İNŞaat mühendiSLİĞİ anabiLİm dali

8. KİMYA ANABİLİM DALI

  
KARAMAN ERSOY Şeyda

Danışman : Prof. Dr. Esma TÜTEM

Anabilim Dalı : Kimya

Programı : Analitik Kimya

Mezuniyet Yılı : 2014

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Esma TÜTEM

Prof. Dr. Reşat APAK

Prof. Dr. Ayhan BOZKURT

Prof. Dr. Gülaçtı TOPÇU

Doç. Dr. Kevser SÖZGEN BAŞKAN


Fenolik Bileşiklerin Seçimli Ayrımı ve Tayininde Yeni Malzemelerden Yararlanılması
Moleküler baskılı polimerler (Molecular imprinted polymers, MIPs), belirli molekülleri (veya türevlerini) kimyasal olarak tanıma özelliğine sahip kalıplar içeren polimerik katı malzemelerdir. MIP’ler doğal proteinli reseptörlere kıyasla hazırlama kolaylığı, düşük maliyet, uç sıcaklık ve kimyasal koşullara dayanım, uzun raf ömrü, deneysel tasarımda gelişmiş çok yönlülük gibi belirgin üstünlükler gösterir.
Kuersetin, pek çok bitkinin yaprak, meyve ve çiçeğinde yaygın olarak bulunan flavon ailesinin en aktif bileşenidir. Kuersetin antioksidan, antiviral, antiinflamatuar ve antitümör özellikleri nedeniyle artan bir ilgi konusu olmuştur. Bu nedenle, kuersetinin çeşitli bitki matrikslerinden ayrımı önemli bir araştırma alanı olmaktadır. Ayrıca kuersetinin önderişiklendirmesi (zenginleştirmesi) ve/veya ayrımı, biyolojik maddelerde olduğu gibi çok bileşenli karmaşık gıda ürünlerinde de kuersetin tayini için gerekli bir basamaktır. Kafeik asit birçok bitki ve içecekte bulunan bir hidroksisinnamik asit türevidir. Meyvelerdeki toplam hidroksisinnamik içeriğinin %70 ini oluşturmaktadır. Kafeik asit, iltihabı (inflamasyon) hafifleterek serbest radikallerin zararlı etkilerine ve endotelyal hasar vb.'ne karşı koruma sağlar.
Bu çalışmada, yukarıda bahsedilen sebeplerden dolayı kafeik asit ve kuersetinin ayrımı ve önderişiklendirilmesi için ayrı ayrı baskılı polimerler sentezlendi. Kuersetin baskılı polimerler gözenek oluşturucu çözücü olan asetonun içinde kalıp molekül olarak kuersetin, fonksiyonel monomerler olarak 4-vinil piridin (4-VP), metakrilik asit (MAA), akrilamid (AA), çapraz bağlayıcı olarak etilen glikol dimetakrilat (EDMA) ve başlatıcı olarak 3,3’-azobisizobutironitril kullanılmasıyla farklı mol oranlarında (kalıp:monomer:çapraz bağlayıcı: 1:4:20, 1:5:30, 1:8:40, 1:10:50) hazırlandı. Ayrıca baskısız polimerler (non-imprinted polymers, NIPs) kalıp molekül olmadan sentezlendi. Bunların tanıma ve seçimlilik özellikleri, farklı oranlarda asetonitril (ACN)-dimetilsülfoksit (DMSO) karışımları ve metanoldeki kuersetin çözeltileri ile denge bağla(n)ma denemeleriyle 370 nm’de absorbansları izlenerek incelendi. Kuersetin:4-VP:EDMA’nın 1:4:20 mol oranındaki MIP’i, kuersetin tanıma için en uygun polimer olarak belirlendi. Bahsedilen bu polimerin yapısal olarak ilişkili diğer bileşiklere (rutin, kateşin, vb.) göre kuersetin için büyük ölçüde seçimli olduğu görüldü. MIP ve NIP’lerin adsorpsiyon özellikleri, ACN:DMSO (98:2, v/v) karışımında hazırlanan kuersetin çözeltileriyle Freundlich ve Langmuir adsorpsiyon izotermleri kullanılarak hesaplandı.
Bu çalışmada ayrıca, farklı mol oranlarında (1:4:12, 1:4:16, 1:4:20, 1:5:30, 1:6:30, 1:8:40) bir seri kafeik asit baskılı polimer, gözenek oluşturucu çözücü olarak THF’da hazırlandı. Kafeik asit-MIP'lerin hazırlanması için kalıp molekül olarak kafeik asit, monomer olarak 4-VP, MAA, AA ve 1-vinil imidazol (1-VI), çapraz bağlayıcı olarak EDMA ve başlatıcı olarak AIBN kullanıldı. Ayrıca baskısız polimerler (NIPs) kalıp molekül olmadan sentezlendi. Bunların tanıma ve seçimlilik özellikleri denge bağla(n)ma denemeleri ile 320 nm’de absorbansları izlenerek incelendi. Kafeik asit:4-VP:EDMA’nın 1:4:16 mol oranındaki MIP’i, kafeik asit tanıma için en uygun polimer olarak belirlendi. Bahsedilen bu polimerin yapısal olarak ilişkili diğer bileşiklere (gallik asit, klorojenik asit, vb.) göre kafeik asit için büyük ölçüde seçimli olduğu görüldü. MIP ve NIP’lerin adsorpsiyon özellikleri ACN’deki kafeik asit çözeltileriyle Freundlich ve Langmuir izotermleri kullanılarak hesaplandı.
Kafeik asit ve kuersetin baskılı polimerlerin yapı analizleri Fourier Dönüşümlü İnfrared Spektrokopisi (Fourier Transform Infrared, FTIR)-Zayıflatılmış Toplam Yansıma (Attenuated Total Reflection, ATR) spektrumları kullanılarak gerçekleştirildi. Polimer morfolojileri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelendi.
Hazırlanan moleküler baskılı polimerler kullanılarak moleküler baskılı katı faz ekstraksiyon (MISPE) uygulamaları yapıldı. Böylece sentetik karışımlar ve doğal ürünlerden (kuersetin için; ısırgan ekstraktı hidrolizatı, kırmızı soğan kabuğu ekstraktı ve ekstrakt hidrolizatı ve siyah çay ekstraktı hidrolizatı, klorojenik asit ve kuersetinin her ikisi için de yeşil kahve çekirdeği ekstraktı) kafeik asit (ve/veya kafeik asit türevi klorojenik asit) ve kuersetin (ve/veya kuersetin türevi kamferol, mirisetin, rutin) geri kazanımı gerçekleştirildi.

