Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

KİMYA ANABİLİM DALI


BENER Mustafa

Tez Adı :Besin Özütleri ve Serumda Antioksidan Kapasite Ölçümü için Moleküler Spektroskopik Sensörler Geliştirilmesi

Danışman : Prof. Dr. Reşat APAK

Anabilim Dalı : Kimya

Programı : Analitik Kimya

Mezuniyet Yılı : 2013

Tez Savunma Jürisi : Prof.Dr. Reşat APAK

Prof.Dr. Birsen DEMİRATA ÖZTÜRK

Prof.Dr. Süleyman AKMAN

Doç. Dr. Kubilay GÜÇLÜ

Doç.Dr. Kevser SÖZGEN BAŞKAN

Besin Özütleri ve Serumda Antioksidan Kapasite Ölçümü için Moleküler

Spektroskopik Sensörler Geliştirilmesi
Reaktif oksijen türleri (ROS) birikimi organizmada mevcut olan veya gıdayla alınan antioksidanlarla dengelenmediği taktirde; oluşan ‘oksidatif gerilim’ koşulları altında kanser, koroner kalp rahatsızlığı, hücresel yıpranma ve yaşlanma, mutajenizm, bağışıklık sistemi hastalıkları ve lipoprotein oksidasyonu ile sonuçlanan, DNA ve hücre membranları gibi biyolojik yapıların oksidatif hasarına neden olabilen radikalik zincir reaksiyonları meydana gelmektedir. Reaktif oksijen türlerinden kaynaklanan hastalıklarla savaşmanın en iyi yolu antioksidanlarca zengin gıdalar tüketerek reaktif oksijen türleri seviyesini dengelemektir. Antioksidanlar oksidasyonu engelleyen veya geciktirebilen maddelerdir. Günümüzde reaktif oksijen türlerinin canlı organizmalardan uzaklaştırılması ve bu türleri süpürebilen antioksidanların araştırılmasına olan ilgi giderek artmaktadır. Bu tez çalışmasında yeni geliştirilen moleküler spektroskopik sensörlerde amaç; besin özütlerinde ve biyolojik örneklerde toplam antioksidan kapasite (TAC) tayini için literatürdeki mevcut yöntemlerin eksikliklerini ve kısıtlamalarını ortadan kaldırabilmektir. Bu bağlamda, çalışma grubumuzca daha önce literatüre kazandırılan ve dünyada yaygın kullanım alanına sahip CUPRAC ‘Bakır(II) iyonu indirgeyici antioksidan kapasite’ tayin yönteminin esasına bağlı kalınarak besin özütleri ve biyolojik örneklerde TAC tayini için moleküler sensör esaslı spektroskopik yöntemler geliştirilerek CUPRAC yönteminin uygulama alanı genişletilmiştir.
Tez çalışmasında, gıda özütlerinde ve biyolojik örneklerde toplam antioksidan tayini için düşük maliyetli ve geniş kullanım alanı bulabilecek sensör esaslı spektrofotometrik yöntemler (optik sensör esaslı CUPRAC yöntemi ve fiber-optik reflektometrik CUPRAC sensör) geliştirilmiştir. Nafyon persülfolanmış bir polimerdir. Bu polimer membran hidrofobik perfloroetilen ana iskeletine sülfolanmış perfloroeter gruplarının düzenli aralıklarla bağlanmasıyla oluşmuştur. Nafyonun CUPRAC reaktifiyle türevlendirilmesi sonucu üretilen kimyasal sensör kullanımıyla geliştirilen yöntemlerde çeşitli reaksiyonlar sonucu oluşan nihai ürünlerin absorbans veya reflektans değerleri ölçülmüş ve analitlerin antioksidan kapasiteleri ile ilişkilendirilmiştir.
Geliştirilen optik sensör esaslı CUPRAC yönteminin temelinde, CUPRAC yönteminin kromojenik oksidasyon aracı olan bakır(II)-neokuproin (Cu(II)-Nc) kompleksi katyon değiştirici polimerik membran olan nafyon film üzerinde tutturulduktan sonra antioksidan varlığında redoks reaksiyonu sonucunda oluşan Cu(I)-Nc kelatının absorbansındaki değişimler 450 nm’de ölçülmektedir. Tez kapsamında geliştirilen diğer bir sensör esaslı antioksidan kapasite tayin yöntemi olan fiber-optik reflektometrik CUPRAC sensörüne göre ise, Cu(II)-Nc reaktifinin antioksidan ile reaksiyonu sonucu Nafyon membran üzerinde oluşan Cu(I)-Nc kelatının reflektansındaki oluşan değişmeler minyatür reflektans spektrometresi kullanılarak 530 nm dalga boyunda ölçülmektedir. Böylece geliştirilen membran sensörlerin absorbans ve reflektansları farklı dalga boylarında okunmuştur. Absorptimetrik sensörden farklı olarak reflektometrik sensör, ışık geçirgenliği olmayan opak ortamlara da uyarlanabilmektedir.
Çeşitli antioksidan bileşiklerin (C ve E vitaminleri ve polifenolik bileşikler, tiyol tipi antioksidanlar) troloks eşdeğeri antioksidan kapasite (TEAC) değerleri geliştirilen optik sensör esaslı CUPRAC yöntemi ve fiber-optik reflektometrik CUPRAC sensörü ile belirlendikten sonra orijinal CUPRAC yöntemi bulgularıyla karşılaştırılmıştır. Geliştirilen yöntemler için güvenilirliği ve hassasiyeti tanımlayan lineerlik, toplamsallık, tekrarlanabilirlik ve geri kazanım parametreleri test edilerek yöntem validasyonu yapılmıştır. Standart antioksidan bileşikler için geliştirilen yöntem bunların sentetik karışım çözeltilerine uygulanarak bulunan TAC değerleri, standart antioksidanların bireysel TEAC değerleri kullanılarak hesaplanan beklenen TAC değerleri ile karşılaştırılmıştır. Son olarak geliştirilen yöntemler besin özütleri (meyve suları, meyve posası ve baharat özütleri) ve biyolojik örnekler (inek serumu, sıçan böbrek ve karaciğer dokusu) gibi kompleks matrikslere uygulanmıştır ve elde edilen TAC değerleri orijinal CUPRAC yöntemi ile bulunan değerlere karşı valide edilmiştir.
Tez çalışmasının sonucunda geliştirilen sensör esaslı yöntemler kullanılarak besin özütleri ve biyolojik örneklerde TAC tayininin daha hızlı, basit ve düşük maliyetle yapılabilmesi orijinal CUPRAC yöntemine karşı avantaj sağlamaktadır. Ayrıca geliştirilen sensörler, yakın gelecekte kit formatına dönüştürülerek daha yaygın kullanım potansiyeline de sahip olabileceklerdir.