Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

KARAMAN Şeyda
Danışman : Prof. Dr. Esma TÜTEM

Anabilim Dalı : Kimya

Programı : Analitik Kimya

Mezuniyet Yılı : 2008

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Esma TÜTEM

Prof. Dr. Gülaçtı TOPÇU

Prof. Dr. Reşat APAK

Doç. Dr. Erol ERÇAĞ

Doç. Dr. Kevser SÖZGEN BAŞKAN

Türkiye’de Yetiştirilen Bazı Elma Çeşitlerinin Toplam Antioksidan Kapasitelerinin Ve Antioksidan Özelik Gösteren Başlıca Bileşenlerinin Karşılaştırılması

İnsan sağlığı açısından büyük risk oluşturan pek çok hastalığın (başta kanser olmak üzere, kalp-damar hastalıkları, şeker hastalığı gibi) ortaya çıkmasını engelleyen ve birçok bitki türünde bol miktarda bulunan fenolik bileşikler insan sağlığı üzerindeki etkileri nedeniyle biyolojik aktif maddeler olarak adlandırılmakta ve pek çok çalışmaya konu olmaktadır. Metabolik reaksiyonlar sonucu oluşan serbest radikalleri tutma etkilerinden dolayı bu bileşiklerin en önemli özelliklerinden biri antioksidan aktiviteleridir. Meyve, sebze ve diğer pek çok bitkisel üründe bulunan bu bileşikler aynı zamanda bitkilerin renk, tat ve lezzetinden sorumlu oldukları gibi besin kalitesini de etkilerler.

Çalışmamızda yılın büyük kısmında var olması, göreceli ucuzluğu ve pek çok insanın ağız tadına uygunluğu gibi nedenlerle insanların en çok tükettiği meyvelerden olan elmanın ülkemizde yetişen King Luscious, Amasya, Sky Spur, Ervin Spur, Arap Kızı, Lutz Golden ve Granny Smith çeşitlerinin toplam antioksidan kapasitelerinin ve bu kapasiteye etki eden bileşenlerinin nitel ve nicel karşılaştırılması amaçlanmıştır.

Deneysel çalışmalar; antioksidan özelliğe sahip olan bileşiklerin neden olduğu toplam antioksidan kapasitenin, anabilim dalımızda geliştirilen kolay ve ucuz bir yöntem olan CUPRAC (Cupric Ion Reducing Antioxidant Capacity, Cu(II) iyonu indirgeyici antioksidan kapasite) ve antioksidan kapasite tayininde uluslararası literatürde genel kabul gören ABTS (2,2’-azino-bis (3-etilbenzotiyazolin-6-sülfonat) yöntemleri ile spektrofotometrik belirlenmesi, bu bileşiklerden en fazla bulunanların HPLC yönteminden yararlanılarak tanınması ve miktarlandırılması olarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada CUPRAC yöntemi floridzin, prosiyanidin ve siyanidin klorür gibi bileşiklere ve elma örneklerine ilk defa uygulanmıştır. Elde edilen spektrofotometrik analiz bulguları ile HPLC bulguları karşılaştırılmıştır.

Yapılan HPLC analizleri sonucunda elma sularında askorbik asit (22 - 88 mg L-1) kateşin (9.09 - 115.30 mg L-1), klorojenik asit (41.10 - 276.3 mg L-1), epikateşin (3.38 - 66.76 mg L-1), kafeik asit (3.04 - 79.09 mg L-1) ve floridzin (0.52 - 20.13 mg L-1); elma kabuğu ekstraktlarında askorbik asit (0.10 - 0.37 mg g-1), floridzin (0.08 - 0.52 mg g-1), kateşin, klorojenik asit ve epikateşin (eser miktarda) ve kuersetin glikozitleri {kuersetine (1.02 - 2.94 mg g-1) dönüştürülerek}; elma eti ekstraktlarında ise askorbik asit (2.0 x 10-2 - 5.0 x 10-2 mg g-1), kateşin (0.71 x 10-2 -16 x 10-2mg g-1), klorojenik asit (1.7 x 10-2 - 10.4 x 10-2 mg g-1), epikateşin (0.95 x 10-2 - 5.6 x 10-2 mg g-1), kafeik asit (0.39 x 10-2 - 9.06 x 10-2 mg g-1) ve floridzin (0.39 x 10-2 - 1.6 x 10-2 mg g-1) elma çeşidine göre değişen miktarlarda bulunmuştur.

