Para, orto, meta-florofentanilin yüzeyi genişletilmiş raman spektroskopisi ile tayini
Detection of para, ortho, meta-fluorofentanyl by surface-enhanced raman spectroscopy
Yazar: SEVDE DOĞRUER ERKÖK
Danışman: PROF. DR. TUFAN GÜRAY
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Fentanil ve fentanil analoglarının yasa dışı kullanımı gün geçtikçe artarak daha fazla aşırı doz kullanımına bağlı ölümlere yol açmaktadır. Fentanil morfinden 100 kat daha etkiliyken bazı fentanil analogları fentanilden daha fazla etkiye sahiptir. Aynı molekülün izomerleri de farklı derecede potent olabilir. Bu yüzden fentanil analoglarının tespiti ve ayrıştırılması olası aşırı doz vakalarında kritik önem taşımaktadır. Fentanil ve fentanil analoglarının tespiti için çeşitli yöntemler vardır ancak gaz kromatografi kütle spektroskopisi veya sıvı kromatografi kütle spektroskopisi gibi doğrulayıcı yöntemler izomerleri ayırt etmede yeterli değildir. Bununla birlikte, yüzeyi genişletilmiş Raman spektroskopisi (SERS) analiz edilen moleküllere ait spektroskopik parmak izi verebilme özelliği sayesinde izomerleri ayırt etmek için başarılı bir yöntemdir. Bu tez çalışmasında yasa dışı uyuşturucu karışımlarında en çok rastlanan fentanil analoglarından biri olan para florofentanil ile izomerleri orto florofentanil ve meta florofentanilin birbirinden ayrıştırılabilmesi için çeşitli SERS yöntemleri karşılaştırılmıştır. Öncelikle yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) hesaplamalarıyla teorik açıdan bu analogların birbirinden farklı spektrumlara sahip olup olmadığı incelendi. Teorik hesaplamalardan elde edilen spektrumlar normal Raman (NR) ve SERS deneylerinden elde edilen spektrumlarla karşılaştırıldı. Uygulanan SERS protokolleri için bimetalik altın/gümüş nanostarlar (Au/Ag NS) sentezlendi. Karşılaştırılan protokollerde magnezyum klorür ve potasyum bromür inorganik tuzları kullanılarak nanostarların agregasyonu sağlandı. Potasyum bromür içeren protokol Raman sinyalinde daha fazla genişletme sağladığı için bu protokol uygulanarak gözlemlenebilme sınırı (LOD) ve tayin edilebilme sınırı (LOQ) hesaplandı. Elde edilen sonuçlar SERS'in fentanil analoglarının izomerlerini tespit etmede başarılı bir teknik olduğunu göstermektedir.

Abstract:
The illegal use of fentanyl and fentanyl analogs is increasing day by day, and this leads to more overdose deaths. Fentanyl is 100 times more effective than morphine, while some fentanyl analogues are more potent than fentanyl. Isomers of the molecules can also have different potencies. Therefore, detecting and differentiating fentanyl analogs is critical in cases of a possible overdose. There are several methods to detect fentanyl and fentanyl analogs but confirmatory techniques such as Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS) or Liquid Chromatography-Mass Spectroscopy (LC-MS) is not sufficient to differentiate isomers. However, Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) is a successful method for detecting isomers thanks to its capability of yielding spectroscopic fingerprints of the analytes. In this study, various SERS methods were compared in order to distinguish para fluorofentanyl, which is one of the most common fentanyl analogs in illicit mixtures, and its isomers ortho fluorofentanyl and meta fluorofentanyl. First, Density Functional Theory (DFT) calculations were done to examine whether these analogs have different spectra in theory. The spectra obtained from the theoretical calculations were compared with the spectra obtained from the Normal Raman and SERS experiments. Bimetallic gold/silver nanostars (Au/Ag NS) were synthesized for the applied SERS protocols. Inorganıic salts magnesium chloride and potassium bromide were used in the compared protocols for the aggregation of nanostars. The protocol in which potassium bromide was used gave a better enhancement so it was used to calculate the limit of detection (LOD) and limit of detection (LOQ). The obtained results show that SERS is a successful technique to detect isomers of fentanyl analogs.