ZnS, CdS ve PbS  kuantum noktaların biyosentezi, karakterizasyonu ve genotoksik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of genotoxic properties and characterization, biosynthesis of ZnS, CdS and PbS quantum dots
Yazar: NECİP ÖCAL
Danışman: PROF. DR. FATİH DUMAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Günümüze kadar, kuantum noktalar çeşitli kimyasal ve fiziksel yöntemler ile sentezlenmiştir fakat mikroorganizmaları kullanarak toksik olmayan, çevre dostu biyolojik süreçler geliştirmek gereklidir. Mikroorganizmaların ürettiği kuantum nokta yapıları ve onların uygulamaları konusunda nanoteknoloji alanında büyük gelişmeler kaydedilmiştir. Bu çalışma kapsamında S. aureus ATCC 25923 ve P. aeruginosa ATCC 27853 bakterileri kullanılarak ZnS, CdS ve PbS yarı iletken kuantum nokta yapılarının biyosentezi sunulmuştur. S. aureus ATCC 25923 ve P. aeruginosa ATCC 27853 kullanılarak sırasıyla 5.20-7.79 nm ve 3.47-11.45 nm aralığında değişen CdS kuantum noktalar elde edilmiştir. Benzer şekilde S. aureus ATCC 25923 ve P. aeruginosa ATCC 27853 kullanılarak sırasıyla 4.34-8.00 nm ve 6.07-10.74 nm aralığında değişen ZnS kuantum noktası ve aynı sırayla 3.97-11.91nm ve 3.47-11.45 nm aralığında değişen PbS kuantum noktası üretilmiştir. Bu biyosentezlenmiş kuantum noktaların optik özellikleri Ultraviyole görünür (UV-Vis) spektroskopisi, Fotolüminesans (PL) spektrumları ile belirlenirken, kuantum noktaların kristal fazının morfolojisi ve kristalliği X-Işını Kırınımı (XRD) ve Transmisyon Elektron Mikroskobu (TEM) ile ölçülmüştür. Ayrıca ZnS, CdS ve PbS yarı iletken kuantum nokta yapılarının bazı gram (+) ve gram (-) bakterilere karşı antibakteriyel aktivite gösterdiği tespit edilmiştir. Mikrorganizma temelli bu üretim, üstün optik özelliklere sahip olan floresan ZnS, CdS ve PbS kuantum noktalarının eldesinde ekonomik ve çevre dostu bir yaklaşım sağlamaktadır.
Anahtar Kelimeler: CdS, ZnS, PbS, Biyosentez, Kuantum nokta, S. aureus, P. aeruginosa

Abstract:
To date, quantum dots have been synthesized by various chemical and physical methods but it is necessary to develop non-toxic environmentally friendly biological processes using microorganisms. Major advances have been recorded in the field of nanotechnology in relation to quantum dots produced using microorganisms and their applications. In this study, biosynthesis of ZnS, CdS and PbS semiconductor quantum dot structures are presented using S. aureus ATCC 25923 and P. aeruginosa ATCC 27853 bacteria. Using S. aureus ATCC 25923 and P. aeruginosa ATCC 27853 were obtained CdS quantum dots ranging from 5.20-7.79 nm and 3.47-11.45 nm, respectively. Similarly, ZnS quantum dots were produced using S. aureus ATCC 25923 and P. aeruginosa ATCC 27853 ranging from 4.34-8.00 nm and 6.07-10.74 nm, respectively. On the other hand PbS quantum dots were generated ranging between 3.97-11.91nm and 3.47-11.45 nm, respectively. The optical properties of these biosynthesized quantum dots were determined by Ultraviolet Visible (UV-Vis) spectroscopy, Photoluminescence (PL) spectra, while the morphology and crystallinity of the quantum dots were measured by X-Ray Diffraction (XRD) and Transmission Electron Microscopy (TEM). In addition, ZnS, CdS and PbS semiconductor quantum dot structures shows antibacterial activity against some gram positive and gram negative bacteria. This microorganism-based production provides an economical and environmentally friendly approach to obtain fluorescent ZnS, CdS and PbS quantum dots with superior optical properties.
Keywords: CdS, ZnS, PbS, Biosynthesis, Quantum dots, S. aureus, P. aeruginosa