Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Polihidroksialkanoatlar veya PHA'lar, şekerlerin veya lipitlerin bakteriyel fermantasyonu da dâhil olmak üzere, doğada çok sayıda mikroorganizma tarafından üretilen poliesterlerdir. Bakteriler tarafından üretildiklerinde, hem enerji kaynağı hem de karbon deposu görevi görürler. Son derece farklı özelliklere sahip malzemeler elde etmek için bu aile içinde 150'den fazla farklı monomer birleştirilebilir. Bu plastikler biyobozunurdur ve biyoplastik üretiminde kullanılır.
Erime noktaları 40 ile 180 °C arasında olan termoplastik veya elastomerik malzemeler olabilirler.
PHA'nın mekanik özellikleri ve biyouyumluluğu aynı zamanda, yüzeyi daha da karıştırmak, modifiye etmek veya PHA'yı diğer polimerler, enzimler ve inorganik malzemelerle birleştirmek suretiyle değiştirilebilir, böylece daha geniş bir uygulama alanı için bunu mümkün kılar.
Biyosentezi
PHA üretmek için gibi bir mikro organizma kültürü uygun bir ortama yerleştirilir ve hızlı bir şekilde çoğalabilmesi için uygun besinlerle beslenir. Popülasyon önemli bir seviyeye ulaştığında, mikroorganizmayı PHA'yı sentezlemeye zorlamak için besin bileşimi değiştirilir. Hücre içi granül inklüzyonlarından elde edilen PHA'nın verimi, organizmanın kuru ağırlığının %80'i kadar yüksek olabilir.
PHA'nın biyosentezi, genellikle belirli eksiklik koşullarından (örneğin, fosfor, azot, iz elementler veya oksijen eksikliği gibi makro elementlerin eksikliği) ve aşırı karbon kaynağı arzı nedeniyle ortaya çıkar.
Polyesterler, hücrelerde oldukça kırıcı granüller formunda depolanır. Mikroorganizmaya ve ekim koşullarına bağlı olarak, farklı hidroksialkanik asitlere sahip homo- veya üretilir. PHA granülleri daha sonra hücrelerin parçalanmasıyla geri kazanılır. Rekombinant Bacillus subtilis str. pBE2C1 ve Bacillus subtilis str. pBE2C1AB, polihidroksialkanoatların (PHA) üretiminde kullanılmıştır ve malt atıklarını, PHA üretiminin düşük maliyeti için karbon kaynağı olarak kullanabilecekleri gösterilmiştir.
PHA sentazları, PHA biyosentezinin anahtar enzimleridir. Koenzim A - tioester (r)-hidroksi yağ asitlerinin substratları olarak kullanılır. İki PHA sentaz sınıfı, kısa veya orta zincir uzunluğundaki hidroksi yağ asitlerinin spesifik kullanımında farklılık gösterir.
Elde edilen PHA iki tiptedir:
- Üç ile beş karbon atomu içeren kısa zincir uzunluklarına sahip hidroksi yağ asitlerinden poli (HA SCL), ve () dâhil olmak üzere çok sayıda bakteri tarafından sentezlenir.
- 6 ile 14 karbon atomu içeren orta zincir uzunluklarına sahip hidroksi yağ asitlerinden poli (HA MCL), örneğin Pseudomonas putida ile yapılabilir.
ve dâhil olmak üzere birkaç bakteri, yukarıdaki iki tip hidroksi yağ asidinden kopolyesteri sentezler veya en azından bu sentezin bir parçası olabilen enzimlere sahiptir.
Toprak organizmalarının yardımı ile daha da büyük ölçekli bir sentez yapılabilir. Azot ve fosfor eksikliği nedeniyle, her üç kilogram şeker için bir kilogram PHA üretirler.
En basit ve en yaygın şekilde ortaya çıkan PHA formu, 1000 ila 30000 hidroksi yağ asidi monomerinden oluşan (poli-3-hidroksibütirat, P3HB) fermantatif üretimidir.
