Kalsiyum oksalat kristallerinin oluşumunda pH, BSA, üre ve bitkisel ekstraktların etkisi
Effect of pH, BSA, urea and herbal extracts on the formation of calcium oxalate crystals
Yazar: ENİSE GÖKÇE PARLAK YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM DOĞAN AYDENİZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Kalsiyum oksalatın kristal büyümesinin ve inhibisyonunun anlaşılması, hem biyomineralizasyon hem de endüstride istenmeyen kabuk oluşumu açısından ilgi konusu olmuştur. Pek çok çalışma, bitkilerin farklı kalsiyum oksalat formlarının oluşumunu nasıl kontrol edebileceğini ve böbrek taşı gibi hastalıkların nasıl önlenebileceğini göstermiştir.
Böbrek taşı oluşumunda beslenme alışkanlığı ve çevresel faktörlerin önemli olduğu, az sıvı tüketimi, aşırı terleme ve yüksek oranda hayvansal protein tüketiminin böbrek taşı oluşumuna neden olabileceği bilinmektedir. Literatürde böbrek taşlarının büyük bir kısmını oluşturan kalsiyum oksalat kristallerinin oluşumuna çözelti pH'ının, proteinin ve çeşitli bitkisel ekstraktların etkisinin incelendiği çalışmalar vardır.
Bu çalışmada, kalsiyum oksalat kristallerinin büyüme kinetiği ve morfolojisi üzerine, çözelti pH'ı, protein (sığır serum albümini, BSA) konsantrasyonu ve üre konsantrasyonu parametrelerinin etkileri Box-Behnken deneysel tasarım yöntemi kullanılarak araştırılmış ve süreç optimize edilmiştir. ANOVA analizine göre ürenin kristalizasyon hızına etkisi lineer terimlerde anlamlıdır. Çözelti pH'ı ve BSA
xvii
konsantrasyonu tek başına kristal oluşum hızına önemli bir etki göstermemiş, ancak ikili etkileşim terimlerinde etkili olmuşlardır. Optimizasyon işlemi ile minimum kristal oluşum hızına (8,752 μS/cm.dk), kristalizasyon çözeltisinin pH'ı 4,023, çözeltide BSA konsantrasyonu 0,220 mg/L ve üre konsantrasyonu 0,014 mg/L olduğunda ulaşılabileceği belirlenmiştir. Elde edilen kalsiyum oksalat kristallerinin karakterizasyon analizi sonucunda çözelti pH'ının, BSA'nın ve ürenin kristal morfolojisini etkilemediği görülmüştür.
Ayrıca ülkemizde bol miktarda yetiştirilen ve toplam polifenol içeriği yüksek bitki (gül ve zeytin yaprağı) ekstraktlarının katkı maddesi olarak kullanıldığı deneylerde, bitki ekstraktlarının kristallerin oluşum hızını etkilediği, ancak kristal morfolojisinde bir değişikliğe neden olmadığı görülmüştür.

Abstract:
Understanding the crystal growth and inhibition of calcium oxalate has been a subject of interest, both in terms of biomineralisation and undesirable crust formation in industry. Many studies have shown how plants can control the formation of different forms of calcium oxalate and how diseases such as kidney stones can be prevented.
It is known that dietary habits and environmental factors are important in the formation of kidney stones and that low fluid consumption, excessive sweating and high consumption of animal protein can cause kidney stone formation. In the literature, there are studies in which the effects of solution pH, protein and various herbal extracts on the formation of calcium oxalate crystals, which constitute the majority of kidney stones, were investigated.
In this study, the effects of solution pH, protein (bovine serum albumin, BSA) concentration and urea concentration parameters on the growth kinetics and morphology of calcium oxalate crystals were investigated using Box-Behnken experimental design method and the process was optimised. According to ANOVA analysis, the effect of urea on crystallisation rate is significant in linear terms. Solution pH and BSA concentration alone did not show a significant effect on the rate of crystal formation, but they were effective in binary interaction terms.With
xix
the optimization process, it was determined that the minimum crystal formation rate (8.752 μS/cm.dk) can be reached when the pH of the crystallisation solution is 4.023, the concentration of BSA in the solution is 0.220 mg/L and the concentration of urea is 0.014 mg/L. Characterisation analysis of the obtained calcium oxalate crystals showed that solution pH, BSA and urea did not affect the crystal morphology.
In addition, in the experiments in which plant extracts (rose and olive leaf), which are abundantly grown in our country and have high total polyphenol content, were used as additives, it was observed that plant extracts affected the formation rate of crystals, but did not cause any change in crystal morphology.