Elma eti, elma kabuğu ve suyuna göre daha düşük antioksidan içeriğe ve dolayısıyla daha düşük antioksidan kapasiteye sahiptir. Elmaların kabukları ile tüketilmesinin sağlık açısından önemi, bu çalışmada da bir kez daha kanıtlanmıştır. Elmaların CUPRAC yöntemine göre belirlenen toplam antioksidan kapasitelerine göre sıralanması (mmol troloks g-1) Granny Smith (0.178 ± 0.001) > Amasya (0.156 ± 0.002 ) > Sky Spur (0.139± 0.001) ≥ Ervin Spur (0.132 ± 0.002) > King Luscious (0.118 ± 0.002) ≥ Arap Kızı (0.113 ± 0.002)  Lutz Golden (0.111 ± 0.001) şeklindedir. Yerli kökenli elmalardan Amasya elmasının Arap Kızı’na göre antioksidan kapasite bakımından daha üstün olduğu görülmektedir.

Comparison of Total Antioxidant Capacities and Principle Components With Antioxidant Capabilities of Some Apple Varieties Produced in Turkey

Phenolic compounds abundant in plants that prevent many risk-posing diseases for human health (essentially cancer, coronary & cardiovascular diseases, diabetes, etc.) are named as biologically active compounds and addressed in many studies. One of the most important features of these compounds is their antioxidant activity for scavenging free radicals that emerge as a result of metabolic reactions. These compounds present in fruits, vegetables and many other vegetal products are responsible for colour, flavour, and taste of plants, as well as affecting food quality.

Since apple is a relatively cheap fruit having a unique taste for all choices and a long durability in all seasons of the year, it is one of the most consumed fruits. Consequently, it was aimed in this study to qualitatively and quantitatively compare the total antioxidant capacities and the components affecting this capacity of various apple varieties produced in our country such as King Luscious, Amasya, Sky Spur, Ervin Spur, Arap Kizi, Lutz Golden, and Granny Smith.

Experimental studies were performed by determining the total antioxidant capacities of apple parts arising from antioxidant compounds using two spectrophotometric methods, firstly the simple and low-cost CUPRAC (Cupric Ion Reducing Antioxidant Capacity) method developed in our laboratory, and secondly the ABTS (2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonate) reference method accepted in international literature for antioxidant assays, and by identification and quantitation of the leading antioxidant constituents individually with HPLC. The CUPRAC method was applied for the first time to phloridzin, procyanidine and cyanidine chloride. Spectrophotometric and chromatographic analysis data were compared.

The concentrations of antioxidant constituents in apple parts assayed with HPLC were as follows: apple juices: ascorbic acid (22 - 88 mg L-1), catechin (9.09 - 115.30 mg L-1), chlorogenic acid (41.10 - 276.3 mg L-1), epicatechin (3.38 - 66.76 mg L-1), caffeic acid (3.04 - 79.09 mg L-1) and phloridzin (0.52 - 20.13 mg L-1); apple peel extracts: ascorbic acid (0.10 - 0.37 mg g-1), phloridzin (0.08 - 0.52 mg g-1), catechin, chlorogenic acid and epicatechin (trace amounts), and quercetin glycosides {converted to quercetin (1.02 - 2.94 mg g-1)}; pulp extracts: ascorbic acid (2.0 x 10-2 - 5.0 x 10-2 mg g-1), catechin (0.71 x 10-2 - 16.0 x 10-2 mg g-1), chlorogenic acid (1.7 x 10-2 - 10.4 x 10-2 mg g-1), epicatechin (0.95 x 10-2 - 5.6 x 10-2 mg g-1), caffeic acid (0.39 x 10-2 - 9.06 x 10-2 mg g-1) and phloridzin (0.39 x 10-2 - 1.6 x 10-2 mg g-1). These constituents were found in variable amounts with respect to apple varieties.

