Diyabet hastalığının teşhisi için enzimatik olmayan yeni optik sensör platformlarının geliştirilmesi
Development of novel non-enzymatic optical sensor platforms for diagnosis of diabetes
Yazar: SELMA KILCİ YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. MAHMUT DURMUŞ
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında, borik asit pinakol ester (Bileşik-2) ve borik asit (Bileşik-3) fonksiyonel grubu içeren yeni organik 4,4-difloro-4-bora-3a, 4a-diaza-s-indasen (BODIPY) bileşiklerinin dizaynı, sentezi, yapısal karakterizasyonu ile glikoz molekülüne karşı floresans sensör özelliklerinin incelenmesi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Borik asit pinakol ester taşıyan yeni BODIPY türevi (Bileşik-2); iyot fonksiyonel grubu içeren BODIPY (Iyodo-BODIPY) ile 2-(4-etinilfenil)-4,4,5,5-tetrametil-1,3,2-dioksaborolan arasında Sonogashira kenetleme reaksiyonu kullanılarak sentezlenmiştir. Daha sonra Bileşik-2 üzerinde bulunan pinakol ester grubunun hidroliz edilmesiyle glikoz tayini için floresans bir prob olarak kullanılabilecek hedef Bileşik-3 elde edilmiştir. Tez kapsamında ilk defa sentezlenen bileşiklerin yapıları FT-IR, MALDI-TOF-MS, 1H NMR, 13C NMR, 19F NMR, 11B NMR, UV-Vis ve floresans gibi spektrsokopik teknikler kullanılarak aydınlatılmıştır. Bileşik-3'ün glikoz molekülüne karşı sensör özellikleri floresans yöntemi kullanılarak araştırılmış ve bu bileşiğin belli derişimdeki çözeltisine artan derişimlerde glikoz çözeltisi ilavesiyle Bileşik-3'ün floresan şiddetinde azalma tespit edilmiştir.  Bileşik-3' ün glikoza yönelik sensör performansının belirlenmesi için; çözücü etkisi, doğrusal konsantrasyon aralığı, pH etkisi, tespit limiti (LOD) tayini, miktar limiti (LOQ) tayini, seçicilik ve kararlılık gibi analitik parametreler belirlenmiştir. Ayrıca Bileşik-3 ile glikoz molekülünün etkileşim mekanizmasının sitokiyometrisi Job's plot tekniği ile belirlenerek, iki adet Bileşik-3 molekülünün bir adet glikoz molekülünü bağladığı bulunmuştur. Sonuç olarak; Bileşik-3'ün glikoz molekülüne karşı 0.19 mM tayin limitinde seçici olarak floresans sensör özelliği gösterdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
This thesis work includes the design, synthesis, structural characterization and investigation of fluorescence sensor properties against glucose molecule of new organic 4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene (BODIPY) compounds containing boric acid pinacol ester (Compound-2) and boric acid (Compound-3) functional group were carried out. The novel BODIPY derivative bearing boronic acid pinacol ester (Compound-2) was synthesized by Sonogashira coupling reaction between containing iodine functional group BODIPY (Iodo-BODIPY) and 2-(4-ethynylphenyl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2 dioxaborolane. Then, the novel Compund-3 which is a fluorescence probe for determination of glucose was synthesized from Compund-2 by hydrolzing of pinacol ester group, target Compound-3 was obtained. The structures of the compounds synthesized for the first time within the scope of the thesis were elucidated using spectroscopic techniques such as FT-IR, MALDI-TOF-MS, 1H NMR, 13C NMR, 19F NMR, 11B NMR, UV-Vis and fluorescence. The sensor properties of Compound-3 against glucose molecule were investigated using the fluorescence method and a decrease in the fluorescence intensity of Compound-3 was detected with the addition of increasing concentrations of glucose solution to a certain concentration solution of this compound. Sensing performance towards to glucose of Compound-3 analytical parameters was evaluated in detail with respect to the solvent effect, linear concentration range, pH effect, limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ), selectivity and stability. In addition, the stoichiometry of the interaction mechanism between Compound-3 and glucose molecule was determined by Job's plot technique and it was found that two Compound-3 molecules bind one glucose molecule. The LOD of Compound-3 was found 0.19 mM. As a result; It was determined that Compound-3 selectively showed fluorescence sensor properties against glucose molecule at the detection limit of 0.19 mM.