Florojenik kiral sensör uygulamaları için karbon kuantum noktaların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of carbon quantum dots for fluorogenic chiral sensor applications
Yazar: FUNDA ÇOPUR
Danışman: PROF. DR. HALUK BİNGÖL
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Kimyasal sensör = Chemical sensor

Özet:
Son yirmi yıldan bu yana hemen hemen tüm alanlarda uygulamalara sahip olan nanoteknolojinin içerdiği nanomalzemelerin kullanıldığı kiral tayin çalışmaları da son yıllarda büyük bir ilgi odağı olmuş ve fonksiyonlandırılmış inorganik kuantum noktalar florojenik sensör olarak kullanılmıştır. Bu tezde, ilgi çekici nanomalzemelerden olan florojenik özelliklere sahip karbon kuantum noktalar (CQD) kiral bileşiklerin ayırt edilmesinde kullanılmıştır. Enantiyo-seçici N, S-katkılı CQD'ların elde edilmesi için aşağıdan-yukarıya yaklaşım (bottom-up approach)  üretim tekniği kullanılmıştır. Tez amaçları için uygun olan yapılar UV-Vis, FT-IR, CD, AFM, TEM ve XPS ile karakterize edilmiştir. CQD'ların enantiyomer amino asitlere karşı floresans cevapları incelenmiştir. Ayrıca, tespit edilen florojenik kiral bileşik tayini sonuçlarının kağıt sensör uygulaması araştırılmıştır.
Bu kapsamda yapılan çalışmalarımız sonucunda, 1 adet ara ürünün yanı sıra kiral seçicilik gösterebileceği düşünülen 4 adet CQD olmak üzere toplamda 5 adet floresans malzeme elde edilmiştir. Bunlardan, hidrotermal yöntemle azot katkılanmış CQD yapısının L-sistein ile kovalent olarak fonksiyonlandırılması sonucu elde edilen yapının (CQD-5) kiral seçicilik sağladığı ortaya konmuştur. Mavi floresans ışımaya sahip azot katkılanmış CQD-5 lizin enantiyomerlerine karşı ayırt edici özellik sergilemiştir. Kağıt sensör uygulamaları için, selüloz nanofiberlerden oluşan nanokağıt hazırlanmış ve üretilen kiral CQD-5, fotolüminesans özellikleri elde etmek için nanokağıt içine aktarılmıştır. Çözelti fazı ve nanokağıt içinde CQD-5'in kiral noktası davranışı incelenmiştir. CQD-5, çözelti fazı ve nanokağıt için  0,30 mM ve 0,97 mM tayin sınır değeri ile test edilen amino asitlerin enantiyomerleri arasında L-lizine karşı enantiyoseçici bir yanıt sergilemiştir

Abstract:
With the advances in nanotechnology over the past two decades, nanomaterials have been used almost in all areas and an increasing attention is focused on chiral detection studies with these nanomaterials and functionalized inorganic quantum dots have been used as fluorogenic sensors . In this thesis, carbon quantum dots (CQDs) which are very attractive fluorogenic nanomaterials have been used in chiral discrimination. A bottom-up approach has been employed to obtain enantioselective N, S-doped CQDs. The suitable products for the aim of the thesis have been characterized by UV-Vis, FT-IR, CD, AFM, TEM and XPS techniques. The fluorescent response of CQDs have been investigated towards the enantiomers of amino acids. In addition, the availability of the fluorogenic chiral detection results were evaluated for paper-based sensor applications.
As a result of our studies carried out in this context, we obtained totally 5 fluorescence materials, 4 CQDs (1 midproduct), which are considered to exhibit chiral selectivity. Among these materials, the hydrothermally nitrogen-doped CQD exhibited chiral selectivity as the result of covalent functionalization L-cysteine (CQD-5). The nitrogen-doped CQD-5 with blue fluorescence exhibit a distinctive response to lysine enantiomers. Then, the nanopaper produced from cellulose nanofibers was prepared and the produced CQD-5 were embedded into nanopaper to gain photoluminescence properties. The chiral sensing behavior of CQD-5 was investigated in solution phase and nanopaper. CQD-5 exhibited an enantioselective response towards L-lysine among the tested enantiomers of amino acids with a limit of detection value of 0.30 mM and 0.97 mM for solution phase and nanopaper