Saf Karakovan balı ve katkılandırılmış balların yüzey zenginleştirilmiş Raman spektroskopisi (SERS) ve kemometrikanalizler ile incelenmesi
Examination of pure Karakovan honey and additive honey by surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) and chemometric analyses
Yazar: YUNUS EMRE GEYLANİ
Danışman: DOÇ. DR. ASLI YILMAZ ; DOÇ. DR. MEHMET YILMAZ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Gıdaların maruz kaldığı taklit ve tağşiş gibi etkenler gıdaların güvenilir ve hızlı bir şekilde tespit edebilecek analitik yöntemler gerektirmektedir. Bu yöntemlerde hızlı sonuç alma, kullanım kolaylığı, az miktardaki örneği analiz edebilme ve örnekte minimum hasar yaratma gibi özellikler aranmaktadır. Günümüzde kullanılan geleneksel yöntemler ise genellikle zaman alıcı, analiz protokolleri nedeniyle örnekte tahribat yaratan ve analizlerin uzman personeller tarafından yürütülmesine ihtiyaç duyan yöntemlerdir. Son yıllarda Raman spektroskopisi günümüzde gıdanın kalitesini ve güvenilirliğini değerlendirmek amacıyla sıklıkla kullanılmaktadır. Raman spektrumu ile numeneye özgü parmak izi (fingerprint) hassasiyetinde bir sinyal elde edilmektedir.   Fakat, saçılan fotonların sadece on milyonda biri Raman etkisi oluştarabilecek niteliktedir. Bu durum, klasik Raman ölçümlerinde hassasiyet sorunları yaratmakta ve bu yöntemin en büyük darboğazı olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu zorluk, yüzey zenginleştirilmiş Raman spektroskopi (surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS) yaklaşımı ile giderilmektedir. SERS temel olarak altın ve gümüş gibi plazmonik nanoyapılar kullanılarak Raman sinyal şiddetinin arttırılması temeline dayanmaktadır. SERS platformları kullanılarak klasik Raman yaklaşımı ile sinyal alınamayan numunelerden çok yüksek kalitede spektral veri alınabilmektedir. Bal gibi biyolojik numuneler çok farklı bileşikleri içerdiklerinden bu malzemelerden alınan Raman verileri oldukça karmaşıktır. Bu tarz numunelerin nitelik ve nicelik bağlamında doğru değerlendirilebilmesi için kemometrik analiz yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Tez kapsamında saf Karakovan balı ile  glukoz, fruktoz ve sukroz katkılanmış bal örnekleri arasında ayrımın SERS temelli bir yaklaşımla yapılması amaçlanmaktadır. Yapılan gözetimsiz ve gözetimli kemometrik analizler ile belirtilen yaklaşımın yüksek verimde ayrım sağladığını göstermiştir. Ayrıca balda tağşiş sonucu oluşan biyomoleküler değişimler Raman sinyalleri ile belirlenmiştir.

Abstract:
Analytical procedures capable of promptly and accurately detecting concerns such as imitation and adulteration, to which foods are susceptible, are necessary. These approaches aim to achieve aspects such as rapid findings, user-friendliness, the capacity to evaluate small sample sizes, and reducing sample damage. Current conventional methods are typically laborious, result in sample degradation from analysis protocols, and necessitate the involvement of specialized staff for conducting the studies. Raman spectroscopy has been a common method for evaluating the quality and safety of food in recent years. Raman spectroscopy allows for the detection of a unique signal with the same level of sensitivity as a fingerprint, particular to the sample being analyzed. However, the probability of a scattered photon creating the Raman effect is only one in ten million. This scenario gives rise to sensitivity concerns in classical Raman measurements and manifests as the primary obstacle of this technique. The challenge is being tackled using the surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) technique. SERS relies on the amplification of Raman signal intensity by the utilization of plasmonic nanostructures, specifically gold and silver. By utilizing SERS platforms, it is possible to acquire high-quality spectrum data from samples that are not measurable through the conventional Raman technique. Due to the diverse composition of biological samples such as honey, the Raman data collected from these substances is highly intricate. Chemometric analysis procedures are necessary to precisely assess the quality and amount of such materials. The objective is to distinguish between unadulterated honey and honey samples that have been enhanced with glucose, fructose, and sucrose using a Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) method. The chemometric evaluations, both unsupervised and supervised, have shown that the described technique is highly effective in differentiating. In addition, the biomolecular alterations caused by honey adulteration have been detected by Raman signals.