Yeşil sentez yöntemiyle Ruscus aculeatus L. bitkisi kullanılarak gümüş nanopartiküllerin sentezi ve antibiyofilm, antimikrobiyal, antikanser aktivitelerinin incelenmesi
Researching antimicrobial, antibiofilm, anticancer activities and silver nanoparticles syntheses using Ruscus aculeatus L. plant in green synthesis method
Yazar: FUNDA KARAKAYA
Danışman: PROF. DR. ALİ SAVAŞ BÜLBÜL ; PROF. DR. KEMAL BÜYÜKGÜZEL
Bartın Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu tez çalışmasında Ruscus aculeatus L. bitkisinin yaprak özütü ile gümüş nanopartiküllerin (AgNP) yeşil sentezi gerçekleştirilerek karakterizasyonu yapılmıştır. AgNP'lerin karakterizasyonu Uv-vis Spektroskopisi, X Işını Kırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ile belirlenmiştir. Karakterizasyon sonucunda 426 nm dalga boyunda spektrum gösteren, yaklaşık olarak 32,56 nm büyüklüğünde ve küresel boyutta nanopartiküllerin olduğu belirlenmiştir. 

Ruscus aculeatus L. bitkisinin yaprak ekstraktı ve yeşil sentez AgNP'nin antimikrobiyal aktivite çalışmaları, disk difüzyon yöntemi kullanılarak 6 gram pozitif, 9 gram negatif bakteri suşu olmak üzere toplam 15 farklı bakteri suşları ile incelenmiştir. Ayrıca, antimikrobiyal aktiviteleri minimum inhibitör konsantrasyonu (MİK) ve minimum bakterisidal konsantrasyonu (MBK) yöntemleri ile incelenmiştir. Bitki ekstraktının ve AgNP'nin antibiyofilm aktivitelerinin değerlendirmesinde kristal viyole bağlanma yöntemi kullanılmıştır. Biyofilm oluşumu engelleme aktivitelerinin değerlendirilmesinde Enterobacter aerogenes ATCC 13048, Salmonella infantis, Escherichia coli CFAI ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Staphylococcus epidermidis DSMZ 20044 ve Bacillus subtilis DSMZ 1971 bakteri suşları kullanılmıştır. Bu yöntemler üç paralel şekilde çalışılmıştır. Çalışma sonunda elde edilen veriler IBM SPSS Statistics 23.0 (SPSS Inc; Chicago, IL, ABD) programı kullanılarak yapılmıştır.

Antikanser aktivite çalışmalarında meme kanseri hücre hattı (MCF-7) ve insan umblikal ven endotel hücreleri (HUVEC) kullanılmıştır. Hücrelerin sayısı, canlılığı tespitinde MTT yöntemi kullanılarak spektrofotometrik olarak ölçülmüştür. Çalışma sonunda elde edilen veriler GraphPad Prism (Ver. 6.01) programı kullanılarak değerlendirilmiştir.

Sonuç olarak, antimikrobiyal çalışmada disk difüzyon yönteminde en iyi sonucu bitki ekstraktı verirken MİK ve MBK çalışmasında en iyi sonucu AgNP vermiştir. Antibiyofilm aktivite çalışmasında, bitki ekstraktında en yüksek aktivite sonucunu Enterobacter aerogenes ATCC 13048 ve Basillus subtilis verirken Staphylococcus aureus ATCC 25923 en düşük aktiviteyi göstermiştir. AgNP' de ise en yüksek aktiviteyi Salmonella infantis bakteri suşu gösterirken Escherichia coli CFAI ATCC 25922 en düşük aktiviteyi gösterdiği saptanmıştır. 

Sitotoksik aktivite çalışmalarında belirlenen konsantrasyonlarda bitki-AgNP kompleksinin MCF-7 ve HUVEC hücre hattı üzerinde en düşük konsantrasyon değeri 10-3 µg/ml olarak saptanmıştır ve ekstraktın MCF-7 hücre hattı üzerinde sitotoksik etkisinin olmadığı ancak HUVEC hücre hattı üzerinde en düşük konsantrasyon 10-3 µg/ml olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this thesis study, green synthesis and characterization of silver nanoparticles (AgNP) using the leaf extract of Ruscus aculeatus L. plant and their characterisation was achieved. The characterization of nanoparticles has been identified by Uv-vis spectrophotometer (UV-vis), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). As a result of the characterization, it was determined that there are nanoparticles with a spectrum at 426 nm wavelength, approximately 32.56 nm in size and in spherical size. 

The antimicrobial activity studies of the leaf extract of Ruscus aculeatus L. plant and green synthesis AgNP were examined with a total of 15 different bacterial strains, 6 gram positive and 9 gram negative bacteria strains, using disk diffusion method. Additionally, their antimicrobial activities examined by the minimum inhibitor concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) methods. The method of connecting to the crystal cello was used in the evaluation antibiotic film activities of plant extract and AgNP's. Enterobacter aerogenes ATCC 13048, Salmonella infantis, Escherichia coli CFAI ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Staphylococcus epidermidis DSMZ 20044 and Bacillus subtilis DSMZ 1971 bacteria strains were used in the evaluation of biofilm formation inhibition activities. These methods have been studied in three parallel ways. The data obtained at the end of the study were made using IBM SPSS Statistics 23.0 (SPSS Inc; Chicago, IL, USA) program.

Breast cancer cell line (MCF-7) and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) were used in anticancer activity studies. The number of cells was measured spectrophotometrically using the MTT method to determine the viability. The data obtained at the end of the study were evaluated using GraphPad Prism (Ver. 6.01) program.

As a result, AgNP gave the best result in the MIC and MBC study while the plant extract were the best result in the disk diffusion method in antimicrobial study. In the antibiofilm activity study, Enterobacter aerogenes ATCC 13048 was the highest activity result in plant extract, while Staphylococcus aureus ATCC 25923 showed the lowest activity. AgNP showed the highest activity in Salmonella infantis bacteria strain, while Escherichia coli CFAI ATCC 25922 showed the lowest activity. 

At the concentrations determined in cytotoxic activity studies, the lowest concentration value of the plant-AgNP complex on MCF-7 and HUVEC cell lines was determined as 10-3 µg/ml. It was observed that the extract had no cytotoxic effect on the MCF-7 cell line, but the lowest concentration was 10-3 µg/ml on the HUVEC cell line.