Endüstriyel üretim
PHA'nın endüstriyel üretiminde, polyester, şeker veya glukozun mikrobiyal fermantasyon koşullarını optimize ederek bakterilerden çıkarılır ve saflaştırılır.
1980'lerde , "Biopol" olarak adlandırılan fermantasyon yoluyla elde edilen geliştirmiştir. "Biopol" adı altında satılmış ve ABD'de Monsanto ve daha sonra tarafından dağıtılmıştır.
Fermantasyon için ham madde olarak, glukoz ve sukroz gibi karbonhidratlar kullanılabilir, fakat ayrıca biyodizel üretiminden elde edilen bitkisel yağ veya gliserin kullanılabilir. Endüstri araştırmacıları, bakterilerden PHA sentez yollarını eksprese eden ve böylece dokularında enerji depolaması olarak PHA üreten transgenik ürünlerin geliştirileceği yöntemler üzerinde çalışmaktadır. Birçok şirket, start-up Micromidas ve bağlı kuruluşu Anoxkaldnes de dâhil olmak üzere atık sudan PHA üretme yöntemleri geliştirmek için çalışmaktadır.
PHA'lar esas olarak enjeksiyon kalıplama, ekstrüzyon ve ekstrüzyon kabarcıkları yoluyla filmlere ve içi boş gövdelere işlenmektedir.
Madde özellikleri
PHA polimerleri termoplastiktir, geleneksel işleme ekipmanında işlenebilir ve kompozisyonlarına bağlı olarak sünek ve daha fazla veya daha az elastiktir. Kimyasal bileşimlerine göre (homo- veya kopolyester, hidroksi yağ asitleri içeren) özelliklerinde farklılık gösterir.
Polilaktik asit, kısmi ca. gibi polimerlerdeki diğer biyoplastiklerin aksine 180 °C'ye kadar olan sıcaklıklarda UV dayanıklıdır ve su geçirgenliği düşüktür. , birkaç ila %70 aralığında olabilir. İşlenebilirlik, darbe dayanıklılığı ve esneklik, malzemedeki daha yüksek bir yüzde değerine sahip olarak iyileşir. PHA'lar kloroform, diklorometan veya dikloroetan gibi halojenli çözücüler içinde çözünür.
PHB, malzeme özelliklerinde polipropilene (PP) benzer, nem ve aroma bariyer özelliklerine karşı iyi bir dirence sahiptir. Saf PHB'den sentezlenen polihidroksibütirik asit, nispeten kırılgan ve katıdır. Beta-hidroksivalerik asit gibi başka yağ asitlerini içerebilen PHB kopolimerleri elastik olabilir.
Uygulamaları
-
![image]()
Poli-3-hidroksivalerat (PHV) yapısı -
![image]()
Poli-4-hidroksibütirat (P4HB) yapısı
Biyolojik olarak parçalanabilirliği ve yeni özelliklere sahip biyoplastikler oluşturma potansiyeli nedeniyle, PHA bazlı malzemelerin kullanımını geliştirmek için büyük ilgi vardır. PHA, fosil olmayan yakıt kaynaklarından plastik oluşturmak için bir araç olarak yeşil ekonomiye uyar. Ayrıca Pseudomonas putida bakterileri kullanılarak plastik atığın (örneğin polietilen tereftalat ve poliüretan) "geri dönüştürülmesiyle" PHA'ya dönüştürülmesi için aktif araştırmalar yapılmaktadır.
(poli (3-hidroksibütirat-ko-3-hidroksivalerat)) olarak adlandırılan bir PHA kopolimeri daha az sert ve daha dayanıklıdır ve ambalaj malzemesi olarak kullanılabilir.
haziran 2005'te bir ABD şirketi (Metabolix, Inc.), PHA'lar üretmek için uygun maliyetli bir yöntem geliştirmeleri ve ticarileştirilmelerindan dolayı ABD Başkanlık Yeşil Kimya Mücadele Ödülü'nü (küçük işletme kategorisi) aldı.