Apple pulp has lower antioxidant contents and therefore lower antioxidant capacity than apple peel and juice. The importance of the consumption of apples together with peels for human health was reconfirmed in this study. The order of antioxidant capacities of apples (mmol trolox g-1) determined with the CUPRAC method were: Granny Smith (0.178 ± 0.001) > Amasya (0.156 ± 0.002 ) > Sky Spur (0.139± 0.001) ≥Ervin Spur (0.132 ± 0.002) > King Luscious (0.118 ± 0.002) ≥ Arap Kizi (0.113 ± 0.002)  Lutz Golden (0.111 ± 0.001) It was seen that among apples of native origin, Amasya is superior to Arap Kizi in terms of total antioxidant capacity.

SARIOĞLU Gülseren
Danışman : Prof. Dr. Reşat APAK

Anabilim Dalı : Kimya

Programı : Analitik Kimya

Mezuniyet Yılı : 2009

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Reşat APAK

Prof. Dr. İzzet TOR

Prof. Dr. Hayati FİLİK

Prof. Dr. Esma TÜTEM

Prof. Dr. Hüseyin AFŞAR.
Aminlerden Oluşturulan İyon Çiftlerinin Ekstraksiyonu ve Amin Sınıfı Antidepresanlar ve Uyarıcıların Ekstraktif Spektrofotometrik Miktar Tayini

Amfetaminler, merkezi sinir sistemi üzerinde çok güçlü uyarıcı etkisi olan sentetik ilaçlardır. Amfetaminlerin temel yapısını feniletilamin çekirdeği oluşturur. Yasadışı uyuşturucular olarak üretilmiş 3,4-methylenedioxymethamphetamine (MDMA), ecstasy olarak bilinir, 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA) ve metamfetamin gibi bazı amfetamin türevleri birbirinden farklı uyarıcı etkilere sahiptir. Bazı antidepresanlar ve etken madde olarak sibutramin içeren Lida gibi zayıflama ilaçları da amfetaminler gibi aktif amin bileşenleri içerirler. Literatürde bu amin bileşiklerinin analizi için flouresans, IR-Raman gibi çeşitli spektroskopik metotlar ile HPLC, LC, GC ve bunların MS dedektörleri ile birleştirilmiş sistemleri gibi karmaşık kromatografik metotlar var olmasına rağmen basit, kolay uygulanabilir, hassas ve düşük maliyetli bir spektrofotometrik yöntem bulunmamaktadır. Bu kapsamda bu tez çalışmasının amacı; bahsi geçen katyonik amin bileşiklerinin erio-T, BCP (bromocresol purple) ve metil oranj gibi anyonik boyalar ile asidik ortamda meydana getirdiği iyon-asosiyatif komplekslerin oluşumunun sağlanması ve bu renkli komplekslerin uygun organik çözücülere çekilerek amin yapılı uyarıcı maddelerin kantitatif tayinlerinin gerçekleştirilmesidir. Çalışılan her reaktif için analit ekstraksiyonunun en uygun yapıldığı koşullar sağlanmıştır. İyon-asosiyatif komplekslerinin en uygun ekstraksiyon pH’ı (deneysel çalışmalar sonucunda analit ve reaktiflere bağlı olarak bulunan pH 3,0-3,6) genellikle reaktiflerin pKa değerlerinden büyük, aminlerin (amonyum) pKa değerlerinden küçük veya bu değerlere yakındır. Ekstraksiyon işleminde kullanılan organik çözücü saf kloroform ya da kloroform-bütanol karışımıdır. Analiz edilen aminler için (reaktif boyalarla oluşturdukları komplekslere ait) molar absorptivite, analitler için dedeksiyon limiti gibi analitik bulgular şöyle özetlenebilir: MDMA: ε=8,63x103-1,50x104 L mol-1 cm-1, LOD: 0,09-0,33 µg mL-1, MDA: ε=3,12x103-1,21x104 L mol-1 cm-1, LOD: 0,14-1,42 µg mL-1, Fluoksetin: ε=1,95x104-2,54x104 L mol-1 cm-1, LOD: 0,09-0,24 µg mL-1, Sibutramin: ε=1,77x104-2,31x104 L mol-1 cm-1, LOD: 0,07-0,28 µg mL-1. Geliştirilen metot MDMA, fluoksetin, sibutramin için ecstasy, prozac ve lida gerçek örnekleri kullanılarak istatistiksel olarak standart bir HPLC metoduna (Hypersil C-18 kolon ve mobil faz olarak % 70 asetonitril, % 30 o-fosforik asit kullanılarak pH’sı 6’ya ayarlanmış % 1’lik trietilamin çözeltisi kullanılmıştır) karşı valide edilmiştir.

