Gümüş nanopartiküllerinin Kribbella turkmenica 16K104 ile ekstraselüler sentezi, karakterizasyonu, antimikrobiyal aktivitesi ve genotoksisitesinin araştırılması
Investigation of extracellular synthesis of silver nanoparticles by Kribbella turkmenica 16K104 and characterization, antimicrobial activity and genotoxicity of synthesized nanoparticles
Yazar: TUĞBA ÇELİK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ OSMAN ADIGÜZEL
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Gümüş = Silver ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Nanobiyoteknoloji = Nanobiotechnology ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Yeşil sentez = Green synthesis

Özet:
Boyutları genellikle 100 nm'den küçük olan nanopartiküller geniş yüzey alanına sahip olmaları, biyolojik özellikleri ve yığın halindeki formlarından farklı özellikler göstermiş olmalarından dolayı son yıllarda oldukça önemli hale gelmişlerdir. Tıp alanında teşhis ve tedavide,  atıksu arıtımında, gıdaların bozulmasının önlenmesinde ve geniş antimikrobiyal etkileri sayesinde gümüş nanopartiküller (AgNP'ler) nanomalzemeler arasında en dikkat çeken metal nanopartiküllerdir. Bu tez çalışmasında gümüş nanopartiküller Kribbella turkmenica 16K104 tarafından ekstraselüler olarak sentezlenmiştir. Reaksiyon koşullarının ve besi yeri içeriklerinin gümüş nanopartikül sentezi üzerine etkilerini öğrenmek amacıyla optimizasyon deneyleri yapılmıştır. Optimum koşullarda sentezlenen gümüş nanopartiküllerin karakterizasyon çalışmaları için bazı analizler yapılmıştır. Sentezlenen gümüş nanopartiküllerin küresel formda oldukları Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)  analizi ile belirlenmiştir. Gümüş nanopartiküllerin 4-20 nm boyutları aralığında homojen dağılım gösterdikleri ve ortalama parçacık boyutunun 6 nm olduğu Dinamik Işık Saçılımı (DLS) analizi ile belirlenmiş, zeta potansiyelinin negatif değerde  -30.6 ± 10.1 olduğu bulunmuştur. Biyolojik yöntemler kullanılarak sentezlenen gümüş nanopartiküllerin patojen bakteriyel suşlara karşı önemli derecede inhibe edici ve bakteriyosidal etkisinin olduğu tespit edilmiştir. Aynı zamanda, gümüş nanopartiküllerin Hep G2 hücrelerine karşı genotoksik potansiyeli araştırılmış ve 24 saatlik maruziyet sonrasında  gümüş nanopartiküllerin 16 µg mL-1 'ye kadar ciddi bir genotoksisitesi bulunmamıştır. Yapılan  bu çalışma ile gümüş nanopartiküllerin sentezi zararlı kimyasallar, yüksek enerji ve yüksek maliyet gerektirmeden  Kribbella turkmenica 16K104 bakterisi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen gümüş nanopartiküllerin küçük boyutlu olması, homojen dağılım göstermesi ve kararlılığı endüstriyel uygulamalarda kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Nanoparticles, which are generally smaller than 100 nm in size, have become very important in recent years due to their large surface area, biological properties and different properties from their bulk forms.  Silver nanoparticles (AgNPs) are the most remarkable metal nanoparticles among nanomaterials, thanks to their wide antimicrobial effects in diagnosis and treatment, in wastewater treatment, in the prevention of food spoilage and in medicine. In this thesis study, silver nanoparticles were synthesized extracellularly by Kribbella turkmenica 16K104. Optimization experiments were carried out to learn the effects of reaction conditions and media contents on silver nanoparticle synthesis. Some analyzes were carried out for the characterization studies of silver nanoparticles synthesized under optimum conditions. The spherical form of the synthesized silver nanoparticles was determined by Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis. It was determined by Dynamic Light Scattering (DLS) analysis that silver nanoparticles showed homogeneous distribution in the range of 4-20 nm sizes and the average particle size was 6 nm, and the zeta potential was found to be -30.6 ± 10.1 at negative value. It has been determined that silver nanoparticles synthesized using biological methods have significant inhibitory and bacteriocidal effects against pathogenic bacterial strains. At the same time, the genotoxic potential of silver nanoparticles against Hep G2 cells was investigated and no serious genotoxicity of silver nanoparticles up to 16 µg mL-1 was found after 24 hours of exposure. With this study, the synthesis of silver nanoparticles was carried out using Kribbella turkmenica 16K104 bacteria without requiring harmful chemicals, high energy and high cost. The small size, homogeneous distribution and stability of the synthesized silver nanoparticles show that they can be used in industrial applications.