Utilization Of New Materials In Specific Separation and Determination Of Phenolic Compounds
Molecular imprinted polymers (MIPs) are solid polymeric materials containing templates which have recognizing abilities chemically of specific molecules (or their derivatives). MIPs offer distinct advantages such as ease of preparation, low cost, tolerance to extreme thermal and chemical conditions, long shelf life, and enhanced versatility in experimental design compared to natural proteinaceuous receptors.
Quercetin is the most active compound in flavone family, widely occurring in leaves, fruits, and flowers of many plants. Quercetin has become the topic of increasing interest based on its antioxidant, antiviral and antitumor properties. So, the isolation of quercetin from various plant matrices is becoming an important research area. Moreover, preconcentration and/or separation is a required stage for determining quercetin in complex multicomponent food products as well as in biological objects. Caffeic acid is a hydroxycinnamic acid derivative which is present in many plants and beverages. It accounts for up to 70% of the total hydroxycinnamic acid content in fruits. Caffeic acid can slow down the process of inflammation, thereby providing protection from the hazardous effects of free radicals and against endothelial damage, etc.
In this work, because of the above mentioned reasons, imprinted polymers for the isolation and preconcentration of quercetin and caffeic acid were synthesized separately. Quercetin imprinted polymers in different molar ratios (template:monomer:cross-linker: 1:4:20, 1:5:30, 1:8:40, 1:10:50) were prepared by using quercetin as the template molecule, 4-vinylpyridine (4VP), methacrylic acid (MAA), acrylamide (AA) as the functional monomers, ethylene glycol dimethacrylate (EDMA) as the cross-linker and 2,2’-azobisisobutyronitrile (AIBN) as initiator in the porogen of acetone. Non-imprinted polymers (NIPs) were also synthesized without template. Their recognition and selectivity properties were investigated by equilibrium binding experiments with QC solutions in different proportions of acetonitrile (ACN)-dimethylsulfoxide (DMSO) mixtures and methanol (MeOH) monitoring the absorbances at 370 nm. The MIP with 1:4:20 molar ratio of quercetin-4VP-EDMA was established as the most suitable for recognition of quercetin. The mentioned MIP was found to be highly selective for quercetin according to the other structurally related compounds (rutin, catechin, etc). Sorption parameters of the MIP and the NIP were calculated by using Freundlich and Langmuir isotherms with quercetin solutions in ACN: DMSO (98:2, v/v).
Also in this study, a series with different molar ratios of caffeic acid imprinted polymers (1:4:12, 1:4:16, 1:4:20, 1:5:30, 1:6:30, 1:8:40) were prepared in tetrahydrofuran as porogen. Caffeic acid as template molecule, 4-vinylpyridine (4VP), methacrylic acid (MAA), acrylamide (AA), 1-vinylimidazole as functional monomers, ethylene glycol dimethacrylate (EDMA) as cross-linking agent and 2,2’-azobisisobutyronitrile (AIBN) as initiator were used for the preparation of caffeic acid-MIPs. Non-imprinted polymers (NIPs) were also synthesized without template. Their recognition and selectivity properties were investigated by equilibrium binding experiments monitoring the absorbances at 320 nm. The MIP with 1:4:16 molar ratio of caffeic acid-4VP-EDMA was established as the most suitable for recognition of caffeic acid. The mentioned MIP was found to be highly selective for caffeic acid according to the other structurally related compounds (gallic acid, chlorogenic acid, etc). Sorption parameters of the MIPs and the NIPs were calculated by using Freundlich and Langmuir isotherms with caffeic acid solutions in ACN.
Structure analysis of caffeic acid and quercetin imprinted polymers was carried out by using fourier transform infrared (FTIR)- attenuated total reflection (ATR) spectrum. Morphologies of these polymers were investigated with scanning electron microscopy (SEM).
Molecularly imprinted solid phase extraction (MISPE) applications were performed by using prepared imprinted polymers. Thus, recoveries of caffeic acid (anad/or caffeic acid derivative chlorogenic acid) and quercetin (and/or quercetin derivative kaempferol, miricetin, rutin) were carried out from synthetic mixtures and natural products (nettle extract hydrolizate, red onion peel extract and extract hydrolizate, and black tea extract hydrolizate for quercetin; green coffee bean extract for both quercetin and chlorogenic acid).

