Biyojenik Selenyum Nanoparçacık Üretimi, Karakterizasyonu ve Chlorella sp. Mikroalginde Oksidatif Stres Üzerine Etkilerinin Araştırılması
Synthesis of Biogenic Selenium Nanoparticle, Characterization and Investigation of Its Effects on Oxidative Stress in Microalgae Chlorella sp.
Yazar: SENA KARDELEN DİNÇ
Danışman: PROF. DR. FİGEN ESİN KAYHAN ; DOÇ. DR. NALAN OYA SAN KESKİN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Kimyasal ve fiziksel metotlar kullanılarak nanoparçacık sentezinin pahalı ve çevreye zarar veren kimyasalları içermeleri nedeniyle son yıllarda, çevre-dostu bir alternatif olarak biyolojik nanoparçacık sentez yöntemi kullanılmaya başlanmış ve hücresel metabolizmada önemli fonksiyonları olduğu için selenyum nanoparçacıklar diğer nanoparçacıklara göre ön plana çıkmıştır.
Bu çalışmada literatürde ilk defa, halofilik bir bakteri olan Citricoccus sp. bakterisi kullanılarak selenyum nanoparçacık sentezlenmiştir. Nanoparçacık sentezinde optimum koşullar pH 8, 24 saat sentez süresi, 37 °C sıcaklık ve 150 rpm çalkalamalı koşullar bulunmuştur. Sentezlenen biyojenik nanoparçacıkların karakterizasyon çalışması sonucunda sentezlenen nanoparçacıkların küre şeklinde ve ortalama 104,46 ± 50,82 nm boyuta ve -20,43 ± 0,41 mV zeta potansiyeline sahip olduğu tespit edilmiştir. Karakterizasyon çalışması sonrasında, sentezlenen bu nanoparçacıklar ile model organizma Chlorella vulgaris üzerinde UV-C ışını uygulamasına bağlı olarak mikroalglerde oksidatif stresin biyolojik belirteçleri olan hidrojen peroksit (H2O2), malondialdehit (MDA), klorofil (a+b) ve büyüme parametrelerinde meydana gelen değişim incelenmiş ve selenyum nanoparçacığın bu değişiklikler üzerine etkileri araştırılmıştır. Selenyum nanoparçacık ve UV-C ışınının beraber uygulandığı deney gruplarında, sadece UV uygulanmış gruba kıyasla UV maruziyetini takip eden 1, 3 ve 7. günlerde hidrojen peroksit ve malondialdehit miktarında azalma, optik yoğunluk ve hücre dansitesinde artış görülürken klorofil (a+b) miktarında meydana gelen değişimler istatistiksel olarak benzer bulunmuştur. Sonuç olarak, sentezlenen selenyum nanoparçacığın oksidatif stresi azaltıcı etkisi gösterilmiştir.
Çalışma selenyum nanoparçacığın oksidatif stres parametreleri üzerinde etkili olduğunu, mikroalglerde verimin arttırılması gerektiği çalışmalarda ve boyut özellikleri sayesinde de medikal uygulamalarda kullanım potansiyeline sahip olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
Since nanoparticle synthesis via chemical and physical methods are expensive and includes hazardous chemicals, the biological synthesis has been used as an environmentally-friendly alternative recently and selenium nanoparticles have come to the forefront because they have important functions in cellular metabolism.
In this study, Citricoccus sp. was used in nanoparticle synthesis for first time and selenium nanoparticle synthesis was performed. Optimum synthesis conditions were found as pH 8, 24 hours, 37 ° C and 150 rpm. In characterization study, it was determined that the nanoparticles have a spherical shape, an average size of 104.46 ± 50.82 nm and a zeta potential of -20.43 ± 0.41 mV. Afterwards, it was investigated the effects of the nanoparticles on oxidative stress biomarkers, hydrogen peroxide, malondialdehyde, chlorophyll (a+b) and growth rate, subsequent to UV-C irradiation and effects of the nanoparticles on model organism Chlorella vulgaris. In the experimental group which nanoparticles and UV-C beam were applied together, the amount of hydrogen peroxide and malondialdehyde decreased on the 1st, 3rd and 7th days following UV exposure compared to the UV-applied group, while optical density and cell density increased, while the amount of chlorophyll (a + b) the changes were statistically similar. Consequently, it has been shown that the synthesized selenium nanoparticles reduces the oxidative stress effects. 
The study suggests that these nanoparticles has an effect on oxidative stress parameters and it has the potential to be used in medical application through its size properties and the researches that need to increase the yield in microalgaes.