Muğla'da yetişen bazı tıbbi ve zehirli bitki ekstreleri kullanılarak gümüş ve altın nanopartiküllerin sentezi ve biyoaktivitelerindeki değişimin incelenmesi
The investigation of chance in bioactivity of silver and gold nanoparticles by using some medical and toxic plant extracts growing in Mugla
Yazar: YUNUS ÇETİNTAŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ALİ ÖZLER ; DR. ÖĞR. ÜYESİ SAID NADEEM
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Kimya = Chemistry

Özet:
Doğal olarak yetişen bitki türlerinden faydalanılarak toksik olmayan kimyasalların kullanıldığı, hızlı, kolay, güvenilir ve tamamen çevreci bir yaklaşım sunan yeşil sentez yöntemiyle gümüş ve altın nanopartikül sentezi gerçekleştirildi. Bitki türleri ile gümüş ve altın nanopartiküllerin kimyasal ve biyolojik aktivitelerindeki değişimler araştırıldı. Gümüş ve altın nanopartiküllerin yeşil sentezi, ülkemizde doğal olarak yetişen Eucalyptus camaldulensis, Euphorbia rigida, Hypericum perforatum, Laurus nobilis, Lavandula stoechas, Nerium oleander, Origanum onites, Rosmarinus officinalis ve Vitex agnus-castus kullanılarak gerçekleştirildi. Nanopartikül sentezi sonrası çeşitli karakterizasyon yöntemleri ile nanopartiküllerin varlığı ve morfolojileri tespit edildi. Karakterizasyon çalışmalarında UV-vis spektroskopi, FT-IR, HR-TEM, SEM ve SEM-EDS cihazları kullanıldı. Karakterizasyon çalışmaları ile gümüş ve altın nanopartiküllerin varlıkları, yapıları, büyüklükleri, içerikleri gibi çeşitli fiziksel ve kimyasal özellikleri ortaya çıkarıldı. Uv-vis spektroskopi cihazında gümüş nanopartiküllerin 409 nm ile 435 nm, altın nanopartiküllerin ise 529 nm ile 618 nm arasında spesifik absorbans pikleri verdiği gözlendi. FT-IR spektrofotometre cihazında ise su fraksiyonları ile gümüş ve altın nanopartiküller arasındaki ilişkiyi kurabileceğimiz yapısal tespitler gerçekleştirildi. Bitki türleri içerisinde bulunan indirgen özellikteki farklı organik yapıların nanopartiküllere etkisi incelendi. HR-TEM cihazı eşliğinde elde edilen toplam 18 adet gümüş ve altın nanopartikülün boyutları belirlendi. Gümüş nanopartiküllerin 3.70 nm ile 67.80 nm arasındaki, altın nanopartiküllerin ise 6.74 nm ile 168.54 nm arasındaki büyüklüklerde değiştiği görüldü. SEM cihazı eşliğinde x30000 ve 100 nm boyutlarında yüzeysel görüntüleme gerçekleştirilerek nanopartiküllerin düzenli ve küresel yapıda oldukları görüntülendi. SEM-EDS cihazı eşliğinde nanopartiküllerin elementel içerikleri araştırıldı ve elde edilen sonuçlarda nanopartiküllerin içeriğinde karbon, oksijen, kükürt, azot vb., organik elementlere rastlandı. 27 adet numune üzerinde (9'ar adet su fraksiyonu ile gümüş ve altın nanopartikül), antioksidan aktivite (β-Karoten Toplam Antioksidan Aktivite, DPPH Serbest Radikali Giderim Aktivitesi, ABTS Katyon Radikali Giderim Aktivitesi, CUPRAC İnhibisyon Aktivitesi ve Metal Bağlama Aktivitesi), antimikrobiyal aktivite (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Bacillus subtilis, Enterococcus faecalis bakteri suşları ile Candida albicans ve Candida parapsilosis mayaları) ve antikanser aktivite (A549, MDA-MB-231 ve HT29) testleri gerçekleştirildi. Örneklerde antioksidan aktivite, 96 kuyucuklu mikroplaka okuyucu spektrofotometrede yapıldı. Sonuçlar karşılaştırılarak aralarındaki farklılıklar ortaya çıkarıldı. Antimikrobiyal aktivite testleri disk difüzyon yöntemi kullanılarak yapıldı. Pozitif kontrol antibiyotiği olarak bakteriler için ampisilin, mayalar için ise flukonazol kullanıldı. Eucalyptus camaldulensis, Euphorbia rigida, Nerium oleander ve Vitex agnus-castus bitkileri kaynaklı gümüş nanopartiküller ile Hypericum perforatum, Laurus nobilis ve Lavandula stoechas kaynaklı altın nanopartiküllerin kendi su fraksiyonlarından daha iyi antimikrobiyal aktivite sergilediği tespit edildi. 27 adet numune üzerinde antikanser aktivite testleri, MTT (3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolyum bromür) yöntemiyle çalışıldı. Testler, 96 kuyucuklu mikroplaka okuyucu spektrofotometre kullanılarak yapıldı. Antikanser aktivitelerine göre, gümüş nanopartiküllerde iyi antikanser etkilerin olduğu altın nanopartiküllerin ise su fraksiyonları ile yarıştığı tespit edildi. Ayrıca farklı bitki türlerine göre antikanser aktivite sonuçlarının da değiştiği belirlendi.
