Denizel ortamdan farmasötiklerin giderimi için silika aerojel-kitosan bazlı nanokompozit malzemenin geliştirilmesi ve uygulanması
Development and application of silica aerogel-chitosan based nanocomposide material for the removal of pharmaceuticals from the marine environment
Yazar: BİRCAN BALKIS
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER S. TAŞKIN ; DOÇ. DR. ABDULLAH AKSU
İstanbul Üniversitesi / Deniz Bilimleri ve İşletmeciliği Enstitüsü / Kimyasal Oşinografi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Deniz Bilimleri = Marine Science ; Farmasötik Toksikoloji = Pharmaceutical Toxicology ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışma kapsamında yerli kitosan kullanılarak sentezlenen çevre dostu kitosan/silika aerojel nanokompozit malzemenin süper adsorban özelliğinden faydalanarak sentetik deniz suyunda konsantrasyonları bilinen ilaç etken maddelerinden karbamazepin, diklofenak ve ibuprofen'in giderimi amaçlanarak adsorplama verimleri hesaplanmıştır.
Bu amaçla,  ilk olarak  Sol-jel yöntemiyle %1,25 - %2,5 - %5 'lik silika aerojel-kitosan bazlı nanokompozit madde eldesi için çalışmalar yapılmıştır. Hem BET hem de FTIR sonuçlarına göre sentezi yapılan  en başarılı kompozit malzeme %2,5'lik kitosan/silika aerojeldir. Bu sebeple sentetik deniz suyunda adsorban malzeme olarak kullanımına devam edilmiştir. Adsorbsiyon çalışmaları 3 farklı pH'larda ve 7 farklı zaman diliminde yapılmıştır.
Sentetik deniz suyunda hazırlanan diklofenak, karbamazepin ve ibuprofen ilaç etken maddeleri HPLC cihazı ile başlangıçta analiz edilip konsantrasyon değerleri hesaplanmıştır. Karbamazepin  değeri 180 mg/l, Diklofenak değeri 51 mg/l, İbuprofen değeri 201 mg/l olarak bulunmuştur. Konsantrasyonları bilinen diklofenak, ibuprofen ve karbamazepin içeren sentetik deniz suyuna 100 mg kitosan/silika aerojel bazlı nanokompozit malzeme ilave yapılmıştır. Seyreltik HNO3 ile pH 5, 7 ve 8.5'e ayarlanarak başlangıçta, 30., 60., 90., 120., 150., 180. ve 210. dakikalarda farmasötiklerin konsanstrasyonlarına bakılmıştır. Her bir etken madde için % adsorplanan değer hesaplanmıştır.Sentetik deniz suyunda pH 5'te 7'de ve 8,5'te adsorpsiyon işlemi 150. dakikadan itibaren lineerleştiği görülmekle beraber  en yüksek adsorplama karbamazepinde gerçekleşmiştir. pH 5, 7 ve 8,5'te gram adsorban başına adsorblanan karbamazepin miktarı sırasyıla 1,56 g, 1,44 g ve 1,61 g; diklofenak miktarı sırasıyla 0,39 g, 0,33 g ve 0,38 g; ibuprofen miktarı sırasyıla 1,64 g, 1,54 g ve 1,76 g olarak tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, adsorption efficiencies were calculated with the aim of removing carbamazepine, diclofenac and ibuprofen, which are drug active substances with known concentrations in synthetic seawater, by utilizing the super adsorbent property of environmentally friendly chitosan/silica aerogel nanocomposite material synthesized using domestic chitosan.
For this purpose, firstly, studies were carried out to obtain 1.25% - 2.5% - 5% silica airgel-chitosan-based nanocomposite material by Sol-gel method. According to both BET and FTIR results, the most successful composite material synthesized is 2.5% chitosan/silica aerogel. For this reason, it continued to be used as an adsorbent material in synthetic seawater. Adsorption studies were carried out at 3 different pHs and 7 different time periods.
		Diclofenac, carbamazepine and ibuprofen drug active ingredients prepared in synthetic sea water were initially analyzed by HPLC device and their concentration values were calculated. Carbamazepine value was 180 mg/l, Diclofenac value was 51 mg/l, Ibuprofen value was 201 mg/l. 100 mg chitosan/silica airgel based nanocomposite material was added to synthetic sea water containing diclofenac, ibuprofen and carbamazepine with known concentrations. The concentrations of pharmaceuticals were determined at the beginning, 30., 60., 90., 120., 150., 180. and 210. minutes by adjusting the pH to 5, 7 and 8.5 with dilute HNO3. The % adsorbed value was calculated for each active ingredient.Although the adsorption process in synthetic seawater at pH 5, 7 and 8.5 became linear from the 150th minute, the highest adsorption occurred in carbamazepine. The amount of carbamazepine adsorbed per gram adsorbent at pH 5, 7 and 8.5 was 1.56 g, 1.44 g and 1.61 g, respectively; the amount of diclofenac 0.39 g, 0.33 g and 0.38 g, respectively; The amount of ibuprofen was determined as 1.64 g, 1.54 g and 1.76 g, respectively.