Çubuk ve nokta yapılarına sahip bakır antimon sülfürlerin antibakteriyel ve antibiyofilm aktivitelerinin araştırılması
Investigation of antibacterial and antibiofilm activities of copper antimony sulfides with rod and dot structures
Yazar: AYŞE DEMİRBAŞ
Danışman: PROF. DR. İMREN HATAY PATIR
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
İçinde bulunduğumuz yüzyılda bakterilerle mücadelede antibiyotik tedavisinin düşük etkinlik
göstermesi ve bakterilerin çoklu ilaca karşı direnç göstermesi nedeniyle antibiyotiğe alternatif
nanomalzeme temelli yapıların kullanımına yönelik çalışmalar her geçen gün artmaktadır. Son yıllarda
tosik olmayan, doğada bol miktarda bulunan, çevre dostu ve maliyeti düşük malzemeler araştırmacılar
tarafından ilgi çekmektedir. Metal sülfürler, inorganik metal nanoparçacıklar kullanılarak yapılan
antibakteriyel çalışmalarda, doğal mineraller içermesi nedeniyle bu alanda sıklıkla tercih edilmektedir.
Bu tez çalışmasında, farklı şekillere sahip (nokta ve çubuk) CuSbS2 yapılarının 808 nm dalga boylu
yakın kızılötesi (NIR) ışık etkisinde Escherichia coli ve Staphylococcus aureus bakterileri üzerinde
gösterdiği antibakteriyel/antibiyofilm aktivitesi araştırılmıştır. CuSbS2 nokta ve çubuk yapıları sıcak
enjeksiyon metodu ile sentezlenmiştir. Bu yapılar, X-ışınları kırınımı (XRD) ve taramalı elektron
mikroskopisi (SEM) teknikleriyle karakterize edilmiştir. Hazırlanan malzemelerin antibakteriyel
aktiviteleri minimum inhibisyon konsantrasyonu (MİK) ve optik yoğunluk ölçümü metotları ile
incelenmiştir. Her iki malzemenin de NIR ışık etkisi altında, ışık olmayan durumlara göre daha yüksek
antibakteriyel performans gösterdiği bildirilmiştir. Ayrıca, fototermal etki ölçümü, oksidatif stres deneyi ve
SEM teknikleri kullanılarak yapıların antibakteriyel mekanizmaları araştırılmıştır. CuSbS2'lerin göstermiş
olduğu antibakteriyel etkide, fototermal etkinin, oksidatif stres oluşumunun ve bakteriyel mebranda hasar
oluşumunun büyük bir rolü bulunmaktadır. Son olarak bu yapıların biyofilm oluşumunu inhibe edebilme
özellikleri kristal viyole boyama yöntemi kullanılarak incelenmiştir. CuSbS2'lerin (64 μg/ml
konsantrasyonunda) NIR ışık etkisinde E. coli ve S. aureus bakterilerinin oluşturduğu biyofilmlerin
yarısından fazlasını inhibe ettiği bildirilmiştir.

Anahtar Kelimeler: antibakteriyel etki, bakır antimon sülfür, biyofilm, fototermal etki,
membran hasarı, oksidatif stres

Abstract:
In the current century, studies on the use of nanomaterial-based structures as an alternative to
antibiotics are increasing day by day, especially due to the low effectiveness of antibiotic therapy in the
fight against bacteria and the confrontation with bacterial resistance. In recent years, research on lowtoxicity, soil-abundant, environment-friendly and low-cost materials have attracted a lot of attention from
researchers. Metal sulfides constantly preferred in this field because of including safe natural minerals in
antibacterial studies using inorganic metal nanoparticles.
In this thesis, antibacterial/antibiofilm activity of CuSbS2 structures with different shapes (dot and
rod) was investigated on Escherichia coli ve Staphylococcus aureus bacteria under the influence of 808 nm
wavelength near infrared (NIR) light. CuSbS2 dot and rod structures were synthesized by hot injection
method. These structures were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy
(SEM) techniques. The antibacterial activities of the prepared materials were examined by minimum
inhibition concentration (MIC) and optical density measurement methods. Each of the two materials has a
higher antibacterial performance when under the influence of NIR light than when without light. In
addition, antibacterial mechanisms of structures investigated by using phototermal activity experiment,
oxidative stress assay and SEM techniques. Photothermal effect, oxidative stress formation and bacterial
membrane damage mechanisms play significant role in the antibacterial effect of CuSbS2's. Finally, the
ability of these structures to inhibit biofilm formation was investigated using crystal violet assay. It was
reported that CuSbS2's (64 μg/ml concentration) inhibit more than half of the biofilms formed by E. coli
and S. aureus strains under the influence of NIR light.

Keywords: antibacterial effect, biofilm, copper antimony sulfide, photothermal activity,
membrane damage, oxidative stress