Lycopodium clavatum ekstraktı kullanılarak yeşil sentez yöntemi ile metalik nanopartikül üretimi ve biyolojik aktivitelerinin değerlendirilmesi
Production of metallic nanoparticles by using Lycopodium clavatum extract with green synthesis method and evaluation of biological activities
Yazar: ASLI GENÇASLAN
Danışman: DOÇ. DR. SERAP DERMAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Nanoteknoloji, nanopartikül veya nanomalzeme olarak adlandırılan, 1-100 nanometre (nm) ölçeğinde olan fiziksel, kimyasal ve biyolojik sistemlerin üretimi ve uygulamasını içermektedir. Nanopartiküllerin, yığın özellikte olan partiküllere oranla daha etkili fiziksel, kimyasal ve biyolojik etkilere sahip olduğu yapılan çalışmalarla ortaya koyulmuştur. Bu özelliklerinden dolayı birçok biyoteknoloji alanında kendine yer bulmuştur. 
Metalik nanopartiküllerin üretimi için çeşitli kimyasal ve fiziksel prosedürler kullanılmakta fakat dezavantajlarından dolayı yeni yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Son yıllarda yapılan yeşil sentez çalışmalarında biyolojik kaynaklar kullanılarak düşük maliyetli, daha az enerji gereksinimli ve toksik madde ya da yan ürün içermeyen metalik nanoparçacıkların üretimi gerçekleştirilmiştir. Bitki ekstraktlarında bulunan biyomoleküller, nanopartikül sentezinde metal iyonlarını indirgeyici ajan olarak kullanılmaktadır. Bu yöntem ile metal iyonunun indirgemesi oldukça hızlı, oda sıcaklığında yapılmakta ve kolayca ölçeklendirilebilmektedir.
Lycopodium clavatum bitkisi orta çağdan beri tıbbi bitki olarak kullanılmaktadır. Bitkinin tamamı idrar sökücü, soğuk algınlığı vb. için kullanılırken, bitkinin sporları kaşıntıyı gidermek ve suya dayanıklılığı sayesinde tablet kaplama teknolojilerinde kullanılmaktadır. Ayrıca anksiyete, unutkanlık gibi çeşitli zihinsel durumları tedavi etmek, yorgunluk ve kronik yorgunluğu gidermek için de kullanılmaktadır.
Hazırlanan bu tez çalışmasında indirgeyici ajan olarak Lycopodium clavatum (kurt pençesi) bitkisi kullanılarak gümüş nitrat (AgNO3) çözeltisinden gümüş nanopartiküller elde edilmiştir. Sentez koşulları optimize edilmiş ve optimum koşullarda üretilen gümüş nanopartiküllerin karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Boyut ve yüzey yükü analizleri sonucunda nanopartiküllerin 31,31±2,1 nm boyutlarında, -22,5 ±4,8 mV zeta potansiyele sahip ve çoklu dağılım indeksi değeri (PDI<0.5) ile monodispers olarak sentezlendiği görülmüştür. Ayrıca antioksidan aktiviteleri DPPH yöntemi ile incelenmiş ve antioksidan etkiye sahip olduğu gösterilmiştir. Sentezlenen nanopartiküllerin biyolojik aktivite MCF-7 hücre hattı üzerinde MTT yöntemiyle incelenmiştir. 
Bu tez çalışması sonucunda elde edilen verilerle literatürde ilk defa yeşil sentez yönteminde indirgeyici ajan olarak kullanılan Lycopodium Clavatum ile metalik nanopartiküllerin başarılı bir şekilde sentezlenebildiği gösterilmiştir. Sentezlenen gümüş nanopartiküllerin antioksidan ve biyolojik aktiviteleri incelenmiştir.

Abstract:
Nanotechnology includes the production and application of physical, chemical, and biological systems on the scale of 1-100 nanometers (nm), called nanoparticles or nanomaterials. Recent studies in this field have shown that nanoparticles have much more effective physical, chemical, and biological effects than untreated, large-volume particles. Due to these properties, it has found its place in many biotechnology fields.
Various chemical and physical procedures are used to produce metallic nanoparticles, but new methods are needed due to their disadvantages. In recent years, the production of metallic nanoparticles with low cost, less energy requirement and no toxic substances or by-products has been realized by using biological sources in green synthesis studies. Biomolecules in plant extracts are used as reducing agents for metal ions in nanoparticle synthesis. With this method, the reduction of the metal ion is very fast, at room temperature, and can be scaled easily.
Lycopodium clavatum has been used as a medicinal plant since the Middle Ages. The whole plant can be used as a diuretic, cold, etc. while the spores of the plant are used for itching and water resistance, they are used in tablet coating technologies. It is also used to treat various mental conditions such as anxiety, forgetfulness, and to relieve fatigue and chronic fatigue.
In this thesis study, it was aimed to obtain silver nanoparticles from silver nitrate (AgNO3) solution by using Lycopodium clavatum (wolf's claw) plant as a reducing agent. Synthesis conditions were optimized, and characterization studies of silver nanoparticles produced under optimum conditions were carried out. As a result of the size and surface charge analyzes, it was observed that the nanoparticles were synthesized as monodisperse nanoparticles with a size of 31.31±2,1 nm, a zeta potential of -22,5±4,8 mV and a polydispersity index value (PDI<0.5). In addition, the antioxidant activities of metallic nanoparticles produced under optimum conditions were examined by DPPH method and it was shown to have an antioxidant effect. Biological activity studies of synthesized nanoparticles were investigated on MCF-7 cell line by MTT method.
With the data obtained as a result of this thesis, it has been shown for the first time in the literature that metallic nanoparticles can be successfully synthesized with Lycopodium Clavatum, which is used as a reducing agent in the green synthesis method. Antioxidant and biological activities of synthesized silver nanoparticles were investigated.