Antioksidan bileşiklerin süperoksit anyon radikal süpürme etkinliği ölçümü için altın nanoparçacık esaslı yöntem geliştirilmesi
Development of gold nanoparticle based-assay for measuring superoxide anion radical scavenging activity
Yazar: EĞSAP YILDIRIM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU BEKDEŞER
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Altın = Gold ; Antioksidanlar = Antioxidants ; Anyonlar = Anions

Özet:
Reaktif oksijen türleri oksijenden türetilen serbest radikallerdir. Bunlara örnek olarak hidrojen peroksit, peroksinitrit, hidroksi radikali, süperoksit anyon radikali gibi bileşikler örnek verilebilir. Süperoksit anyon radikali, oksijen molekülünün bir elektron alması ile indirgenerek oluşur. Ayrıca indirgenmiş geçiş metallerinin otooksidasyonun da süperoksit anyon radikali meydana gelebilir. Hücrenin genellikle mitokondrisinde süperoksit anyon
radikalleri oluşmaktadır. Mitokondride gerçekleşen enerji dönüşüm reaksiyonları sırasında meydana gelen az miktarda elektron kaçakları oksijen molekülünün süperoksit radikaline dönüşümüne neden olur. Reaktif oksijen türlerinin sentezini ve oluşturabilecekleri hasarı önlemek için vücudumuzda görev alan savunma sistemlerine "antioksidan savunma sistemleri" veya "antioksidanlar" denilmektedir. Bu tez çalışmasının amacı antioksidanların süperoksit anyon radikal süpürme aktivitesi tayini için altın nanoparçacıkların optik özelliklerindeki değişimden yararlanılarak kolorimetrikbir yöntem geliştirmektir. Nanopartiküller boyutları çok küçük yapılardır. Nanopartikül atomlarının neredeyse yarısı kadarı yüzeyde olduğu için reaktivitesi yüksektir. Bu parçacıklar yüksek yüzey/hacim oranına sahip olmalarından dolayı, kütle ve ısı iletim özellikleri bulk malzemelerinkinden daha iyidir.Bu sebeple, özellikle metal nanoparçacıklar katalizör, sensör, manyetik ve optoelektronik gibi alanlarda birçok mühendislik uygulamalarına sahiptirler. Tez kapsamında sitrat stabilize AuNP (altınnanoparçacık) sentezi yapılmıştır. Süpeoksit anyon radikal sentezi ise bikarbonat, hidrojen peroksit, Co (II) iyonlarının reaksiyonu ile üretilmiştir. Ortamda süperoksit anyon radikali varlığında AuNP'ın spektroskopik özelliklerindeki değişiklikler incelenmiştir. Sentezlenen AuNP'ların SEM (taramalı elektron mikroskopisi) görüntüleri ile boyutu yaklaşık 9-10 nm olarak ölçülmüştür. Tez kapsamında antioksidan bileşiklerin süperoksit anyon radikal süpürme etkinliği ölçümü için geliştirilen AuNP-SOSA (Altın Nanoparçacık Esaslı Süperoksit Anyon Radikal Süpürme Aktivite Tayini) yöntemi kullanılarak kuersetin, ferulik asit, epigallo kateşin gallat, gallik asit, elajik asit ve kateşin gibi
çeşitli antioksidan bileşiklerin süperoksit anyon radikal süpürme aktiviteleri belirlenmiştir. Çalışılan antioksidan bileşikler arasında en yüksek süperoksit anyon radikal süpürme aktivitesi epigallo kateşin gallat (0.53µM) için bulunmuştur. Ayrıca, geliştirilen yöntem yeşil çay, ada çayı, ıhlamur ve rezene gibi bitkisel çay infüzyonlarına başarılı şekilde uygulanmıştır. Referans yöntem olarak literatürde sıklıkla kullanılan NBT yöntemi kullanılmıştır. NBT reaktifi ve süperoksit anyon radikali arasında gerçekleşen reaksiyon sonucunda suda çözünmeyen mavi formazan bir madde açığa çıkar ve bu madde 560 nm'de maksimum absorpsiyon vermektedir. Geliştirilen bu yöntem kolorimetrik sensör olarak
kullanılabilme potansiyeline sahip olup, kolorimetrik yöntemlerin, zahmetli ön işlemlere ve pahalı enstrümasyona gerek duymama ve tespit sinyalinin çıplak gözle görülebilmesi gibi avantajlarını da içinde barındırmaktadır.

Abstract:
Reactive oxygen species are free radicals derived from oxygen. Examples of these are compounds such as hydrogen peroxide, peroxynitrite, hydroxy radical, superoxide anion radical. The superoxide anion radical is formed by the reduction of the oxygen molecule by gaining an electron. Superoxide anion radical can also occur in the autooxidation of reduced transition metals. Superoxide anion radicals are formed in the mitochondria of the cell. A small amount of electron leaks that occur during the energy conversion reactions that take place in the mitochondria cause the oxygen molecule to transform into superoxide radical. The defense systems in our body to prevent the synthesis of reactive oxygen species and the damage they may cause are called "antioxidant defense systems" or "antioxidants". The aim
of this thesis is to develop a colorimetric method for the determination of the superoxide anion radical scavenging activity of antioxidants by utilizing the change in optical properties of gold nanoparticles. Nanoparticles are very small structures. Since almost half of the nanoparticle atoms are on the surface, its reactivity is high. Because these particles have a high surface-to-volume ratio, their mass and heat transfer properties are better than those of bulk materials. For this reason, especially metal nanoparticles have many engineering applications in areas such as catalysts, sensors, magnetics and optoelectronics. Within the scope of the thesis, citrate stabilized AuNP (gold nanoparticle) synthesis was performed. The superoxide anion radical synthesis was produced by the reaction of bicarbonate, hydrogen peroxide, Co (II) ions. The changes in the spectroscopic properties of AuNP in the presence of superoxide anion radical in the medium were investigated. The size of the synthesized AuNPs was measured as approximately 9-10 nm by SEM (scanning electron microscopy) images. Within the scope of the thesis, various antioxidant compounds such as quercetin, ferulic acid, epigallo catechin gallate, gallic acid, ellagic acid and catechin were determined by using AuNP-SOSA (Gold Nanoparticle Based Superoxide Anion Radical Scavenging Activity Determination) method, which was developed for the measurement of superoxide anion radical scavenging efficiency of antioxidant compounds. Superoxide anion radical scavenging activities were determined. Among the antioxidant compounds studied, the
highest superoxide anion radical scavenging activity was found for epigallo catechin gallate (0.53µM). In addition, the developed method has been successfully applied to herbal tea infusions such as green tea, sage, linden and fennel.