In vitro olarak yetiştirilen Aloe vera L. kullanilarak gümüş nanopartiküllerin yeşil sentezi
Green synthesis of silver nanoparticles using in vitro grown Aloe vera L.
Yazar: DAMLA GÜL
Danışman: PROF. DR. NESLİHAN TURGUT KARA
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoteknoloji ve Genetik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya = Chemistry ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Nanomateryaller yığın haldeki maddelere kıyasla farklı fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinden dolayı tarım, gıda, sağlık, endüstri ve kozmetik gibi çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Pek çok sektörde artan nanomateryal kullanımı ile birlikte nanomateryallerin çevre ve canlılar üzerindeki olası toksik etkisini en aza indirgemek için yeşil sentez yöntemleri geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasında Aloe vera L. bitkisinin yaprakları kullanılarak elde edilen kallus ve adventif kök aracılı gümüş nanopartiküllerin (AgNP) yeşil sentezi gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen AgNP'lerin karakterizasyonu, DLS ve zeta potansiyeli, UV-Vis spektrofotometre, ICP/MS, SEM-EDS, FTIR ve XRD analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan boyut analizleri sonucunda adventif kök kaynaklı AgNP'lerin boyut ve yüzey yükü açısından daha uygun olduğuna karar verilmiştir. Adventif kök materyal bileşiminin belirlenmesi HPLC analizi ile yapılmıştır. Nanopartiküllerin antibakteriyel aktiviteleri, Gr (-) E. coli ATCC 25922 ve P. aeruginosa ATCC2 7853 ile Gr (+) MRSA ve S. aureus 6538 klinik bakteri izolatları üzerindeki MİK değerleri mikrodilüsyon yöntemi ile belirlenmiştir. AgNP'lerin her bir bakteri izolatı üzerindeki MBK değerleri de araştırılarak sonuçların tutarlı olması sağlanmıştır. E. coli, P. aeruginosa, MRSA ve S. aureus bakterilerinin, AgNP varlığındaki biyofilm oluşturma yetenekleri, kantitatif biyofilm tayini ile belirlenmiştir. Adventif kök kaynaklı AgNP'lerin UV-Vis absorpsiyon spektrumu, AgNP oluşumunu doğrulayan 410 nm'de plazmon piki göstermiştir. Çalışma sonucunda, SEM görüntüleri ile AgNP'lerin 50-100 nm boyutunda, küresel şekilli ve iyi bir homojen dağılıma sahip olduğu belirlenmiştir. Yapılan antibakteriyel aktivite çalışmaları sonucunda AgNP'nin P. aeruginosa ATCC2 7853 üzerinde en fazla, MRSA üzerinde en az antibakteriyel aktivite gösterdiği belirlenmiştir. AgNP'lerin MİK değerlerindeki konsantrasyonlarına kadar olan her düşük AgNP konsantrasyonunda biyofilm oluşumu gözlenmiş, MİK ve sonrasındaki daha yüksek değerlerinde ise biyofilm oluşturamadıkları belirlenmiştir. Sonuç olarak, AgNP'nin yeşil sentezinde kullanılan doku kültürü ile elde edilen A. vera L. adventif köklerinin hem indirgeyici hem de stabilize edici ajan olduğu belirlenmiştir. Bu tez çalışmasından elde edilen sonuçların, AgNP'lerin farklı alanlarda kullanımı için yeni stratejilerin geliştirilmesine katkıda bulunması beklenmektedir.

Abstract:
Nanomaterials are used in various fields such as agriculture, food, health, industry and
cosmetics due to their different physical, chemical and biological properties compared to bulk
materials. With the increasing use of nanomaterials in many sectors, green synthesis methods
have been developed to minimize the possible toxic effects of nanomaterials on the
environment and living things. In this thesis, green synthesis of callus and adventitious root
mediated silver nanoparticles (AgNP) obtained by using leaves of Aloe vera L. plant was
carried out. Characterization of synthesized AgNPs was performed by DLS and zeta potential,
UV-Vis spectrophotometer, ICP/MS, SEM-EDS, FTIR and XRD analyses. As a result of the
size analysis, it was decided that AgNPs from adventitious root were more suitable in terms of
size and surface charge. Determination of adventitious root material composition was made
by HPLC analysis. Antibacterial activities of nanoparticles, MIC values on clinical bacterial
isolates of Gr (-) E. coli ATCC 25922 and P. aeruginosa ATCC2 7853 and Gr (+) MRSA and
S. aureus 6538 were determined by microdilution method. The MBK values of AgNPs on
each bacterial isolate were also investigated to ensure consistency of the results. The biofilm
forming abilities of E. coli, P. aeruginosa, MRSA and S. aureus bacteria in the presence of
AgNP were determined by quantitative biofilm determination. UV-Vis absorption spectrum
of adventitious root-derived AgNPs showed a plasmon peak at 410 nm confirming AgNP
formation. As a result of the study, it was determined by SEM images that AgNPs were 50-
100 nm in size, spherical in shape and had a good homogeneous distribution. As a result of antibacterial activity studies, it was determined that AgNP showed the highest antibacterial
activity on P. aeruginosa ATCC2 7853 and the least on MRSA. Biofilm formation was
observed at every low AgNP concentration up to the concentrations of AgNPs at MIC values,
and it was determined that they could not form biofilms at higher values of MIC and beyond.
As a result, it was determined that A. vera L. adventitious roots obtained by tissue culture
used in the green synthesis of AgNP were both reducing and stabilizing agents. It is expected
that the results obtained from this thesis study will contribute to the development of new
strategies for the use of AgNPs in different fields.