Metal nanopartikül içeren nanokompozit polimerlerin sentezi ve antibakteriyel performansları
Synthesis and antibacterial performances of nanocomposite polymers containing metal nanoparticles
Yazar: ECEM IŞIKSEL
Danışman: PROF. DR. MELDA ALTIKATOĞLU YAPAÖZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya = Chemistry

Özet:
Günümüzde yapılan çalışmalarda nanoteknolojinin yeri her geçen gün artmaktadır. Özellikle nanopartiküller çok sayıda alanda sıkça kullanılmaktadırlar. Nanopartiküller kimyasal, fiziksel yöntemlerle uzun süredir elde edilebilmektedir. Ancak biyolojik yöntemler toksik etkisinin az, maliyetinin düşük, reaksiyonların kolay ve hızlı olması sebebiyle son yıllarda daha fazla tercih edilmektedir. İlaç taşıma sistemlerinde ise çalışmalar biyouyumlu ve düşük maliyetli yöntemlerin geliştirilmesine doğru yönelmektedir. 
Tezimizde yeşil sentezle üretilen bimetal nanopartikülleri içeren biyouyumlu, antibakteriyel ve antifungal nanokompozitlerin eldesi ve karakterizasyonlarını gerçekleştirmeyi amaçladık.
Bakır oksit – çinko oksit (CuO-ZnO) ve altın – bakır oksit (Au-CuO) bimetal nanopartikülleri dağ muşmulası meyvesi, adaçayı ve defne yaprağı ekstraktları ile sentezlendi. Bimetal nanopartikülleri ile nanokitosan, kopolimer metil metakrilat-ko-metakrilik asit (P(MMAcoMAA)) ve nanopartiküllerden sentezlenen nanokompozitlerin Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), UV-Visible Spektroskopisi (UV-VIS), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Dinamik Işık Saçılımı (DLS) ve X Işını Kırınımı Spektroskopisi (XRD) karakterizasyonları gerçekleştirildi. Nanopartikül ve nanokompozitlerin antibakteriyel ve antifungal etkinlikleri incelendi. Son olarak da nanokompozitlere BSA eklenerek ilaç salım aktivitesi gözlemlendi.
Nanopartikül ve nanokompozitlerin pozitif kontrollerle karşılaştırıldığında E.coli, S.aureus ve A.niger'e karşı yüksek antibakteriyel ve antifungal etkinliğe sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca nanokompozitlerin nanopartiküllere göre daha fazla etkinlik göstermiştir. Au-CuO ise CuO-ZnO'ya daha aktif olduğu sonucuna ulaşılmıştır. In vitro salım çalışmalarında incelenen 4 nanokompozit de 7 gün boyunca BSA salımı gerçekleştirmiştir. Au-CuO içeren nanokompozitlerin CuO-ZnO içerenlere göre daha uzun süreli salım potansiyeline sahip olduğu görülmüştür.

Abstract:
The fields of nanotechnology in recent studies are increasing day by day. Especially, nanoparticles are frequently used in many fields. Nanoparticles are obtained by chemical and physical methods for a long time. However, biological methods have been preferred more in recent years due to their low toxic effect, low cost, and easy and fast reactions. And in drug delivery systems, the studies are directed towards the development of biocompatible and low-cost methods.
In our thesis, we aimed to obtain and characterize biocompatible, antibacterial and antifungal nanocomposites containing bimetallic nanoparticles produced via green synthesis.
Copper oxide – zinc oxide (CuO-ZnO) and gold – copper oxide (Au-CuO) bimetallic nanoparticles were synthesized via cotoneaster fruit, sage and laurel leaves' extracts. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), UV-Visible Spectroscopy (UV-VIS), Scanning Electron Microscopy (SEM), Dynamic Light Scattering (DLS) and X-Ray Diffraction Spectroscopy (XRD) characterizations of bimetallic nanoparticles and nanocomposites synthesized from nanochitosan, copolymer methyl methacrylate-co-methacrylic acid (P(MMAcoMAA)) and nanoparticles were performed. Antibacterial and antifungal activities of nanoparticles and nanocomposites were investigated. Finally, the drug release activity was observed by adding BSA to the nanocomposites.
Compared with positive controls, nanoparticles and nanocomposites were found to have high antibacterial and antifungal activity against E.coli, S.aureus and A.niger. In addition, nanocomposites showed more efficiency than nanoparticles. It was concluded that Au-CuO is more active than CuO-ZnO nanoparticles. All 4 nanocomposites examined in in vitro release studies also performed BSA release for 7 days. It has been observed that nanocomposites containing Au-CuO have a longer release potential than those containing CuO-ZnO.