Fosfor nanopartiküllerin biyosentezi, karakterizasyonu ve alg gelişimi üzerine etkisi
Biosynthesis, characterization and effect of phosphorus nanoparticles on algae growth
Yazar: İBRAHİM CAN AKMAN
Danışman: PROF. DR. FATİH DUMAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
FOSFOR NANOPARTİKÜLLERİN BİYOSENTEZİ, KARAKTERİZASYONU VE ALG GELİŞİMİ ÜZERİNE ETKİSİ

İbrahim Can AKMAN

Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Yüksek Lisans Tezi, Ocak 2024
Danışman: Prof. Dr. Fatih DUMAN

ÖZET
Bu çalışma, Spirulina platensis mikroalginin büyüme ve gelişimi için temel bir besin olan fosforun nanopartikül formu olan fosfor-nano partiküllerin (PNP) kullanımının etkisini değerlendirmek amacıyla yapılmıştır.  Bu amaç doğrultusunda, PNP'ler biyosentez yoluyla elde edilmiş ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. FE-SEM görüntüleri incelendiğinde, PNP'lerin amorf yapıda olduğu ve koagülasyona uğradığı belirlenmiştir. Koagüle olmuş yapıların yüzeyinde FE-SEM incelemesinde, partikül boyutunun genellikle 100 nm'den küçük olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, PNP'nin elementel bileşimi EDX analiziyle belirlenmiştir. Analiz sonucunda, sentezlenen PNP'nin elementel bileşiminde ağırlıkça %41.64 O (oksijen), %16.33 P (fosfor), %42.03 Ca (kalsiyum) olduğu tespit edilmiştir. Atomik olarak ise %62.29 O, %12.62 P, %25.09 Ca içerdiği belirlenmiştir. PNP'nin XRD spektrumu incelendiğinde, 2θ'lik 25.94°, 31.8° ve 34.08°'deki tepe noktaları, β-TCP'nin karakteristik piklerini temsil etmektedir. Analiz sonucunda, Zeta potansiyeli -21.5 mV olarak ölçülmüştür. Çalışmada, 150 ppm PNP içeren ortamda yetiştirilen S. platensis hücrelerinde en yüksek biyokütle üretiminin gerçekleştiği tespit edilmiştir. Klorofil a analizi, 150 ppm PNP içeren kültür ortamında diğer konsantrasyonlara göre daha yüksek bir artışın olduğunu göstermektedir. Klorofil b üzerinde ise çevresel etkenlerden kaynaklanan belirgin günlük değişiklikler gözlenmiş fakat genel olarak klorofil b içeriğinde belirgin değişiklikler ve artışlar tespit edilmemiştir. Çalışma sonuçlarının daha sonra yapılacak mikroalg kültürü ve besiyeri geliştirme faaliyetleri için önemli katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Anahtar Kelimeler: Spirulina platensis; Fosfor nanopartiküller (PNP); Biyosentez; Biyokütle.

Abstract:
BIOSYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND EFFECT OF PHOSPHORUS NANOPARTICLES ON ALGAE GROWTH

İbrahim Can AKMAN

Erciyes University, Graduate School of Natural and Applied Sciences
Master Thesis, January 2024
Supervisor: Prof. Dr. Fatih DUMAN

ABSTRACT
This study was conducted to evaluate the effect of using phosphorus-nanoparticles (PNP), which is the nanoparticle form of phosphorus, which is an essential nutrient for the growth and development of the microalgae Spirulina platensis. For this purpose, PNPs were obtained through biosynthesis and their characterizations were carried out. When FE-SEM images were examined, it was determined that PNPs were amorphous shape and coagulated. In the FE-SEM examination on the surface of the coagulated structures, it was determined that the particle size was generally smaller than 100 nm. Additionally, the elemental composition of PNP was determined by EDX analysis. As a result of the analysis, it was determined that the elemental composition of the synthesized PNP was 41.64% O, 16.33% P, and 42.03% Ca by weight. It was determined that it contained 62.29% O, 12.62% P and 25.09% Ca in atomic terms. When the XRD spectrum of PNP was examined, the 2θ peaks at 25.94°, 31.8° and 34.08° represent the characteristic peaks of β-TCP. As a result of the analysis, Zeta potential was measured as -21.5 mV. In the study, it was determined that the highest biomass production occurred in S. platensis cells grown in medium containing 150 ppm PNP. Chlorophyll a analysis shows that there is a higher increase in culture medium containing 150 ppm PNP compared to other concentrations. Significant daily changes were observed in chlorophyll b due to environmental factors, but in general, no significant changes or increases in chlorophyll b content were detected. It is thought that the results of the study will make a significant contribution to future microalgae culture and medium development activities.
Keywords: Spirulina platensis; Phosphorous nanoparticles (PNP); Biosynthesis; Biomass.