Extraction of Ion Pairs Produced from Amines and Extractive Spectrophotometric Quantitation of Amine Class Antidepressants and Stimulants

Amphetamines are synthetic drugs having a strong stimulant effect on the central nervous system. The basic structural unit of amphetamines comprises the phenyl ethylamine nucleus. Some amphetamine derivatives, also manufactured as illicit drugs, are 3,4-methylenedioxymethamphetamine (MDMA), also known as ecstasy, 3,4-methylenedioxyamphetamine (MDA), and methamphetamine having different stimulant effects. Some antidepressants and slimming agents such as Lida (containing sibutramine as active ingredient) also contain the amine active constituents like amphetamines. Although various spectroscopic techniques such as fluorescence, IR-Raman, and more sophisticated chromatographic methods such as HPLC, LC, and GC coupled to MS detectors exist in literature for the assay of these amine compounds, simple, flexible, sensitive and low-cost spectrophotometric methods have not been devised. Thus, the purpose of this work is to develop ion-associative complexes of these cationic amines with anionic basic dyes such as bromocresol purple (BCP), methyl orange (MeO), and eriochrome black-T (erio-T) in acidic medium, and to extract these colored complexes into suitable organic solvents for the quantitative estimation of these amines. The conditions for optimal extraction of analyte were determined for each given reagent. The optimal pH of ion-associative complexes extraction (experimentally found between pH 3,0 and 3,6, depending on the analyte and reagent) was usually greater than the pKa of reagent dye and smaller than the pKa of amine (ammonium) or close to these values. The extracting solvent was either pure chloroform or a dilute solution of BuOH in CHCl3. The analytical findings (molar absorptivities (ε), limit of detection (LOD), for the active amine constituent, respectively) with a given reagent dye are as follows: MDMA: ε=8,63x103-1,50x104 L mol-1 cm-1, LOD: 0,09-0,33 µg mL-1, MDA: ε=3,12x103-1,21x104 L mol-1 cm-1, LOD: 0,14-1,42 µg mL-1, Fluoxetine: ε=1,95x104-2,54x104 L mol-1 cm-1, LOD: 0,09-0,24 µg mL-1, Sibutramine: ε=1,77x104-2,31x104 L mol-1 cm-1, LOD: 0,07-0,28 µg mL-1. The proposed method for MDMA, fluoxetine, sibutramine was statistically validated using ecstasy, prozac, lida against standard HPLC equipped with a Hypersil C-18 column with (70 % acetonitrile-30 % triethylamine aqueous solution in pH 6 o-phosphoric acid) mobile phase.

BENER Mustafa
Danışman : Prof. Dr. Reşat APAK

Anabilim Dalı : Kimya

Programı : Analitik Kimya

Mezuniyet Yılı : 2009

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Reşat APAK (Danışman)

Prof. Dr. Esma TÜTEM

Prof. Dr. İzzet TOR

Prof. Dr. Hayati FİLİK

Prof. Dr. Birsen DEMİRATA ÖZTÜRK

Bitki özütleri ve tekstil boyalarındaki flavonoidler için spektrofotometrik analiz yöntemlerinin geliştirilmesi