  

TÜRKER ACAR Elif

Danışman : Prof. Dr. Gülten ATUN

Anabilim Dalı : Kimya

Programı : Fiziksel Kimya

Mezuniyet Yılı : 2014

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Gülten ATUN

Prof. Dr. Saadet PABUCCUOĞLU

Prof. Dr. Sinem GÖKTÜRK

Prof. Dr. Müzeyyen DOĞAN

Doç. Dr. Süheyla PURA ERGİN


Bazı Ftalosiyanin Geçiş Metal Komplekslerinin Elektrokimyasal Davranışlarının İncelenmesi
Bu tezde, Cu (II) ve Ni (II) tetrasülfo ftalosiyanin kompleksi tetrasodyum tuzlarının (CuTSPc ve NiTSPc), camsı karbon elektrod üzerindeki elektrokimyasal davranışları, pH 2 fosfat tamponu ve pH 12,15 tetra n-bütil amonyum hidroksit (TnBAH) ortamında incelenmiştir. Çevrimsel Voltametri (ÇV) tekniğini kullanarak, camsı karbon çalışma elektodu (CKE), doymuş kalomel referans elektrod ve platin tel yardımcı elektrodunu içeren, bilinen 3 elektrod sistemi ile çalışılmıştır. Elektrod prosesindeki proton (p) ve elektron (n) sayıları, pH ve tarama hızına bağlı pik potansiyel (E_p) değişiminden hesaplanmıştır. Elektrod proses mekanizması, pH ve tarama hızının voltamogramlar üzerindeki etkileri incelenerek aydınlatılmıştır. Modifiye elektodlar Atomik Kuvvet Mikroskobu (AKM) kullanılarak karakterize edilmiştir.
CuTSPc ve NiTSPc modifiye camsı karbon elektrodlar (CuTSPc/CKE ve NiTSPc/CKE), nikotinin voltametrik tayininde başarılı bir şekilde kullanılmıştır. Sistemin reversibilitesi, ÇV voltamogramlarına ait anodik ve katodik piklerin oranlarından belirlenmiştir. Elektrod prosesinin hız sabitleri, tarama hızı ile E_p değişiminden hesaplanmıştır. CuTSPc/CKE ve NiTSPc/CKE lar nikotine karşı 2,82x10^-8 M and 1,46x10^-7 M tayin sınırları (LOD) ile hızlı bir tepki vermektedir. Modifiye elektrodlar üzerinde nikotin tayini için transfer olan p ve n değerleri kullanılarak elektrokimyasal mekanizma önerilmiştir. Sonuçlar, CuTSPc/CKE ve NiTSPc/CKE elektrodların nikotine verdiği tepkinin difüzyon kontrollü irreversibil bir proses olduğunu göstermektedir. Çalışmanın sonucunda, bu yöntemin nikotin tayini için basit, etkili ve kullanışlı bir yöntem olduğu bulunmuştur.

 

 

Investigation Of Electrochemical Behaviors Of Some Transition Metal-Phthalocyanine Complexes
In this thesis, the electrochemical behaviors of Cu(II) and Ni(II) tetrasulphonated phthalocyanine complex tetrasodium salts (CuTSPc and NiTSPc) were investigated at a glassy carbon electrode in phosphate buffer (pH 2) and tetra n-butylammonium hydroxide (pH 12,15), respectively. A three-electrode system, consisting of glassy carbon working electrode, saturated calomel reference electrod and a platinum wire auxiliary electrode, was employed using cyclic voltammetry (CV) technique. The numbers of proton (p) and electron (n) in electrode process were estimated from the change of peak potentials (E_p) depending on pH and scan rate (ν). The mechanisms of the electrode processes were elucidated by examining effects of pH and scan rate on voltammograms.The modified electrodes were characterized by atomic force microscope (AFM) analysis.
Cu(II) and Ni(II) tetrasulphonated phthalocyanine modified glassy carbon electrode was succesfully used for the voltammetric determination of nicotine. The reversibility of the processes was determined from the ratio of cathodic and anodic peak on CV voltammograms. The rate constants of electrode processes were calculated by changing E_p with scan rate. The modified electrodes with Cu(II) and Ni(II) tetrasulphonated phthalocyanine give a response rapidly to nicotine with a detection limit of 2,82x10^-8 M and 1,46x10^-7 M, respectively. The electrochemical mechanisms on modified electrode for nicotine detection have been proposed by using transferred proton and electron numbers. The results suggested that the response of nicotine at Cu(II) and Ni(II) tetrasulphonated phthalocyanine modified electrodes was an irreversible process and it was controlled by difussion step. As a result of study, this methodology is found to be very useful, simple and effective way for nicotine detection.

  