Mikroorganizmaların tıbbi ve farmasötik endüstrilerinde ürettikleri, özellikle de biyolojik olarak parçalanabilirliklerinden dolayı PHA için potansiyel uygulamalar vardır.
Fiksasyon ve ortopedik uygulamalar arasında dikişler, dikiş sabitleyiciler, menisküs tamir cihazları, perçinler, zımbalar, vidalar (girişim vidaları dâhil), kemik plakaları ve kemik kaplama sistemleri, cerrahi ağ, onarım yamaları, sapanlar, kardiyovasküler yamalar, ortopedik pimler (kemik takviye malzemesi dâhil), , stentler, kılavuzlu doku onarımı / rejenerasyon cihazları, eklem kıkırdak onarımı cihazları, sinir kılavuzları, tendon tamir cihazları, atriyal septal defekt tamir cihazları, perikardiyal yamalar, kabarma ve dolum maddeleri, damar kapakçıkları, kemik iliği iskeleleri, menisküs rejenerasyon cihazları, ligament ve tendon greftleri, oküler hücre implantları, spinal füzyon kafesleri, kemik dübelleri, yara sargıları ve yer alır.
Kaynakça
- ^ Lu, Jingnan; Tappel, Ryan C.; Nomura, Christopher T. (5 Ağustos 2009). "Mini-Review: Biosynthesis of Poly(hydroxyalkanoates)". Polymer Reviews. 49 (3). ss. 226-248. doi:10.1080/15583720903048243. ISSN 1558-3724.
- ^ a b Doi, Yoshiharu; Steinbuchel, Alexander (2002). Biopolymers. Weinheim, Almanya: Wiley-VCH. ISBN .
- ^ Michael, Anne John (12 Eylül 2004). . 28 Ocak 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Kasım 2019.
- ^ Kim, Y. B.; Lenz, R. W. (2001). "Polyesters from microorganisms". Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. Cilt 71. ss. 51-79. doi:10.1007/3-540-40021-4_2. ISBN . ISSN 0724-6145. (PMID) 11217417.
- ^ Jacquel, Nicolas; Lo, Chi-Wei; Wei, Yu-Hong; Wu, Ho-Shing; Wang, Shaw S. (2008). "Isolation and purification of bacterial poly(3-hydroxyalkanoates)". Biochemical Engineering Journal. 39 (1). ss. 15-27. doi:10.1016/j.bej.2007.11.029.
- ^ Ewa Rudnik (3 Ocak 2008). Compostable Polymer Materials. Elsevier. s. 21. ISBN . Erişim tarihi: 10 Temmuz 2012.
- ^ Martin Lamonica (27 Mayıs 2010). "Micromidas to test sludge-to-plastic tech". CNET. 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 23 Ekim 2015.
- ^ Seb Egerton-Read (9 Eylül 2015). . Circulate. 20 Ekim 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Ekim 2015.
- ^ Jacquel, Nicolas; Lo, Chi-Wei; Wu, Ho-Shing; Wei, Yu-Hong; Wang, Shaw S. (2007). "Solubility of polyhydroxyalkanoates by experiment and thermodynamic correlations". AIChE Journal. 53 (10). ss. 2704-14. doi:10.1002/aic.11274.
- ^ . www.p4sb.eu (İngilizce). 15 Kasım 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Ekim 2017.
- ^ Chen, Guo-Qiang; Wu, Qiong (2005). "The application of polyhydroxyalkanoates as tissue engineering materials". Biomaterials. 26 (33). ss. 6565-78. doi:10.1016/j.biomaterials.2005.04.036. (PMID) 15946738.
Konuyla ilgili yayınlar
- Mohapatra, S.; Sarkar, B.; Samantaray, D. P.; Daware, A.; Maity, S.; Pattnaik, S.; Bhattacharjee, S. (2017). "Bioconversion of fish solid waste into PHB using Bacillus subtilis based submerged fermentation process". Environmental Technology. 38 (24). ss. 1-8. doi:10.1080/09593330.2017.1291759. (PMID) 28162048.