Bitki ve hayvanlar gibi doğal yaşam kaynaklarından elde edilen doğal boyalar elyafların boyanmasında kullanılmaktadır. Bu boyalar başlıca karetonoidler, hidroksiketonlar, antrakinonlar, naftakinonlar, flavonoidler, indigoitler ve benzer bileşikleri içermektedir. Tekstil ürünlerinde bulunan bu flavonoid boyaların analizi; FTIR mikroskopisi ve SEM/EDS gibi non-invasive (tahribatsız) teknikler, dizi diyod dedektörlü HPLC gibi ekstraktif teknikler veya hekzametildisilazan ile türevlendirmenin ardından piroliz-GC/MS tekniği gibi yöntemler ile yapılmaktadır. Ancak bu yüksek maliyetli ve karmaşık teknikler çoğu analiz laboratuarlarında bulunmamaktadır. Bu nedenle doğal boyaların toplam flavonoid içeriğinin belirlenmesi için kolay, ucuz, hızlı ve duyarlı tayin yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu kapsamda bu tez çalışmasının amacı; bitki özütleri ve tekstil boyalarındaki toplam flavonoid miktarının geliştirilen yöntemlerle belirlenmesi ve sonuçların referans yöntem ile uyumunun araştırılmasıdır.

Bu çalışmada; antioksidan etki gösterdikleri bilinen flavonoidler için literatürde CUPRAC (Cu(II) iyonu indirgeyici antioksidan kapasite) yöntemi olarak bilinen ve toplam antioksidan kapasite ölçümleri için laboratuarlarımızda geliştirilen spektrofotometrik yöntem temel alınmıştır. CUPRAC yöntemi doğal boyalardaki flavonoid kapasite ölçülmesinde kullanılabilir duruma getirilmiştir. Kromojenik yükseltgenme aracı olarak kullanılan bakır(II)-neokuproin (Cu(II)-Nc) reaktifi varlığında flavonoidlerin, Cu(II)-Nc kompleksini 450 nm dalgaboyunda maksimum ışık soğurması gösteren Cu(I)-Nc kompleksine indirgemesi ve kendilerinin uygun kinonlara yükseltgenmesinden yararlanılarak flavonoid kapasite tayinleri yapılmıştır.

Çalışmada karşılaştırma için uygun referans yöntem olarak literatürde AlCl3/potasyum asetat spektrofotometrik yöntemi olarak bilinen flavonoid tayin yöntemi seçilmiştir. Bu yöntem doğal boyalardaki toplam flavonoid konsantrasyonu ölçülmesinde kullanılmıştır. AlCl3/potasyum asetat spektrofotometrik yönteminin esası alüminyum klorürün flavon ve flavonollerin C-4 keto grubu ve C-3 veya C-5 hidroksil gruplarından biriyle oluşturduğu stabil kelat formudur. Oluşan renkli kompleksin, flavonoid kapasite tayininde kullanılan referans bileşik olan kuersetinin Al-kompleksinin maksimum absorbans verdiği 427 nm dalgaboyunda ölçülmesinden yararlanılarak flavonoid kapasite tayini yapılmıştır. Seçilen doğal boya özütlerine C-18 kolonu kullanan HPLC (Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi) referans yöntemi uygulanarak elde edilen bulguların CUPRAC ve AlCl3/potasyum asetat spektrofotometrik yöntemlerininkilerle uyumu araştırılmıştır.

Çalışmanın ilk aşamasında AlCl3/potasyum asetat spektrofotometrik yöntemi uygulamasında optimum deney koşulları belirlenmiştir. Çalışmanın diğer kademelerinde ilk olarak doğal boya içerisinde bulunması muhtemel polifenolik bileşiklerin (flavonoid, antrakinon, vs.) her iki yöntemle kalibrasyon doğruları oluşturularak, QREFC (Kuersetin eşdeğeri flavonoid konsantrasyonu) katsayıları bulunmuştur. Her iki yöntem için kuersetin kullanımıyla standart katkı çalışmaları yapılarak herhangi bir kimyasal etkileşimin (Beer Kanunu’ndan kimyasal sapma) olmadığı gözlenmiştir. Boyama işlemlerinde kullanılan, bitki ve hayvanlardan elde edilen, Rubia tinctorum (Kökboya), Curcuma longa L. (Zerdeçal), Alkanna tinctoria (Havaciva), Matricaria chamonilla (Papatya) ve Coccus ilicis (Koşnil) doğal boyalarının toplam flavonoid kapasiteleri; CUPRAC yöntemine göre sırasıyla 21.49, 38.91, 19.04, 48.60, 143.49 μmol QR g-1, AlCl3/potasyum asetat spektrofotometrik yöntemine göre ise sırasıyla 24.58, 165.89, 6.53, 15.02, 33.02 μmol QR g-1 olarak bulunmuştur. Farklı yöntemlerle ölçülen fenoliklerin QREFC katsayılarındaki farklılıklar, boya özütlerinin TFC (Toplam flavonoid kapasite) sıralamasında değişime neden olmuştur. Her iki spektrofotometrik yöntem, HPLC yöntemine göre valide edilmiştir.

