Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Devising a method to define the amount of change in an amino groups on the surface of chitin when modified by ionic liquids

Maja Bogna Cicha

Abstract

Chitin is the second (after cellulose), most important polymer in the world, abundantly accessible and cheap. Chitin is practically insoluble in typical organic or inorganic solvents which is why using it in its pure form meets with technical limitations. For this reason modification of chitin leading to the creation of substances which maintain the properties of chitin, but which also contain properties suitable for commercial utilization (large numbers of reactive amino groups on the surface of the particles), is much sought after. Such chitin could be used in the cosmetic, pharmaceutical, food or environment industries. The free amino groups of glucosamine units, are an excellent place for the bonding of enzymes, or suitable sites to functionalize chitin. Knowing that the quantity of glucosamine units in a chitin chain is very small (5-10%), it is necessary to increase their number, especially on the surface of molecules. This increase is possible using chitin deacetylase, an enzyme which converts N-acetylglocosamine units to glucosamine units. As the enzyme acts only on the surface of the polymer particle it is important to evaluate the method of determining the quantity of the amino groups present only on the surface. Accurate, easy and cheap determination of these groups is an analytical challenge because most currently used methods do not differentiate between groups on the surface and those that are inside particles (as FTIR or NMR). In this study a method for determination of the amino groups on the surface of chitin, using a method of potentiometric titration has been proposed. It has been found that the minimum weight of an analyzed sample suspended in 15-30 ml solution of 0,1 M HCI is 10 mg chitin. In this study a repeatability of method, influence of titrant concentration and influence of pre-incubation of chitin in acid solution have been checked. The titration results of untreated chitin, modified by ionic liquids and additionally enzymaticly deacetylated and pre-incubated in acid have shown an increase of free amine groups in comparison with native chitin. The results have been compared with FTIR spectroscopy and it has been confirmed that chitin modified by ionic liquids possesses an increased amount of free amino groups. This work was funded by National Science Center under a grant no. DEC-2013/09/B/ST8/00144.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Maja Bogna Cicha (FC) Maja Bogna Cicha,, Faculty of Chemistry (FC)
Title in Polish
Opracowanie metody określania zmiany ilości powierzchniowych grup aminowych chityny w procesie enzymatycznej modyfikacji polimeru
Supervisor
Małgorzata Maria Jaworska (FCPE/DBBE) Małgorzata Maria Jaworska,, Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering (FCPE/DBBE)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering (FCPE/DBBE)
Study subject / specialization
, Biotechnologia
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
06-10-2016
Issue date (year)
2016
Reviewers
Anna Adach (FCPE/DPKT) Anna Adach,, Department of Process Kinetics and Thermodynamics (FCPE/DPKT)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE) Małgorzata Maria Jaworska (FCPE/DBBE) Małgorzata Maria Jaworska,, Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering (FCPE/DBBE)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Keywords in Polish
chityna, grupy aminowe, miareczkowanie
Keywords in English
chitin, amino groups, titration
Abstract in Polish
Chityna jest drugim, zaraz po celulozie najważniejszym polimerem na świecie, powszechnie dostępnym i tanim. Jest praktycznie nierozpuszczalna, dlatego zastosowanie czystej chityny często napotyka wiele ograniczeń technologicznych. Z tego powodu modyfikacje chityny prowadzące do uzyskania produktu o właściwościach chityny i jednocześnie rozpuszczalne w popularnych wodnych roztworach kwasów są wysoce pożądane i szeroko stosowane w przemyśle kosmetycznym, farmaceutycznym, spożywczym i ochronie środowiska. Wolne grupy aminowe chityny występujące w nielicznych merach glukozaminy są doskonałym miejscem wiązania dla enzymów lub miejscem funkcjonalizowania chityny. Ze względu na to, że zawartość merów glukozaminy w cząsteczce chityny jest niewielka (do ok. 5-10%) konieczne jest zwiększenie ich liczby szczególnie na powierzchni cząsteczki. Jest to możliwe przy wykorzystaniu deacetylazy chitynowej, enzymu przekształcającego mery N-acetyloglukozaminy w mery glukozaminy. Przy deacetylacji konieczne jest określenie zmiany liczby powierzchniowych grup aminowych. Prawidłowe, łatwe i szybkie ich oznaczenie w cząsteczce stanowi wyzwanie analityczne, gdyż większość metod obecnie wykorzystywanych w pracach nad chityną i chitozanem nie rozróżnia grup znajdujących się na powierzchni od grup znajdujących się wewnątrz cząstki (np. FTIR, NMR). W niniejszej pracy podjęto próbę wykorzystania metod miareczkowania potencjometrycznego do oznaczenia powierzchniowych grup aminowych chityny. Stwierdzono, że minimalna masa chityny zawieszonej w 15-30 ml 0,1 roztworu HCl wynosi 10 mg. W pracy określono także powtarzalność metody, sprawdzono wpływ stężenia titranta oraz wpływ preinkubacji próbki w kwasię na wyniki oznaczania wolnych grup aminowych. Wyniki miareczkowań chityny modyfikowanej cieczami jonowymi oraz dodatkowo deacetylowanej enzymatycznie i preinkubowanej w kwasie wykazały wzrost ilości wolnych grup aminowych w stosunku do chityny natywnej. Otrzymane wyniki miareczkowań zestawiono z wynikami spektrofotometrycznymi FTIR i potwierdzono, że chityna modyfikowana cieczami jonowymi posiada zwiększoną ilość wolnych grup aminowych. Niniejsza praca była finansowana z budżetu Narodowego Centrum Nauki w ramach grantu nr. DEC-2013/09/B/ST8/00144
File
  • File: 1
    praca dyplomowa_MCicha.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8539

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTafb6c6117f46419ab6dc2973aa50d104/
URN
urn:pw-repo:WUTafb6c6117f46419ab6dc2973aa50d104

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page