SAYIK Aysema

Danışman : Prof. Dr. Ayşe Sergüzel YUSUFOĞLU

Anabilim Dalı : Kimya

Programı : Organik Kimya

Mezuniyet Yılı : 2013

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Ayşe Sergüzel YUSUFOĞLU

Prof. Dr. Süleyman TANYOLAÇ

Prof. Dr. Nüket ÖCAL

Prof. Dr. Zuhal TURGUT

Prof. Dr. Turan ÖZTÜRK

Değişik Kiral Heteroorganik Ligantların Asimetrik Sentezleri
Bu tez çalışmasında, kiral Bor katalizörlerinin eldesi için kullanılabilecek yeni kiral heteroorganik ligantlar (1L….23L) sentezlenmiştir. Bu ligantlar O ve N hetero atomlarını içermektedir. Sentezlenen ligantlar ile 5 adet yeni orijinal kiral O/N merkezli Bor katalizörü (6K…..10K) yapılmıştır.
Ayrıca satın alınan kiral 4 adet ligant (1S….4S) ile 4 adet orijinal kiral Bor katalizörü (1K….4K) elde edilmiştir. 1 adet akiral ligant (5S) ile akiral (5K) Bor katalizörü sentezlenmiştir. Bu katalizör çeşitliliği katalizör uygulanabilirliği çalışmalarında değerlendirilmiştir.
Çalışmanın birinci aşamasında Bor katalizörlerinin sentezi için çeşitli denemeler yapılarak en uygun reaksiyon koşulları belirlenmiştir. Elde edilen standart Bor katalizörünün yapısı ¹¹B-NMR analizi ile incelenmiştir.
Çalışmanın ikinci aşamasında ise karbohidratlardan aminasyon yöntemi ile 20 adet kiral ( 1L….20L) O/N ligantları sentezlenmiştir. Bunlardan 17 tanesi orijinaldir. Karbohidrat olarak Mannoz kullanılmıştır. Ayrıca biyolojik aktif yapıdaki üç adet madde; Kuersetin, Kurkumin, Androsteron ile üç adet (21L…..23L) yeni kiral ligant sentezlenmiştir. Ligantların yapıları; IR, UV, ¹³C-NMR, ¹H-NMR, kiral HPLC , GC-MS, MS, LC-MS analizleri ile aydınlatılmıştır.
Çalışmanın üçüncü aşamasında; birinci aşamada saptanan yönteme göre yeni orijinal 9 adet kiral ve 1 adet akiral Bor katalizörü yapılmıştır.
Çalışmanın dördüncü aşamasında ise bu katalizörlerin asimetrik indirgeme potansiyelleri, çeşitli reaksiyon koşulları ve kriterleri denenerek Fenil undesil keton’un asimetrik indirgenme reaksiyonlarında araştırılmıştır. Oluşturulan katalizörlerin etkinliği kiral HPLC analizindeki enantiyomerce zenginlik derecesine göre belirlenmiştir.

Asymmetric Synthesis of Various Chiral Heteroorganic Ligands
In this thesis study, new chiral heteroorganic ligands were synthesized applicable to obtain chiral Boron catalysts. These ligands include O and N heteroatoms. 5 new original chiral O/N based Boron catalysts (6K…10K) were obtained with synthesized ligands.
Additionally 4 original chiral Boron catalysts were also obtained from 4 chiral purchased ligands. (1S….4S). An achiral Boron catalyst (5K) was synthesized with an achiral ligand (5S). This catalyst variety was appreciated on catalyst applicability studies.
In the first step of study the optimum reaction conditions for Boron catalyst synthesis were determined by a variety of trials. The obtained standart Boron catalyst’s structure was examined with ¹¹B-NMR analysis.
In the second stage, 20 O/N chiral ligands (1L….20L) were synthesized from carbohydrates with amination method. 17 of them are original. Mannose was used as carbohydrate. Three (21L….23L) chiral ligands were also synthesized with biological active Quercetin, Curcumin,Aandrosterone structures. Ligands’ structure were solved with IR, UV, ¹³C-NMR, ¹H-NMR, chiral HPLC, GC-MS, MS, LC-MS analyzes.
In the third stage new 9 chiral and 1 achiral Boron catalysts were gained according to the method stated in the first stage of the study.
In the fourth stage of the study, these catalysts’ asymmetric reduction potantials were researched in Phenyl undecyl ketone’s asymmetric reduction reactions with the trials of different reaction conditions and criterias. Achieved catalysts’ activities were determined with HPLC according to the enantiomeric excess degree.

  

GÜNGÖR Nilay

Danışman : Doç. Dr. Kevser SÖZGEN BAŞKAN

Anabilim Dalı : Kimya

Programı : Analitik Kimya

Mezuniyet Yılı : 2014

Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. Kevser SÖZGEN BAŞKAN

Prof. Dr. Reşat APAK

Prof. Dr. Birsen DEMİRATA ÖZTÜRK

Prof. Dr. Esma TÜTEM

Prof. Dr. Gülaçtı TOPÇU

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).