- Mohapatra, Swati; Maity, Sudipta; Dash, Hirak Ranjan; Das, Surajit; Pattnaik, Swati; Rath, Chandi Charan; Samantaray, Deviprasad (Aralık 2017). "Bacillus and biopolymer: Prospects and challenges". Biochemistry and Biophysics Reports. Cilt 12. ss. 206-13. doi:10.1016/j.bbrep.2017.10.001. (PMC) 5651552 $2. (PMID) 29090283.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Polihidroksialkanoatlar veya PHA lar sekerlerin veya lipitlerin bakteriyel fermantasyonu da dahil olmak uzere dogada cok sayida mikroorganizma tarafindan uretilen poliesterlerdir Bakteriler tarafindan uretildiklerinde hem enerji kaynagi hem de karbon deposu gorevi gorurler Son derece farkli ozelliklere sahip malzemeler elde etmek icin bu aile icinde 150 den fazla farkli monomer birlestirilebilir Bu plastikler biyobozunurdur ve biyoplastik uretiminde kullanilir Poli R 3 hidroksibutirat bir polihidroksialkanoatP3HB PHV ve onlarin kopolimer PHBV kimyasal yapisi Erime noktalari 40 ile 180 C arasinda olan termoplastik veya elastomerik malzemeler olabilirler PHA nin mekanik ozellikleri ve biyouyumlulugu ayni zamanda yuzeyi daha da karistirmak modifiye etmek veya PHA yi diger polimerler enzimler ve inorganik malzemelerle birlestirmek suretiyle degistirilebilir boylece daha genis bir uygulama alani icin bunu mumkun kilar BiyosenteziBazi Bacillus subtilis bakteri suslari polihidroksialkanoat uretmek icin kullanilabilir PHA uretmek icin gibi bir mikro organizma kulturu uygun bir ortama yerlestirilir ve hizli bir sekilde cogalabilmesi icin uygun besinlerle beslenir Populasyon onemli bir seviyeye ulastiginda mikroorganizmayi PHA yi sentezlemeye zorlamak icin besin bilesimi degistirilir Hucre ici granul inkluzyonlarindan elde edilen PHA nin verimi organizmanin kuru agirliginin 80 i kadar yuksek olabilir PHA nin biyosentezi genellikle belirli eksiklik kosullarindan ornegin fosfor azot iz elementler veya oksijen eksikligi gibi makro elementlerin eksikligi ve asiri karbon kaynagi arzi nedeniyle ortaya cikar Polyesterler hucrelerde oldukca kirici granuller formunda depolanir Mikroorganizmaya ve ekim kosullarina bagli olarak farkli hidroksialkanik asitlere sahip homo veya uretilir PHA granulleri daha sonra hucrelerin parcalanmasiyla geri kazanilir Rekombinant Bacillus subtilis str pBE2C1 ve Bacillus subtilis str pBE2C1AB polihidroksialkanoatlarin PHA uretiminde kullanilmistir ve malt atiklarini PHA uretiminin dusuk maliyeti icin karbon kaynagi olarak kullanabilecekleri gosterilmistir PHA sentazlari PHA biyosentezinin anahtar enzimleridir Koenzim A tioester r hidroksi yag asitlerinin substratlari olarak kullanilir Iki PHA sentaz sinifi kisa veya orta zincir uzunlugundaki hidroksi yag asitlerinin spesifik kullaniminda farklilik gosterir Elde edilen PHA iki tiptedir Uc ile bes karbon atomu iceren kisa zincir uzunluklarina sahip hidroksi yag asitlerinden poli HA SCL ve dahil olmak uzere cok sayida bakteri tarafindan sentezlenir 6 ile 14 karbon atomu iceren orta zincir uzunluklarina sahip hidroksi yag asitlerinden poli HA MCL ornegin Pseudomonas putida ile yapilabilir ve dahil olmak uzere birkac bakteri yukaridaki iki tip hidroksi yag asidinden kopolyesteri sentezler veya en azindan bu sentezin bir parcasi