Nanotüplerın yüzeylerinin fonksiyonlanması, antimikrobiyal aktivitelerinin kuantum kimyasal hesaplamalı yöntemlerle teorik hesaplanması ve deneysel çalışmaları
Functionation of the surfaces of nanotube, theoretical calculation of their antimicrobial activities using quantum chemical computational methods and experimental studies
Yazar: VAHDETTİN ASLAN
Danışman: DOÇ. DR. ZEYNEP ŞİLAN TURHAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ AYBEK YİĞİT
Iğdır Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada,karbon nanotüplerin yüzeylerinin fonksiyonlanmasının ardından antimikrobiyal aktiviteleri hem kuantum kimyasal hesaplamalı yöntemlerle teorik olarak hesaplamış hem de deneysel olarak teyitlenmiştir. Tez üç kısımda çalışılmıştır. İlk bölümde; yüzeyinde -COOH grubu içeren karbon nano tüpler ticari bir merkezden satın alınmış ve yüzeyinde bazı kimyasal yeni oluşumlar sağlanmıştır. Yüzeyinde -COOH önce açillendiler sonra ise farklı amin grupları ve alkol türleri ile reaksiyona sokularak amid,amin, ester grupları bulunan uçlar elde edilmiştir. Nano malzemelerin karakterizasyonu için FT-IR, SEM ve TEM cihazlarından yararlanılmıştır. İkinci adımda sentez moleküllerinin yoğunluk fonksiyonel teorisinde yer alan "B3LYP/6-31+G(d,p)" yöntemiyle minimum enerji ile en kararlı yapıların bulunması için optimize edilmiştir. Optimizasyon esnasında bu yapılardan hesaplanan HOMO-LUMO enerjileri, HOMO-LUMO enerjilerinden elde edilen enerji farklılıkları ve kimyasal parametre değerleri belirlenmiştir. Moleküllerin antimikrobiyal özellikleri hacim hesaplanarak teorik olarak hesaplanmıştır. Son olarak, elde edilen nanomalzemelerin bazı yaygın pozitif-negatif mikrobiyal organizmalara karşı antimikrobiyal aktivitelerini belirlemek için Disk difüzyon yöntemi kullanılmıştır. Teorik ve deneysel sonuçlar karşılaştırılması neticesinde VA2 yapısının antimikrobiyal aktivite gösterdiği hem teorik hem de deneysel sonuçlarla belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, the antimicrobial activities of carbon nanotubes after the functionalization of their surfaces were calculated both theoretically and experimentally by quantum chemical computational methods. The thesis has been studied in three parts. In the first part; Carbon nanotubes containing -COOH group on the surface were purchased from a commercial center and some chemical new formations were provided on the surface.(COOH) is first acylated on its surface, and then by reacting with different amine groups and alcohol species, ends with amide, amine and ester groups are obtained. FT-IR, SEM and TEM devices were used for the characterization of nanomaterials In the second step, the "B3LYP/6-31+G(d,p)" method in the DFT of synthesis molecules was optimized to find the most stable structures with minimum energy. During the optimization, HOMO-LUMO energies calculated from these structures, energy differences obtained from HOMO-LUMO energies and chemical parameter values were determined. The antimicrobial properties of the molecules were calculated theoretically by calculating the volume. Finally, Disk diffusion method was used to determine the antimicrobial activities obtained nanomaterials against some common positive-negative microbial organisms. As a result of the comparison of theoretical and experimental results, it was determined by both theoretical and experimental results that VA2 structure showed antimicrobial activity.