 

Development of specthrophotometric methods of analysis for flavonoids in plant extracts and textile dyes

Natural dyes used in dyeing fibers are made from natural living sources such as plants and animals. These dyes include mainly carotenoids, hydroxyketones, anthraquinones, naphthoquinones, flavonoids, indigoids and related compounds. These compounds can be found either directly in crude extracts or gain colour from extracted colourless precursors as a result of such reactions as hydrolysis, oxidation, condensation, etc. Flavonoid dyes on textile products can be detected by non-invasive techniques such as FTIR microscopy and SEM/EDS, or estimated by extractive techniques such as HPLC with diode-array detection, RP-HPLC/MS or pyrolysis-GC/MS after derivatization with hexamethyldisilazane. Naturally these high-cost sophisticated techniques are not available to many conventional laboratories, and visible spectroscopy has been widely applied to such analyses. Unfortunately, these sophisticated and costly techniques are not available to many routine laboratories. Thus it is necessary to develop simple, low-cost, rapid, and sensitive methods for the assay of flavonoid content of natural dyes. In this regard, the aim of this thesis work is to determine the total flavonoid contents of plant extracts and textile dyes with the devised methods and to establish the compliance of the obtained results with those found by the reference method.

In this study, the determination of antioxidant flavonoids was based on the use of the cupric ion reducing antioxidant capacity assay (known in the literature as CUPRAC method) originally developed in our laboratories for the measurement of total antioxidant capacity (TAC). The CUPRAC method was rendered to measure the flavonoid capacity of natural dyestuffs. The flavonoid capacity measurement was based on the oxidation of these compounds to the corresponding quinones by the chromogenic copper(II)-neocuproine (Cu(II)-Nc) reagent, which was itself reduced to the cuprous neocuproine chelate showing maximum absorbance at 450 nm wavelength.

As the reference method of comparison, the widely used AlCl3/potassium acetate spectrophotometric method was applied to total flavonoid assay of these dyes. This method is based on the chelate formation of Al(III) with the C-4 keto and either one of C-3 or C-5 hydroxyl substituents of the flavonoid molecule (flavones and flavonols). The flavonoid capacity was measured by absorbance measurement of this coloured Al-chelate at the 427 nm-analytical wavelength of Al(III)-quercetin chelate used as reference. The results of the proposed (CUPRAC) and comparison (AlCl3/potassium acetate) methods applied to selected natural dye extracts were correlated with the reference high performance liquid chromatography (HPLC) findings using a C-18 column.

During the first phase of the study, the optimal conditions of measurement with the AlCl3/potassium acetate were determined. In the succeeding phases, the calibration equations for the polyphenolic compounds potentially contained in natural dyes (e.g., flavonoids, anthraquinones, etc.) were established with the use of both spectrophotometric methods, and the quercetin (QR) equivalent flavonoid concentrations (QREFC) of each compound was found. The method of standard additions using quercetin increments was applied to both methods to see if there was any deviation from Beer’s law; the results showed the absence of any chemical deviations. The quercetin capacities with respect to both methods (in the units of QREFC coefficients) of some natural dyes widely used in fibre dyeing were; Rubia tinctorum (common madder), Curcuma longa L. (curcumin), Alkanna tinctoria (dyers' bugloss), Matricaria chamonilla (chamomile), and Coccus ilicis (cochineal); CUPRAC values: 21.49, 38.91, 19.04, 48.60, and 143.49 μmol QR g-1, and AlCl3/potassium acetate values: 24.58, 165.89, 6.53, 15.02, and 33.02 μmol QR g-1, respectively. The differences in the QREFC coefficients of individual phenolics measured with different assays caused variations in the TFC (Total flavonoid capacity) order of the measured dye extracts. Both of spectrophotometric methods were validated against HPLC method.

