below pH 2, pointing towards acid-induced micelles formation. This is a promising step in the investigation of the guluronate-b-dextran block-copolymers solution properties. The results can be used to design selective precipitation of guluronate oligomers of specific chain lengths by both calcium and lowered pH. Knowledge about the native material and the block-copolymers solubility can be used as an essential step towards self-assembly and application of alginate-based nanoparticles.
dc.languageeng
dc.publisherNTNU
dc.titleAlginate-b-dextran block-copolymers: preparation and solution properties
dc.typeMaster thesis


Tilhørende fil(er)

FilerStørrelseFormatVis

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel