Kadmiyum sülfür (CdS) kuantum noktalarının biyosentezi, yapısal karakterizasyonu ve toksisitesinin araştırılması
The study of the biosynthesis of cadmium sulphide quantum dots and its structural characterization and toxicity
Yazar: ATEFEH VARMAZYARI
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM BARIŞ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı / Nanomalzeme  Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu tez çalışmasında Viridibacillus arenosi K64 izolatı kullanılarak CdS kuantum nokta partiküllerinin çevre dostu, ekonomik, güvenilir ve kontrollü üretimi sağlayan biyosentez yöntemi ile üretilmesi araştırılmıştır. Bu bakterinin seçilmesinde özel tampon çözelti içerisinde yapılan denemelerde yüksek dozlarda dahi canlılığını 3 güne kadar sürdürebilmesidir. Stok kültürlerden alınan çok sayıda izolat ile yapılan ön denemelerde biyosentez işlemleri için canlılığın önemi düşünülerek yapılan denemeler sonucunda aktif izolat ile çalışmalar devam edilmiştir. Bu sayede hem bakterinin optimum faaliyet gösterebileceği ideal bir ortam hazırlanmıştır hem de partikül oluşumu için en ideal bakteri ve ortam belirlenmiştir. Doğru bakteri ve ortamın belirlenmesi için çeşitli ön denemeler yapılmış ve kısmi optimizasyon çalışmaları tamamlanmıştır. Floresan nitelikli partikül oluşup oluşmadığı mikroskop ile incelenmesi kontrol amaçlı yapılmıştır. Sentezlenen nanopartiküllerin optik özellikleri için UV-VIS-NIR spektrofotometresi ve spektroflorometrik analizi, yapısal analiz için DLS-zetasizer, enerji dispersif X-ışınları (EDS), X-ışını fotoelektron spekroskopisi (XPS) ve X ışınları difraksiyonu (XRD) ölçüm teknikleri; morfolojik özellikleri için taramalı elektron mikroskobu (SEM), geçirimli elektron mikroskopu (TEM) ölçüm teknikleri kullanılmıştır. Çalışmamızda üretilen CdS kuantum noktaların canlı sistemlerdeki toksik etkisinin araştırılması için in vitro ve in vivo modeller kullanılmıştır. Sonuç olarak floresan özelliklere sahip, 4-18 nm boyutlarında hegzagonal kristal modelinde ideal CdS kuantum noktalar biyosentez ile üretilmiştir. Elde edilen kuantum nokta nitelikli nanopartikülün toksikolojik özellikleri üç farklı hücre hattında (Beyincik Nöron, Korteks Nöron, Olfaktori Nöron) değerlendirilmiş ve 1 ng/ml dozunda kullanılabilir olduğu belirlenmiştir. Patolojik incelemeler sonunda hücre işaretleme ve ilaç taşıma işlemlerinde kullanılabilir nitelikte olduğu yönünde değerlendirmeler yapılmıştır.
2018, 114 sayfa

Anahtar Kelimeler: Nanopartikül, CdS, Biyosentez, Kuantum Nokta, Toksisite

Abstract:
In present study the production of CdS quantum dot particles was investigated by using biosynthesis method which provides environmentally friendly, economical, reliable and controlled production with using Viridibacillus Arenosi K64 isolate. With this bacterium selected it is possible that this bacterium can survive for up to 3 days even in high doses in experiments with special buffer solutions, can last up to 3 days. Preliminary experiments with a large number of isolates from stock cultures have continued to work with active isolates as a result of experiments conducted with consideration for the viability of biosynthesis processes. In this way, an ideal environment in which the bacterium can optimally operate has been prepared and the ideal bacteria and environment for particle formation have been determined. Several preliminary experiments have been carried out to determine the correct bacteria and environment and partial optimization studies have been completed. Inspection with fluorescent microscope for the formation of fluorescent particles was done for control purposes. UV-VIS-NIR spectrophotometer and spectrofluorometric analysis for the optical properties of synthesized nanoparticles, DLS-zetasizer for structural analysis, energy dispersive X-ray (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray diffraction (XRD) measurement techniques; scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscope (TEM) measurement techniques were used for their morphological characteristics. In vitro and in vivo models were used to investigate the toxic effect of CdS quantum dots produced in our study in living systems. As a result, ideal CdS quantum dots were produced by biosynthesis in the hexagonal crystal model of 4-18 nm with fluorescence properties. The toxicological properties of the obtained quantum dot nanoparticle were evaluated in three different cell lines (Cerebellar Neurons, Cortex Neurons, Olfactory Neurons) and were found to be usable at 1 ng /ml. At the end of pathological examinations, cell marking and drug transport procedures were evaluated to be useful.


2018, 114 pages

Keywords: Nanoparticle, CdS, Biosynthesis, Quantum Dot, Toxicity