Sonuç olarak, çalıştığımız türler hakkında (çoğunda ilk defa) kapsamlı bir çalışma gerçekleştirildi. 9 farklı bitki türü kullanılarak hem gümüş hem de altın nanopartiküller ilk defa bu kadar küçük boyutlarda elde edildi. Tamamen çevreci bir yaklaşımla elde edilen nanopartiküllerin çeşitli karakterizasyon çalışmaları sonucunda morfolojileri hakkında detaylı sonuçlar ortaya çıkarıldı. Yapılan çok yönlü antioksidan, antimikrobiyal ve antikanser aktivite çalışmaları ile su fraksiyonları ile gümüş ve altın nanopartiküllerin etkileri karşılaştırmalı olarak ortaya çıkarıldı. Antioksidan aktivite testlerinde, nanopartiküllerin birçoğu düşük aktivite sergilerken; antimikrobiyal ve antikanser aktivite sonuçlarına bakıldığında ise çoğu nanopartikülün su fraksiyonlarına nazaran çok daha iyi aktivite sergiledikleri tespit edildi.

Abstract:
Silver and gold nanoparticle synthesis were carried out with the green synthesis method, which utilizes non-toxic chemicals, using a naturally grown plant species, offering a fast, easy, reliable and completely environmentalist approach. Changes in the chemical and biological activities of plant species and silver and gold nanoparticles were investigated. Green synthesis of silver and gold nanoparticles were performed using Eucalyptus camaldulensis, Euphorbia rigida, Hypericum perforatum, Laurus nobilis, Lavandula stoechas, Nerium oleander, Origanum onites, Rosmarinus officinalis and Vitex agnus-castus, which grow naturally in our country. After nanoparticle synthesis, the presence and morphology of nanoparticles were determined by various characterization methods. UV-vis spectroscopy, FT-IR, HR-TEM, SEM and SEM-EDS devices were used in characterization studies. Various physical and chemical properties such as the presence, structure, size and content of silver and gold nanoparticles were revealed with characterization studies. In the UV-vis spectroscopy, it was observed that silver nanoparticles gave specific absorbance peaks between 409 nm and 435 nm and gold nanoparticles between 529 nm and 618 nm. In the FT-IR spectrophotometer, structural determinations the relationship between water fractions and silver and gold nanoparticles were performed. The effect of different reducing organic structures in plant species on nanoparticles was investigated. The dimensions of a total of 18 silver and gold nanoparticles obtained with the HR-TEM were determined. Silver nanoparticles were observed to ranged between 3.70 nm and 67.80 nm and gold nanoparticles between 6.74 nm and 168.54 nm. Using the SEM, x30000 and 100 nm dimensions were performed and it was observed that the nanoparticles were in a regular and spherical structure. With the SEM-EDS device, the elemental contents of the nanoparticles were investigated, and organic elements such as carbon, oxygen, sulfur, nitrogen etc. were found in the contents of the nanoparticles. In 27 samples (9 water fractions with silver and gold nanoparticles), antioxidant activity (β-Carotene Total Antioxidant Activity, DPPH Free Radical Removal Activity, ABTS Cation Radical Removal Activity, CUPRAC Inhibition Activity and Metal Binding Activity), antimicrobial activity (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Bacillus subtilis, Enterococcus faecalis bacterial strains, Candida albicans and Candida parapsilosis yeasts) and anticancer activity (A549, MDA-MB-231 and HT29) tests were performed. In the examples, antioxidant activity was performed on a 96-well microplate reader spectrophotometer. The results were compared and the differences were revealed. Antimicrobial activity tests were performed using disc diffusion method. Ampicillin for bacteria and fluconazole for yeasts were used as positive control antibiotics. Silver nanoparticles originating from Eucalyptus camaldulensis, Euphorbia rigida, Nerium oleander and Vitex agnus-castus plants, and gold nanoparticles originating from Hypericum perforatum, Laurus nobilis and Lavandula stoechas were found to exhibit better antimicrobial activity than their own water fractions. Anticancer activity tests were performed in 27 samples by MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide) method. The tests were performed using a 96-well microplate reader spectrophotometer. According to anticancer activities, silver nanoparticles had good anticancer effects and gold nanoparticles competed with water fractions. In addition, it was determined that anticancer activity results changed according to different plant species. 
As a result, a comprehensive study on the species we studied (for the first time in most) was carried out. For the first time, both silver and gold nanoparticles were obtained in such small sizes using 9 different plant species. As a result of various characterization studies of nanoparticles obtained with a completely environmentalist approach, detailed results about their morphology were revealed. With the versatile antioxidant, antimicrobial and anticancer activity studies, the effects of water fractions and silver and gold nanoparticles were revealed comparatively. In antioxidant activity tests, most of the nanoparticles showed low activity; when investigated the results of antimicrobial and anticancer activity, it was found that most nanoparticles exhibit much better activity than water fractions.