Su örneklerinden tetrasiklin uzaklaştırılması amacıyla manyetik nanoparçacıkların yüzey modifikasyonu
Surface modification of magnetic nanoparticles to remove tetracycline from water samples
Yazar: BERK ÖZTÜRK KEMALOĞULLARI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MESHUDE AKBULUT SÖYLEMEZ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı / Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Tetrasiklinler hem insan hem de veterinerlik tedavilerinde en yaygın kullanılan antibiyotiklerden biridir. Tetrasiklinlerin %75'ten fazlası orijinal formları ve türevleri şeklinde vücuttan atılmakta, insan ve hayvan idrarı ve dışkısı yoluyla çevreye salınmakta, bu da ekosistem ve insan sağlığı için ciddi bir tehdit oluşturmaktadır. Ortamlardan tetrasiklinleri uzaklaştırmak için adsorpsiyon ve bozunma gibi birkaç geleneksel teknik vardır. Fakat bu yöntemlerin temel dezavantajı seçimlilikten yoksun olmalarıdır. Bu noktada yüksek seçimlilik ve bağlanma kapasitesine sahip özel malzemelerin hazırlandığı moleküler baskılama yararlı bir alternatiftir. Bu çalışmada tetrasiklin baskılı ince filmler, manyetik demir (III) oksit nanoparçacıklar üzerinde stiren ve divinilbenzenin misel ara yüzü polimerizasyonu ile hazırlanmıştır. Modifiye edilmiş manyetik nanopartiküllerin ayrıntılı yapısal ve fiziksel karakterizasyonu FTIR, XPS, XRD, TEM ve BET ile gerçekleştirilmiştir. Manyetik nanoparçacıkların modifikasyon öncesi ve sonrası boyutu sırasıyla yaklaşık 35 nm ve 115 nm olarak belirlenmiştir. Bağlanma özellikleri, adsorpsiyon izotermleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Tetrasiklin baskılı polimerlerin özgün seçiciliği, yapısal olarak benzer tetrasiklinler için değerlendirilmiştir. Tetrasiklin, oksitetrasiklin hidroklorür, doksisiklin sikat ve klortetrasiklin için baskılama faktörü sırasıyla 3,41, 1,55, 1,52 ve 1,23 olarak belirlenmiştir. Moleküler baskılı polimer ile modifiye edilmiş MNP'nin bağlanma kapasitesi, musluk suyu ve doğal su numuneleri  için araştırılmış ve tetrasiklinin adsorpsiyon yüzdeleri ultra saf su, musluk suyu ve doğal su örnekleri olan  Pazar Irmak'ı ve Kızılrmak için sırasıyla 83,2, 66,3, 54,7 ve 51,5 olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Tetracyclines are one of the most widely used antibiotics which are utilized in both human and veterinary treatments. More than 75% of tetracyclines are excreted in their original form and derivatives and released into the environment via human and animal urine and feces, which cause a serious threat to the ecosystem and human health. There are several conventional techniques to remove tetracyclines from environments such as adsorption and degradation. However, the main disadvantage of these methods is the lack of the selectivity. At that point the molecular imprinting, a method to prepare tailor made materials with high specific selectivity and binding capacity is a useful alternative. In this work, tetracycline imprinted thin films were prepared on the magnetic iron (III) oxide nanoparticles (MNP) by admicellar polymerization of styrene and divinylbenzene. The detailed structural and physical characterization of modified magnetic nanoparticles was carried out by FTIR, XPS, XRD, TEM and BET. The size of the magnetic nanoparticles before and after modification was determined as approximately 35 nm and 115 nm, respectively. Binding properties were evaluated by employing adsorption isotherms. The specific selectivity of the tetracycline imprinted polymers was evaluated for structurally similar tetracyclines. The imprinting factor was determined as 3.41, 1.55, 1.52 and 1.23 for tetracycline, oxytetracycline hydrochloride, doxycycline hyclate and chlorotetracycline, respectively. The binding capacity of the molecularly imprinted polymer modified MNP was investigated for tap water and natural waters samples. The adsorption percentage of tetracycline was determined as 83.2, 66.3, 54.7 and 51.5 for ultra-pure water, tap water and natural water samples as Pazar Creek and Kızılırmak, respectively.