Işığa duyarlı ilaç salım yetisine sahip siklodekstrin temelli nanokapsüllerin sentezi
Synthesis of cyclodextrin-based nanocapsules with photosensitive drug release
Yazar: PINAR KARACABEY
Danışman: DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ ALTÜRK
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Siklodekstrin, konuk-konak ve elektrostatik etkileşimler yolu ile geniş bir hedef molekül grubunun enkapsülasyonunu sağlayabilen; supramoleküler kimyada oldukça önemli bir yer edinmiş polimerlerdendir. Siklodekstrinlerden elde edilen nanoparçacıklar, nanosüngerler ve çekirdek-kabuk nanotaşıyıcılar; farmasötik, biyomedikal bilimi ve biyoteknolojide nanoparçacıkların, jellerin, ilaç taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi ve biyosensörlerde tanı yüzeyinin işlevselleştirilmesi gibi birçok amaçla kullanılmaktadırlar. Altın nanoparçacıkların istenilen boyutlarda ve iç hacimde nanokürelerin oluşturulması için çekirdek olarak kullanılması sıkça kullanılan bir yöntemdir. "Tabaka tabaka biriktirme yöntemi" olarak adlandırılan aşağıdan-yukarıya malzeme geliştirme yöntemi, altın yüzeyindeki -tiyol gruplarına özel olarak tasarlanmış ve birbirine afinitesi olan moleküllerin kontrollü ve düzenli olarak birbirleri üzerine toparlanmaları sağlanarak gerçekleştirilir ve özellikle ilaç taşıma ve kontrollü salım alanında yeni malzemelerin geliştirilmesinde umut vadetmektedir.
Bu tez çalışmasında,  siklodekstrinin konuk-konak etkileşimini ve azobenzenin foto-izomerizasyon yeteneğini birleştiren UV-vis ışığa duyarlı akıllı bir sistem geliştirilmesi amaçlanmıştır. Nanotaşıyıcı sistemin geliştirilmesi için katman-katman biriktirme metodu ile çekirdek yapı (altın nanopartiküller) üzerine kaplamak için farklı fonksiyonlar kazandırılmış 3 ayrı polimer katmanı hazırlanmıştır. Nanokapsülleri homojen katmanlayabilmek ve küresel şekilde elde edebilmek adına öncelikle altın nanopartiküller sentezlenmiştir. Sonrasında bu altın nanopartiküllerin üzerine ilk katman olarak beta siklodekstrini kaplamak için beta siklodekstrin tiyol (-SH) gruplarıyla zenginleştirilmiş ve çekirdek-polimer adsorpsiyonu kükürt bağları ile sağlanmıştır. 2. Katman olarak azobenzen grubuyla zenginleştirilmiş bir betasiklodekstrin-dekstran bazlı polimer (2a polimeri) geliştirilerek elde edilen nanotaşıyıcılara, azobenzenin cis ve trans izomer dönüşümü yardımıyla ışığa duyarlı bir açılma kapanma özelliği kazandırılmıştır. Son olarak görüntülemeyi sağlayabilecek bir floresans özellikli beta siklodekstrin-dekstran (1b) polimeri elde edilmiştir.  Bütün elde edilen materyaller ile ışığa duyarlı ilaç salım yetisine sahip siklodekstrin temelli bir ilaç taşıyıcı sistem geliştirilmiştir.

Abstract:
Cyclodextrin can encapsulate a wide range of target molecules through guest-host and electrostatic interactions; It is one of the polymers that has a very important place in supramolecular chemistry. Nanoparticles, nanosponges and core-shell nanocarriers obtained from cyclodextrins; They are used in pharmaceutical, biomedical science and biotechnology for many purposes such as the development of nanoparticles, gels, drug delivery systems and the functionalization of the diagnostic surface in biosensors. It is a frequently used method to use gold nanoparticles as nuclei to form nanospheres of desired sizes and internal volume. The bottom-up material development method, called the "layer-by-layer deposition method", is carried out by ensuring that molecules with affinity for each other, specially designed for -thiol groups on the gold surface, are collected on each other in a controlled and regular manner, and it is promising in the development of new materials, especially in the field of drug transport and controlled release. 
In this thesis, it is aimed to develop a UV-vis photosensitive smart system that combines the guest-host interaction of cyclodextrin and the photo-isomerization ability of azobenzene. In order to develop the nanocarrier system, 3 different polymer layers with different functions were prepared for coating on the core structure (gold nanoparticles) by layer-layer deposition method. In order to be able to layer the nanocapsules homogeneously and obtain them in a spherical form, first of all, gold nanoparticles were synthesized. Afterwards, beta cyclodextrin was enriched with thiol (-SH) groups to coat beta cyclodextrin as the first layer on these gold nanoparticles, and core-polymer adsorption was provided by sulfur bonds. The nanocarriers obtained by developing a betacyclodextrin-dextran-based polymer (2a polymer) enriched with the azobenzene group as the 2nd layer have been given a photosensitive opening-closing feature with the help of cis and trans isomer conversion of azobenzene. Finally, a fluorescent beta cyclodextrin-dextran (1b) polymer was obtained that can provide imaging. A cyclodextrin-based drug delivery system with photosensitive drug release was developed with all the obtained materials.