İNŞaat mühendiSLİĞİ anabiLİm dali

Antioksidanlara Duyarlı Soy Metal Nanoparçacık Esaslı Yeni Sensörler Geliştirilmesi
Antioksidanların insan sağlığına olan yararlarından dolayı (kanser, kardiovasküler ve nörodejeneratif hastalıklar gibi oksidatif stres kaynaklı hastalıkların önlenmesi gibi) toplam içeriğinin değerlendirilmesi oldukça önemlidir. Nanoparçacıklar – 1-100 nm arasında bir boyuta sahip yapılar – yığın halindeki malzemelerden daha üstün ve olağanüstü özelliklere sahip olduğundan dolayı artan şekilde ilgi çekici hale gelmiştir. Bu kapsamda bu tez çalışmasında, sağlıklı beslenme açısından ve biyolojik olarak kritik öneme sahip antioksidanların tayin edilebilmesi için, nanoparçacıkların olağanüstü özelliklerinden yararlanılarak soy metal nanoparçacık esaslı sensörler geliştirilmesi amaçlanmıştır.
Tez çalışmasının ilk kısmında polifenollerin (flavonoidler, basit fenolik ve hidroksisinnamik asitler gibi) antioksidan kapasitelerinin tayini için sitratla stabilize edilmiş gümüş çekirdekleri varlığında polifenollerle Ag (I) iyonlarının indirgenmesi esasına dayanan hassas kolorimetrik bir yöntem geliştirilmiştir. Kararlı süspansiyonun renginin kontrolü, trisodyum sitrat, gümüş nitrat ve gümüş çekirdeklerinin konsantrasyonları değiştirilerek sağlanmıştır. Trisodyum sitrat ve gümüş çekirdekleri varlığında, Ag (I) iyonlarının polifenollerle küresel gümüş nanoparçacıklara (SNP’lere) indirgenmesi 423 nm’de çok yoğun bir yüzey plazmon rezonans absorpsiyon bandı oluşturmuştur. SNP’lerin plazmon absorbansı, polifenollerin spektrofotometrik olarak kantitatif tayinine imkan sağlar. Geliştirilen yöntem geniş bir konsantrasyon aralığındaki standart polifenolik bileşiklere lineer bir cevap vermiştir. Rapor edilen nanoparçacık esaslı antioksidan analizlerinin aksine bu çalışmada SNP’lerin çekirdeklenmesi değil büyümesi konsantrasyona bağlı lineer bir cevap vermiştir. Çeşitli (hidrofilik ve lipofilik) antioksidanların geliştirilen yöntem kullanılarak elde edilen troloks eşdeğeri antioksidan kapasite (TEAC) değerleri, CUPRAC yöntemiyle elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Okzalat, sitrat, meyve asitleri, amino asitler ve indirgeyici şekerler gibi gıdalarda yaygın olarak bulunan türler geliştirilen yöntemi enterfere etmemiştir. Bu yöntem lineerlik, toplamsallık, tekrarlanabilirlik ve geri kazanım açısından valide edilmiştir. Geliştirilen yöntem güvenilir ve kararlıdır. Geliştirilen yöntem, ön işleme gerek olmaksızın bazı meyve suları ve bitki çaylarının toplam antioksidan kapasitesini (TAC) belirlemek için kullanılmış ve geniş bir aralıkta gıda bitkilerinin içerdiği antioksidan envanterinin çıkarılması için uygun bir yöntem olduğu belirlenmiştir.
Biyolojik sistemlerdeki önemli rollerinden dolayı biyotiyollerin tayini için hassas ve seçici yöntemlerin geliştirilmesi önemlidir. Tez çalışmasının ikinci kısmında Ellman reaktifinin (DTNB) adsorbe edildiği altın nanoparçacıklar (Au-NP’ler) (DTNB-Au-NP) kullanılarak biyolojik örnekler ve farmasötik ilaçlardan biyolojik açıdan önemli tiyollerin (biyotiyollerin) seçimli olarak tayinine olanak sağlayan yeni bir optik sensör geliştirilmiştir. Çözelti fazında serbest sülfhidril gruplarının kantitatif belirlenmesinde kullanılan suda çözünür bir bileşik olan, 5,5′-Ditiyo-bis(2-nitrobenzoik asit) (DTNB) kovalent olmayan etkileşimle Au-NP’lerin üzerine adsorbe edilmiş ve biyotiyollerle reaksiyonunun bir sonucu olarak sarı renkli 5-tiyo-2-nitrobenzoat (TNB²⁻) anyonunun oluşumuyla meydana gelen absorbans değişimleri 410 nm’de ölçülmüştür. Sensör geniş bir konsantrasyon aralığında sistein, glutatyon, homosistein, sisteamin, dihidrolipoik asit ve 1,4-ditiyoeritritolü kapsayan standart biyotiyol bileşiklere lineer bir cevap vermiştir. Her bir biyotiyol için kalibrasyon eğrileri oluşturulmuş ve bu bileşiklerin molar absorptiviteleri ve lineer konsantrasyon aralıkları belirlenmiştir. Çeşitli biyotiyollerin DTNB-Au-NP yöntemi kullanılarak elde edilen sistein eşdeğeri tiyol içeriği (CETC) değerleri, tiyollere karşı reaktivitesi bulunan DTNB reaktifinin kullanıldığı klasik DTNB yöntemiyle elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Amino asitler, flavonoidler, vitaminler ve plazma antioksidanları gibi genel biyolojik örnek içerikleri geliştirilen tayin yöntemini enterfere etmemiştir. Bu yöntem lineerlik, toplamsallık, tekrarlanabilirlik ve geri kazanım açısından valide edilmiş ve ortaya konulan yöntem güvenilir ve kararlı bir yöntemdir. DTNB bağlı Au-NP’ler, biyotiyol tayininde klasik DTNB reaktifine göre daha yüksek duyarlılık (daha düşük dedeksiyon limitleri) sağlamıştır. Optimize edilmiş koşullar altında sistein (Cys) geliştirilen yöntemle tayin edilmiştir. Sisteinin geliştirilen yöntemle elde edilen dedeksiyon limiti (LOD) 0.31 μM’dır ve 0.4 – 29.0 μM konsantrasyon aralığında lineerdir (r = 0.998).