Lokal endemik Stachys euadenia P.H. Davis (Lamiaceae)'dan sentezlenen zno nanoparçacıkların antibakteriyel aktivitelerinin incelenmesi
Investigation of antibacterial activities of zno nanoparticles synthesized from local endemic Stachys euadenia P.H. Davis (Lamiaceae)
Yazar: EMİNE ADAM
Danışman: DOÇ. DR. MURAT YILDIRIM ; DOÇ. DR. CANAN BAŞLAK
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Elektroeğirme, son yıllarda nanofiberli yapı iskelelerinin imalatında büyük ilgi görmüş ve biyomimetik yapıları nedeniyle başta yara örtü malzemeleri ve kontrollü ilaç salınımı olmak üzere farklı biyomedikal uygulamalarda kullanılmıştır. Bu teknik ile yara iyileştirici etkiye sahip, antibakteriyel ve antioksidan özellik gösteren bitki ekstreleri gibi ajanlar nanofiberlere katkılanarak bitkilerin yara tedavilerinde kullanılmalarını sağlamıştır. Bu çalışmanın konusu olan "Deli Çay" olarak bilinen Stachys euadenia P. H. Davis, lokal endemik bir türdür ve Lamiaceae familyasına aittir. Doğal olarak 1300 ile 1850 metreler arasında Kazancı-Abanoz Yaylası Bölgesinde kireç kayalar üzerinde yayılış göstermektedir. Çalışmanın amaçları doğrultusunda Stachys euadenia yaprakları kurutularak toz haline getirilmiş, etanol ve etanol+aseton karışımında hazırlanarak 3 gün maserasyona bırakılmıştır. Daha sonra bitki parçaları süzülmüş ve çözeltiler 90°C'de su banyosu kullanılarak evaporatörde çözücü uçurma işlemi gerçekleştirilmiş ve balonda kuruyan ekstre saf su yardımıyla alınmıştır. 0,4M'lık Çinko nitrat hekzahidrat hazırlanarak, ekstrat çözeltileri ilave edilmiş, elde edilen çözeltiler, sıcaklık kontrollü bir mikrodalga sentez sistemi ile 600watt/90-95°C'de 20-25 dakika mikrodalga ışımasına maruz bırakılarak yeşil sentez ZnO nanoparçacık elde edilmiştir. Kütlece %8 Polivinil alkol (PVA)/saf su polimer çözeltisine, Stachys euadenia'dan yeşil sentezlenmiş ZnO nanoparçacık ekstreleri, polimer çözelti miktarının %15'i oranında taşıyıcı polimer solüsyonuna katkılanmış ve solüsyonlar 18-20 kV gerilim, 0,5-1 ml/h debi, 10-12 cm kollektör mesafesi aralığında deney koşullarında elektroeğirme işlemine tabi tutularak nanofiber yüzeyler elde edilmiştir. Üretilen nanofiberlerin çapları SEM ile tayin edilmiş, ImageJ ve Origin uygulamalarıyla analiz edilerek grafikler oluşturulmuştur. ZnO nanoparçacıkların yapısal karakterizasyonu TEM ve XPS analiz yöntemleri kullanılarak tayin edilmiş, ImageJ ve Origin uygulamalarıyla nanoparçacıkların boyut dağılım ve analiz spektrum grafikleri oluşturulmuştur. Elde edilen nanofiberler, kronik yaraların iyileşme süresini uzatan ve yara enfeksiyonunu teşvik eden Escherichia coli, Pseudomonas aeuroginosa ve Staphylococcus aureus bakterilerine karşı antibakteriyel aktivitesi incelenmiş, in vitro testler ile inhibisyon bölgeleri ölçülerek karşılaştırılmıştır. Deneyler sonucunda Stachys euadenia'dan sentezlenmiş ZnO nanoparçacık katkılı nanofiberlerin bakteri kültüründe antibakteriyel özellik gösterdiği belirlenmiştir. Sonuç olarak; bu tez çalışması, literatüre önemli katkısı olacak ve bu konudaki in vitro çalışmalara ışık tutacaktır. Ayrıca yeşil sentez ZnO nanofiberlerin yara örtüsü, kontrollü ilaç salınımı gibi çalışmalarda kullanılması yeni deneylerin in vivo çalışmalarına da önemli katkı sağlayacaktır.

Abstract:
Electrospinning has attracted great interest in the manufacture of nanofiber scaffolds in recent years and has been used in different biomedical applications, primarily wound dressing materials and controlled drug release, due to their biomimetic structure. With this technique, agents such as plant extracts with wound healing effects, antibacterial and antioxidant properties were added to nanofibers, allowing plants to be used in wound treatments. Stachys euadenia PH Davis, which is the subject of this study, known as "Deli Çay", is a locally endemic species and belongs to the Lamiaceae family. It naturally spreads on lime rocks in the Kazancı-Abanoz Plateau Region between 1300 and 1850 meters. For the purposes of the study, Stachys euadenia leaves were dried and powdered. It was prepared in ethanol and ethanol + acetone mixture and left to maceration for 3 days. Afterwards, the plant parts were filtered and the solutions were evaporated in the evaporator using a water bath at 90°C and the dried extract was taken with the help of distilled water. By preparing 0.4M Zinc nitrate hexahydrate, extract solutions were added, and the obtained solutions were exposed to microwave irradiation at 600watt/90-95°C for 20-25 minutes with a temperature-controlled microwave synthesis system to obtain green synthesis ZnO nanoparticles. Green synthesized ZnO nanoparticle extracts from Stachys euadenia were added to the polymer solution of 8% by mass Polyvinyl alcohol (PVA)/pure water, 15% of the polymer solution amount to the carrier polymer solution and the solutions were 18-20 kV voltage, 0.5-1 ml /h flow, Nanofiber surfaces were obtained by electrospinning in the experimental conditions in the range of 10-12 cm collector distance. The diameters of the produced nanofibers were determined by SEM, analyzed with ImageJ and Origin applications and graphics were created. Structural characterization of ZnO nanoparticles was determined using TEM and XPS analysis methods, and size distribution and analysis spectrum graphs of nanoparticles were created with ImageJ and Origin applications. The antibacterial activity of the obtained nanofibers against Escherichia coli, Pseudomonas aeuroginosa and Staphylococcus aureus bacteria, which prolong the healing time of chronic wounds and promote wound infection, were examined, and the inhibition zones were measured by in vitro tests. As a result of the experiments, it was determined that ZnO nanoparticle doped nanofibers synthesized from Stachys euadenia showed antibacterial properties in bacterial culture. In conclusion; This thesis will make an important contribution to the literature and will shed light on in vitro studies on this subject. In addition, the use of green synthesis ZnO nanofibers in studies such as wound dressing and controlled drug release will make a significant contribution to the in vivo studies of new experiments.