Yakın kızılötesi (NIR) ışığı altında metal nanokompozitlerinin enterococcus faecalis üzerindeki antibakteriyel etkisi
Antibacterial effect of metal nanocomposites on enterococcus faecalis under near infrared (NIR) light
Yazar: ESRA CERAN TEMUR
Danışman: PROF. DR. İMREN HATAY PATIR
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji = Infectious Diseases and Clinical Microbiology
Dizin: Antibakteriyel aktivite = Antibacterial activity ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Nanomateryaller = Nanomaterials ; Nitrür = Nitride ; Sinerji = Synergy

Özet:
Tüketim çağının gereği olarak her ürünü az maliyetli ve en faydalı haline getirmek amacıyla makine sanayinden genetiğe kadar her alanda hibrit ve kompozit formlar denenmektedir. Biyoteknoloji ve nanoteknolojinin ortak çalışmaları da, nanoyapıların daha verimli olması için kompozit olarak kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Son yıllarda hibrit nanomalzemelerin antibakteriyel özellikleri hakkında birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmalarda hibrit maddelerin tek başına kullanılan nanomalzemelerden daha etkin olduğu gösterilmiştir.
Bu çalışmada hibrit nanomalzemelere (Au/g-C3N4, BP/g-C3N4) nanometal ve BP eklenerek kompozit (AgBP/g-C3N4, AuBP/g-C3N4) form elde edilmiş ve antibakteriyel özellikleri Enterococcus faecalis üzerinde, 808 nm dalga boyunda kızıl ötesi ışık (NIR) varlığında ve yokluğunda araştırılmıştır. Etki mekanizmalarını anlamak için fototermal etki ölçümü, glutatyon tükenme deneyleri, taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ve floresans mikroskopisi görüntülemeleri yapılmıştır. Antibakteriyel etkilerini kıyaslamak için bakteri yoğunluk ölçümü ve antibiyofilm özelliklerini kıyaslamak için de kristal viyole metodu kullanılmıştır. Nanomalzemelerin tamamı NIR ışığı varlığında, yokluğuna kıyasla daha iyi antibakteriyel ve antibiyofilm özellik göstermiştir. AgBP/g-C3N4 ve AuBP/g-C3N4 nanohibrit yapıdaki diğer nanomalzemelerden daha etkili sonuç vermiştir. Nanoiğne özelliği ve AgNP sebebiyle antibakteriyel ölçümlerde en etkili nanomalzeme AgBP/g-C3N4 iken antibiyofilm özellikler bakımından çok küçük bir farkla AuBP/g-C3N4'ün öne geçtiği bildirilmiştir. Nanometal katkısı ile Au/g-C3N4,  BP/g-C3N4'ten daha etkili olmuştur. Metalin kompozit yapıya, oksidatif stresteki katkısı antibakteriyel özelliklerini arttırmıştır. Nanomalzemelerin ve NIR ışığının sinerjik etkisi sayesinde uzun vadede antibakteriyel performans sağlanabildiği bildirilmiştir.

Abstract:
As a requirement of the age of consumption, hybrid and composite forms are tried in every field from the machinery industry to genetics in order to make each product the least costly and most beneficial. The joint work of biotechnology and nanotechnology allows nanostructures to be used as composites to be more efficient. In recent years, many studies have been conducted on the antibacterial properties of hybrid nanomaterials. In these studies, hybrid materials have been shown to be more effective than nanomaterials used alone.
In this study, composite (AgBP/g-C3N4, AuBP/g-C3N4) forms was obtained by adding nanometal and BP to hybrid nanomaterials (Au/g-C3N4, BP/g-C3N4) and its antibacterial properties were investigated on Enterococcus faecalis in the presence and absence of near infrared light (NIR) at a wavelength of 808 nm.. Photothermal effect measurement, glutathione depletion experiments, scanning electron microscopy (SEM) and fluorescence microscopy imaging were performed to understand the mechanisms of action. Bacterial density measurement was used to compare the antibacterial effects and the crystal violet method was used to compare the antibiofilm properties. All of the nanomaterials showed better antibacterial and antibiofilm properties in the presence of NIR light compared to the absence of its. AgBP/g-C3N4 and AuBP/g-C3N4 gave more effective results than other nanomaterials with nanohybrid structure. It has been reported that while AgBP/g-C3N4 is the most effective nanomaterial in antibacterial measurements due to its nanodarts feature and AgNP, AuBP/g-C3N4 is ahead with a very small difference in terms of antibiofilm properties. With the nanometal additive, Au/g-C3N4 was more effective than BP/g-C3N4. The contribution of metal to the composite structure in oxidative stress increased its antibacterial properties. It has been reported that long-term antibacterial performance can be achieved thanks to the synergistic effect of nanomaterials and NIR light.