olabilen enzimlere sahiptir Toprak organizmalarinin yardimi ile daha da buyuk olcekli bir sentez yapilabilir Azot ve fosfor eksikligi nedeniyle her uc kilogram seker icin bir kilogram PHA uretirler En basit ve en yaygin sekilde ortaya cikan PHA formu 1000 ila 30000 hidroksi yag asidi monomerinden olusan poli 3 hidroksibutirat P3HB fermantatif uretimidir Endustriyel uretimPHA nin endustriyel uretiminde polyester seker veya glukozun mikrobiyal fermantasyon kosullarini optimize ederek bakterilerden cikarilir ve saflastirilir 1980 lerde Biopol olarak adlandirilan fermantasyon yoluyla elde edilen gelistirmistir Biopol adi altinda satilmis ve ABD de Monsanto ve daha sonra tarafindan dagitilmistir Fermantasyon icin ham madde olarak glukoz ve sukroz gibi karbonhidratlar kullanilabilir fakat ayrica biyodizel uretiminden elde edilen bitkisel yag veya gliserin kullanilabilir Endustri arastirmacilari bakterilerden PHA sentez yollarini eksprese eden ve boylece dokularinda enerji depolamasi olarak PHA ureten transgenik urunlerin gelistirilecegi yontemler uzerinde calismaktadir Bircok sirket start up Micromidas ve bagli kurulusu Anoxkaldnes de dahil olmak uzere atik sudan PHA uretme yontemleri gelistirmek icin calismaktadir PHA lar esas olarak enjeksiyon kaliplama ekstruzyon ve ekstruzyon kabarciklari yoluyla filmlere ve ici bos govdelere islenmektedir Madde ozellikleriPHA polimerleri termoplastiktir geleneksel isleme ekipmaninda islenebilir ve kompozisyonlarina bagli olarak sunek ve daha fazla veya daha az elastiktir Kimyasal bilesimlerine gore homo veya kopolyester hidroksi yag asitleri iceren ozelliklerinde farklilik gosterir Polilaktik asit kismi ca gibi polimerlerdeki diger biyoplastiklerin aksine 180 C ye kadar olan sicakliklarda UV dayaniklidir ve su gecirgenligi dusuktur birkac ila 70 araliginda olabilir Islenebilirlik darbe dayanikliligi ve esneklik malzemedeki daha yuksek bir yuzde degerine sahip olarak iyilesir PHA lar kloroform diklorometan veya dikloroetan gibi halojenli cozuculer icinde cozunur PHB malzeme ozelliklerinde polipropilene PP benzer nem ve aroma bariyer ozelliklerine karsi iyi bir dirence sahiptir Saf PHB den sentezlenen polihidroksibutirik asit nispeten kirilgan ve katidir Beta hidroksivalerik asit gibi baska yag asitlerini icerebilen PHB kopolimerleri elastik olabilir UygulamalariPoli 3 hidroksivalerat PHV yapisi Poli 4 hidroksibutirat P4HB yapisi Biyolojik olarak parcalanabilirligi ve yeni ozelliklere sahip biyoplastikler olusturma potansiyeli nedeniyle PHA bazli malzemelerin kullanimini gelistirmek icin buyuk ilgi vardir PHA fosil olmayan yakit kaynaklarindan plastik olusturmak icin bir arac olarak yesil ekonomiye uyar Ayrica Pseudomonas putida bakterileri kullanilarak plastik atigin ornegin polietilen tereftalat ve poliuretan geri donusturulmesiyle PHA ya donusturulmesi icin aktif arastirmalar yapilmaktadir poli 3 hidroksibutirat ko 3 hidroksivalerat olarak adlandirilan bir PHA kopolimeri daha az sert ve daha dayaniklidir ve ambalaj malzemesi olarak kullanilabilir haziran 2005 te bir ABD sirketi Metabolix Inc PHA lar uretmek icin uygun maliyetli bir yontem gelistirmeleri ve ticarilestirilmelerindan dolayi ABD Baskanlik Yesil Kimya Mucadele