YANAZ Zeynep
Danışman : Prof. Dr. Hayati FİLİK

Anabilim Dalı : Kimya

Programı : Analitik Kimya

Mezuniyet Yılı : 2009

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Hayati FİLİK (Danışman)

Prof. Dr. İzzet TOR

Prof. Dr. Esma TÜTEM

Prof. Dr. Birsen DEMİRATA ÖZTÜRK

Doç. Dr. Kevser SÖZGEN BAŞKAN

Fiber Optik Kurşun Sensörünün Araştırılması

Kurşun bütün yaşam boyunca vücutta biriken toksik bir metaldir. Kurşun metali yiyeceklerde, içeceklerde, gıdada, toz boya parçacıklarında, doğal sularda, kristal cam eşyalarda bulunmaktadır ve özellikle asitli alkolsüz içecekler kurşunun organizmaya taşınmasında büyük rol oynamaktadır. Kurşun birikiminin temel sebeplerinden biri otomobil eksozları iken diğeri ise ekinlerde ve endüstriyel ürünlerde böcek öldürücü olarak kullanılan kurşun arsenat bileşikleridir.

Kurşun zehirlenmesi (plumbism), özellikle sanayi kuruluşlarında çalışan bireyler olmak üzere, tüm kent yaşamı içerisindeki insanları etkilemektedir. Plansız kentleşme ve sanayileşmenin sonucu kurşun düzeyi, yalnız yetişkinler için değil, bebek ve çocuklarda da gelişim bozukluklarına yol açmaktadır. Özellikle kurşunlu benzinle çalışan araçlar, yoğun trafik olan kentlerimizde kronik bir zehirlenme süreci ortaya çıkarmaktadır. Çok değişik amaçlar için kullanılan ve toksik özelliğe sahip olan kurşunun, çevre ve insan sağlığı açısından analizi oldukça önemlidir.

Litaratürde eser miktardaki kurşun analizleri için ICP-MS, GFAAS, ICP-AES ve FAAS gibi spektrometrik teknikler mevcuttur. Litaratürde yer alan bu teknikler pahalı ve kullanıcının yeterli bilgi ve donanımını gerektirerek sadece laboratuar ortamında analiz yapmaya olanak sağlarlar. Yerinde veya alan analizleri için bu teknikler uygun değildir. İşte bu noktada hazırlanışı ve kullanımı oldukça kolay ve maliyeti ucuz olan optik sensöre ihtiyaç duyulmaktadır. Son zamanlarda kurşun tayini ile ilgili çeşitli optik sensörler üzerinde çalışmalar artmıştır.

Bu çalışmada Pb(II)’ nin reflektans spektrometrik analizi için, 2,7-bis(2-arsenofenilazo)1,8-dihidroksinaftilen-3,6-disülfonik asid, bilinen adıyla Arsenazo-III (ASA III) ligandının Amberlit XAD-16 üzerine immobilize edilmesine dayalı fiber optik kurşun sensörü geliştirildi. Analit elementi ile reaksiyon öncesi ve sonrası maksimum reflektans farklılığı 664.64 nm de elde edildi. Yapılan tüm çalışmalarda reflektans ölçümleri bu dalga boyunda (λ=664.64 nm) gerçekleştirildi. Optimum cevap pH=5.0’ de elde edildi. Pb(II)’ nin konsantrasyon aralığı 0.06–20.7 ppm, LOD: 0.01 ppm bulundu. Aynı ortamda var olan iyonların tolerans limitleri araştırıldı. Sensörün cevap süresi 2.07 ppm Pb(II) ile 5 defa tekrarlandı ve R.S.D. % 0.23 bulundu. Sensör, 0.1 M HNO3 ile muamele sonucunda kolayca rejenere edildi. Elde edilen sensör Pb(II) analizi için cam ve benzin örneklerine uygulandı ve başarılı sonuçlar elde edildi.