Bal arısı parazitlerine karşı kontrollü akarisit serbestleştiren hidrojel sistemlerin geliştirilmesi
Development of controlled acaricide releasing hydrogel systems against honey bee parasites
Yazar: EZGİ ECE DOĞAN
Danışman: PROF. DR. MEHLİKA PULAT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Sunulan çalışmada, bal arısı paraziti olan Varroa Destructor'a karşı akarisit içeren ve
kontrollü serbestleşme yapan bir hidrojel sistemi geliştirilmesi amaçlandı. Bu amaç
doğrultusunda, karboksimetil selüloz (CMC) ve poli (akrilik asit) (PAA) temelli 4 çeşit yarı
ve tam iç içe geçmiş ağ yapılı polimerik hidrojeller (interpenetrating network, IPN)
hazırlandı. Hidrojeller, amonyum persülfat/sodyum metabisülfit [(NH4)2S2O8/Na2S2O5]
radikalik başlatıcı çifti ve etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) ile maleik asit (MA) çapraz
bağlayıcıları kullanılarak elde edildi. Üretilen yarı ve tam-IPN tipindeki hidrojellerin oluşum
verimleri tayin edildi ve genel olarak %90 civarında hidrojel oluşturulduğu saptandı.
Yürütülen FTIR analizlerinde yapıda hem CMC hem de PAA karakteristik pikleri belirlendi.
Zaman, sıcaklık ve pH değişimlerine kıyasla hidrojellerin gösterdiği şişme davranışları
çalışıldı. Su ve asetonda yürütülen şişme-zaman test sonuçları incelendiğinde, önce hızlı
ardından 24 saat civarında sabit şişme değerlerine ulaştığı gözlendi. Denge şişme
değerlerinin %60-140 aralığında olduğu belirlendi. Yüksek oranda CMC içeren ve yarı-IPN
tipi hidrojellerde daha yüksek şişme değerleri elde edildi. Sıcaklık artışıyla, şişme
değerlerinde yükselme gözlendi. Yapıdaki PAA varlığından dolayı asidik koşullarda düşük
değerlerde, bazik koşullarda ise yüksek değerlerde şişme tespit edildi. Hidrojellerin
bozunma deneyleri 30,0°C ve pH=7,0'de yürütüldü ve 30 gün süreyle önemli ölçüde
bozunma olmadığı belirlendi. Üretilen hidrojellerden şişme değeri en uygun olan (AC6E2)Y
hidrojel örneği kontrollü akarisit serbestleşme materyali olarak seçildi. Bu örneğe, Varroa
Destructor ile mücadele için Citrus Sinensis (tatlı portakal) esansiyel yağı yüklendi. Yüklü
hidrojel örneklerinin serbestleşme çalışmaları 30,0°C UV-Spektrofotometrede λmax=330 nm
dalga boyunda takip edildi. Serbestleşmenin 20 saat civarında sabit değere ulaştığı saptandı.

Abstract:
The aim of the presented study was to develop a hydrogel system containing acaricide for
Varroa Destructor, a parasite of honey bees, with controlled release. In line with this
objective, four types of semi- and fully-interpenetrating network (IPN) polymeric hydrogels
based on carboxymethyl cellulose (CMC) and polyacrylic acid (PAA) were prepared. The
hydrogels were obtained using ammonium persulfate/sodium metabisulfite
[(NH4)2S2O8/Na2S2O5] radical initiator pair, ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), and
maleic acid (MA) cross-linking agents. The formation yields of the produced semi- and fullIPN 
hydrogels were determined, and it was generally found that around 90% hydrogel
formation was achieved. Characteristic peaks of both CMC and PAA were identified in the
conducted FTIR analyses. The behaviors of swelling of the hydrogels were examined with
respect to time, temperature, and pH. parameters When the results of swelling-time tests in
water and acetone were investigated, the swelling values was monitored increase rapidly
first; and then reached constant values around 24 hours mark. Equilibrium swelling values
were seen into be in between of 60-140% range. Hydrogels containing a high amount of
CMC, especially in the semi-IPN type, presented higher swelling values. An increase in
temperature led to higher swelling values. Due to the existence of PAA in the system, low
swelling values were observed in acidic conditions, while high values were observed in basic
conditions. Degradation experiments of the hydrogels were conducted at 30.0° degree
Celcius and pH value of 7.0, and the result was determined such that there was no significant
degradation over 30 days time course. Among the produced hydrogels, the sample with the
most suitable swelling value (AC6E2)Y was selected as the controlled acaricide release
material. This sample was loaded with Citrus Sinensis (sweet orange) essential oil for
combating Varroa Destructor. Release studies of the loaded hydrogel samples were tracked
at 30.0 °C using UV spectrophotometry at a wavelength of λmax = 330 nm, and it was
monitored that the release reached a constant value around 20 hours.