Odulu nu kucuk isletme kategorisi aldi Mikroorganizmalarin tibbi ve farmasotik endustrilerinde urettikleri ozellikle de biyolojik olarak parcalanabilirliklerinden dolayi PHA icin potansiyel uygulamalar vardir Fiksasyon ve ortopedik uygulamalar arasinda dikisler dikis sabitleyiciler meniskus tamir cihazlari percinler zimbalar vidalar girisim vidalari dahil kemik plakalari ve kemik kaplama sistemleri cerrahi ag onarim yamalari sapanlar kardiyovaskuler yamalar ortopedik pimler kemik takviye malzemesi dahil stentler kilavuzlu doku onarimi rejenerasyon cihazlari eklem kikirdak onarimi cihazlari sinir kilavuzlari tendon tamir cihazlari atriyal septal defekt tamir cihazlari perikardiyal yamalar kabarma ve dolum maddeleri damar kapakciklari kemik iligi iskeleleri meniskus rejenerasyon cihazlari ligament ve tendon greftleri okuler hucre implantlari spinal fuzyon kafesleri kemik dubelleri yara sargilari ve yer alir Kaynakca Lu Jingnan Tappel Ryan C Nomura Christopher T 5 Agustos 2009 Mini Review Biosynthesis of Poly hydroxyalkanoates Polymer Reviews 49 3 ss 226 248 doi 10 1080 15583720903048243 ISSN 1558 3724 a b Doi Yoshiharu Steinbuchel Alexander 2002 Biopolymers Weinheim Almanya Wiley VCH ISBN 978 3 527 30225 3 Michael Anne John 12 Eylul 2004 28 Ocak 2007 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 15 Kasim 2019 Kim Y B Lenz R W 2001 Polyesters from microorganisms Advances in Biochemical Engineering Biotechnology Cilt 71 ss 51 79 doi 10 1007 3 540 40021 4 2 ISBN 978 3 540 41141 3 ISSN 0724 6145 PMID 11217417 Jacquel Nicolas Lo Chi Wei Wei Yu Hong Wu Ho Shing Wang Shaw S 2008 Isolation and purification of bacterial poly 3 hydroxyalkanoates Biochemical Engineering Journal 39 1 ss 15 27 doi 10 1016 j bej 2007 11 029 Ewa Rudnik 3 Ocak 2008 Compostable Polymer Materials Elsevier s 21 ISBN 978 0 08 045371 2 Erisim tarihi 10 Temmuz 2012 Martin Lamonica 27 Mayis 2010 Micromidas to test sludge to plastic tech CNET 4 Mart 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 23 Ekim 2015 Seb Egerton Read 9 Eylul 2015 Circulate 20 Ekim 2015 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 23 Ekim 2015 Jacquel Nicolas Lo Chi Wei Wu Ho Shing Wei Yu Hong Wang Shaw S 2007 Solubility of polyhydroxyalkanoates by experiment and thermodynamic correlations AIChE Journal 53 10 ss 2704 14 doi 10 1002 aic 11274 www p4sb eu Ingilizce 15 Kasim 2019 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 26 Ekim 2017 Chen Guo Qiang Wu Qiong 2005 The application of polyhydroxyalkanoates as tissue engineering materials Biomaterials 26 33 ss 6565 78 doi 10 1016 j biomaterials 2005 04 036 PMID 15946738 Konuyla ilgili yayinlarMohapatra S Sarkar B Samantaray D P Daware A Maity S Pattnaik S Bhattacharjee S 2017 Bioconversion of fish solid waste into PHB using Bacillus subtilis based submerged fermentation process Environmental Technology 38 24 ss 1 8 doi 10 1080 09593330 2017 1291759 PMID 28162048 Mohapatra Swati Maity Sudipta Dash Hirak Ranjan Das Surajit Pattnaik Swati Rath Chandi Charan Samantaray Deviprasad Aralik 2017 Bacillus and biopolymer Prospects and challenges Biochemistry and Biophysics Reports Cilt 12 ss 206 13 doi 10 1016 j bbrep 2017 10 001 PMC 5651552 2 PMID 29090283