 

 

Development of Novel Noble Metal Nanoparticle Sensors Sensitive To Antioxidants
Making estimation of total content of antioxidants is very important due to their possible health benefits (i.e., prevention of oxidative stress related diseases such as cancers and cardiovascular and neurodegenerative diseases). Nanoparticles – structures with at least one dimension between 1 nm and 100 nm – have attracted steadily growing interest due to fascinating properties and superior to those of bulk materials. In this regard, the aim of this thesis work is to develop novel noble metal nanoparticle sensors for detection of antioxidants crucial in healthy diet and biologically, utilizing the amazing surface properties of nanoparticles.
A sensitive colorimetric method for the detection of polyphenols (i.e., flavonoids, simple phenolic, and hydroxycinnamic acids) was developed at first part of this thesis work based on the reduction of Ag (I) ions by polyphenols in the presence of citrate-stabilized silver seeds. The color of the stable suspension was controlled by varying the concentration of trisodium citrate, silver nitrate, and silver seeds. The reduction of Ag (I) to spherical silver nanoparticles (SNPs) by polyphenols in the presence of trisodium citrate and silver seeds produced a very intense surface plasmon resonance (SPR) absorption band of SNPs at 423 nm. The plasmon absorbance of SNPs allows the quantitative spectrophotometric detection of the polyphenols, and the developed method gave a linear response over a wide concentration range of standard polyphenolic compounds. In contrast to other reported NP-based antioxidant assays, it was established in this work that growth but not nucleation of SNPs gave a linear concentration-dependent response. The trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) values of various (hydrophilic and lipophilic) antioxidants using the developed method were comparable to those of the CUPRAC assay. Common food ingredients like oxalate, citrate, fruit acids, amino acids, and reducing sugars did not enterfere with the proposed sensing method. This assay was validated through linearity, additivity, precision and recovery, demonstrating that the assay is reliable and robust. The developed method was used to screen total antioxidant capacity (TAC) of some commercial fruit juices and herbal teas without preliminary treatment, and showed a promising potential for the preparation of antioxidant inventories of a wide range of food plants.
Development of sensitive and selective methods of determination for biothiols is important because of their significant roles in biological systems. We present a new optical sensor using Ellman's reagent (DTNB)-adsorbed gold nanoparticles (Au-NPs) (DTNB-Au-NP) in a colloidal solution devised to sensitively determine biologically important thiols (biothiols) from biological samples and pharmaceuticals at second part of this thesis work. 5,5′-Dithio-bis(2-nitrobenzoic acid) (DTNB), a versatile water-soluble compound for quantitating free sulfhydryl groups in solution, was adsorbed through non-covalent interaction onto Au-NPs, and the absorbance changes associated with the formation of the yellow-colored 5-thio-2-nitrobenzoate (TNB²⁻) anion as a result of reaction with biothiols was measured at 410 nm. The sensor gave a linear response over a wide concentration range of standard biothiols comprising cysteine, glutathione, homocysteine, cysteamine, dihydrolipoic acid and 1,4-dithioerythritol. The calibration curves of individual biothiols were constructed, and their molar absorptivities and linear concentration ranges determined. The cysteine equivalent thiol content (CETC) values of various biothiols using the DTNB-Au-NP assay were comparable to those of the conventional DTNB assay, showing that the immobilized DTNB reagent retained its reactivity toward thiols. Common biological sample ingredients like amino acids, flavonoids, vitamins, and plasma antioxidants did not enterfere with the proposed sensing method. This assay was validated through linearity, additivity, precision and recovery, demonstrating that the assay is reliable and robust. DTNB-adsorbed Au-NPs probes provided higher sensitivity (i.e., lower detection limits) in biothiol determination than conventional DTNB reagent. Under optimized conditions, cysteine (Cys) was quantified by the proposed assay, with a detection limit (LOD) of 0.31 μM and acceptable linearity ranging from 0.4 to 29.0 μM (r = 0.998).