Kuşburnu çekirdeği özütünden yeşil sentez ile çinko oksit nanopartikül sentezi ve karakterizasyonu
Green synthesis and characterization of zno nanoparticles from rosa canina seed extract
Yazar: RABİA NUR BOZKURT
Danışman: PROF. DR. MEHMET BİLGİN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Karakterizasyon = Characterization ; Kuşburnu = Rose hip ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Yeşil kimya = Green chemistry ; Çinko oksit = Zinc oxide

Özet:
Nanoteknoloji kavramının ortaya çıkmasıyla, nano malzemelere olan ilgi artmış ve onları sentezlemek için çok çeşitli kimyasal ve fiziksel yöntemler kullanılmıştır. Nanopartikülleri sentezlemek için metal öncüllerinin biyolojik indirgenmesini kapsayan yeşil sentez, çevre dostu ve daha ucuzdur.  Bitki özütleri hem indirgeyici, hem de stabilize edici ajan olarak işlev gören fitokimyasallar açısından zengin olup, kökler, yapraklar, gövdeler, tohumlar, meyveler gibi bitki kısımları nanopartikül sentezi için kullanılmaktadır. Bitkiden salgılanan polifenolik bileşikler, vitaminler, aminoasitler, terpenoidler gibi fitokimyasallar, metal iyonlarını sıfır değerlik metal veya metal oksit nanopartiküllere indirgemektedir.
Bu tez çalışması kapsamında, kuşburnu çekirdeği özütünden çinko oksit nanopartikül (ZnO NP) sentezi ve karakterizasyonu ile daha çevreci bir nanomalzemenin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Kuşburnu çekirdeklerinin ekstraksiyonunda, ekstraksiyon süresini kısaltmak, çözücü tüketimini azaltmak ve ekstrakt verimini arttırıp ürün kalitesini yükseltmek için gelişmiş ekstraksiyon yöntemlerinden biri olan otomatik çözücü ekstraksiyonu (OÇE) yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen ekstrakt, toplam fenolik madde (TPM), toplam flavonoid madde (TFM) ve antioksidan kapasitesi değerleri açısından değerlendirilmiştir. Antioksidan kapasitesi değerleri 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazil (DPPH) ile tayin edilmiştir. Kuşburnu çekirdeği özütünün TPM ve TFC açısından zengin olduğu, böylece antioksidan aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir. ZnO NP'lerin sentezinde süre tasarrufu açısından mikroldalga ısıtma sistemi kullanılmış, metal tuzu konsantrasyonu, ekstrakt miktarı, pH, mikrodalga gücü ve mikrodalga süresi UV-Vis spektrofotometrede optimize edilmiştir. Sentez için optimum parametre şartları, 0,05 M metal tuzu konsantrasyonu, 25 mL ekstrakt, pH 12, 360 Watt ve 7 dk olarak belirlenmiştir. Optimum şartlar altında sentezlenen ZnO NP'ler UV-Vis spektrofotometre, XRD, FTIR, SEM-EDX, DLS ve Zeta potansiyeli ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Sentezlenen ZnO NP'lerin nano boyutta ve yüksek saflıkta olduğu; TPM, TFM ve antioksidan kapasitesi açısından değerlendirildiğinde antioksidan aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
With the emergence of the concept of nanotechnology, interest in nanomaterials has increased and a wide variety of chemical and physical methods have been used to synthesize them. Green synthesis, which involves the biological reduction of metal precursors to synthesize nanoparticles, is environmentally friendly and less expensive. Plant extracts are rich in phytochemicals that act as both reducing and stabilizing agents, and plant parts such as roots, leaves, stems, seeds, fruits are used for nanoparticle synthesis. Phytochemicals such as polyphenolic compounds, vitamins, amino acids, terpenoids secreted from the plant reduce metal ions to zero valence metal or metal oxide nanoparticles.
Within the scope of this thesis, it was aimed to develop a more environmentally friendly nanomaterial with the synthesis and characterization of zinc oxide nanoparticles (ZnO NP) from Rosa Canina seed extract. In the extraction of rosehip seeds, automatic solvent extraction (ASE) method, which is one of the advanced extraction methods, was used to shorten the extraction time, reduce the solvent consumption, and increase the extract yield and improve the product quality. The obtained extract was evaluated in terms of total phenolic substance (TPC), total flavonoid substance (TFC) and antioxidant capacity values. Antioxidant capacity values were determined with 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazil (DPPH). It has been determined that Rosa Canina seed extract is rich in TPM and TFC, thus having antioxidant activity. Microwave heating system was used in the synthesis of ZnO NPs to save time. Metal salt concentration, amount of extract, pH, microwave power and microwave time were optimized in the UV-Vis spectrophotometer. The optimum parameter conditions for the synthesis were determined as 0,05 M metal salt concentration, 25 mL extract, pH 12, 360 Watt and 7 min. ZnO NPs synthesized under optimum conditions were characterized by UV-Vis spectrophotometer, XRD, FTIR, SEM-EDX, DLS and Zeta potential measurements. It was determined that the synthesized ZnO NPs were nano-sized and of high purity and had antioxidant activity when evaluated in terms of TPC, TFM and antioxidant capacity.