Bakteriyel selüloz membranların filtre olarak kullanımının araştırılması
Investigation of the use of bacterial cellulose membranes as filters
Yazar: BAHAR SAMYELİ
Danışman: PROF. DR. ÖZFER YEŞİLADA
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmanın amacı Gluconacetobacter xylinus NRRL B-759 (Komagataeibacter xylinus) tarafından sentezlenen bakteriyel selülozun (BS) membran filtre olarak kullanım olasılığının araştırılmasıdır. 
Öncelikle bu bakterinin inkübasyon süresine bağlı olarak BS üretim yeteneği test edilmiş ve bakterinin inkübasyon süresine (gün) bağlı olarak BS üretebileceği saptanmıştır. Daha sonra da inkübasyon süresine bağlı olarak üretilen membranların özellikleri detaylı olarak incelenmiştir. FTIR analizleri BS'ler arasında en uygun pik yapısının 3. günde oluştuğunu göstermiştir. BS'nin kristalin yapısının tespiti için X-ray spektrumları alınmış ve 3. günde elde edilen selüloz yapısının ideal formasyonda olduğu görülmüştür. SEM incelemeleri de 3. günde elde edilen membran yapısının ideal olduğunu ortaya koymuştur. Yapılan deneyler, 2. günden itibaren tüm membranların yeterli mekanik özelliklere sahip olduğunu göstermiştir. Membranların TGA ve DSC analizleri selülozik membran yapılarının yaklaşık 200 °C kadar yapısal kararlı olduğunu ve 20 °C ideal esneklikte bulunduğunu ortaya koymuştur. 
BS membranların BS filtre olarak kullanılıp kullanılamayacağını saptamak için E. coli ve S. aureus süspansiyonları hazırlanmış ve steril koşullarda BS'lerden filtre edilmişlerdir. Filtrasyon işlemi sonrası süzüntüde herhangi bir bakteri saptanmamıştır. Bu da, üretilen BS'lerin mikroorganizmaları filtre etmek için membran filtre olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Membranın tekrarlı kullanımı da test edilmiş ve bu membranın filtrasyon işleminde tekrarlı kullanılabileceği gözlenmiştir. Bakterilerin filtre edildiği membranların SEM ve EDX analizleri bu membranların yüzeyinde bakteri hücrelerinin kaldığını ve saf membranlardan farklı olarak E. coli ve S. aureus'un filtre edildiği membranlarda azot, fosfor ve kükürt piklerinin varlığını da göstermiştir. 
Bu çalışmanın sonuçları, üretilen BS'lerin mikroorganizma içermeyen örneklerin hazırlanmasında membran-filtre olarak etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
The aim of this study is to investigate the possibility of using bacterial cellulose (BC) synthesized by Gluconacetobacter xylinus NRRL B-759 (Komagataeibacter xylinus) as a membrane filter.
Firstly, the BC production ability of this bacterium was tested depending on the incubation time and it was determined that the bacterium could produce BC depending on incubation time (days). Then, the properties of the membranes produced depending on the incubation time were examined in detail. FTIR analyzes showed that the most suitable peak structure among the BCs was formed on the 3rd day. X-ray spectra were taken to determine the crystalline structure of BCs and it was seen that the cellulose structure obtained on the 3rd day was in ideal formation. SEM examinations also revealed that the membrane structure obtained on the 3rd day was ideal. Experiments showed that all membranes had sufficient mechanical properties starting from the 2nd day. TGA and DSC analyzes of the membranes revealed that the cellulosic membrane structures were structurally stable at approximately 200 °C and had ideal flexibility at 20 °C.
To determine whether BC membranes can be used as BC filter, E. coli and S. aureus suspensions were prepared and filtered through BSs under sterile conditions. No bacteria was detected in the filtrate after the filtration process. This showed that the produced BCs can be used as membrane filters for filtration of microorganisms. The repeated use of the membrane was also tested and it was observed that this membrane can repeatedly be used in filtration process. SEM and EDX analyzes of the membranes which the bacteria filtered also showed that bacterial cells remained on the membrane surface and, unlike pure membranes, there were nitrogen, phosphorus and sulfur peaks in the membranes where E. coli and S. aureus were filtered.
The results of this study showed that the produced BSs can be used effectively as membrane-filter for preparing microorganism-free samples.