Nitrik oksit tayini için kumarin temelli floresan probların geliştirilmesi ve yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) çalışmaları
Development of coumarin-based fluorescent probes for nitric oxide determination and density functional theory (DFT) studies
Yazar: ABDURRAHMAN KARAGÖZ
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM YILMAZ
Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı, fizyolojik ve patolojik birçok olayda önemli bir sinyal molekülü olan nitrik oksit (NO) radikalinin tayini için kumarin temelli floresans sensörler geliştirmektir. Bu amaçla, kumarin türevi bileşikler ile NO arasındaki reaksiyon mekanizmaları incelenerek NO'ya duyarlı iki farklı kumarin türevi bileşik sentezlenmiştir. Sentezlenen bileşikler; 1H NMR, 13C NMR ve FT-IR gibi spektroskopik yöntemlerle karakterize edilmiştir. Geliştirilen sensörlerin nitrik oksit'e karşı duyarlılıkları, cevap süreleri ve tayin limitleri gibi parametreleri belirlenmiştir. Ayrıca sensörlerin, nitrik oksit'e karşı reaktif oksijen türleri (ROS), reaktif azot türleri (RNS), metaller ve anyonlara karşı seçicilikleri tayin edilmiştir. Sentezlenen iki kumarin türevi prob ile sırasıyla  DMSO / HEPES (v/v, 1:99, pH : 7.4) ve DMF / Su (v/v : 9:1) ortamlarında nitrik oksit tayinleri gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında, yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) kullanılarak, kumarin türevi floresans probların ve NO ile etkileşimlerinin geometrik optimizasyonları, HOMO - LUMO molekül orbitalleri elde edilmiş ve probların cevap mekanizmaları belirlenmiştir.
Sonuç olarak, geliştirilen kumarin temelli sensörlerin nitrik oksit'e karşı yüksek seçicilik ve düşük tayin limitine sahip olduğu ve nitrik oksit tayininde kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
The aim of this thesis is to develop coumarin-based fluorescence sensors for the determination of nitric oxide (NO) radical, which is an important signaling molecule in many physiological and pathologic processes. For this purpose, two different NO-sensitive coumarin-derived compounds were synthesized based on the reaction mechanisms between coumarin-derived compounds and NO. Synthesized compounds were characterized by spectroscopic methods such as 1H NMR, 13C NMR and FT-IR.Parameters of the developed sensors such as their sensitivity to nitric oxide, response times and detection limits were examined using fluorescence spectroscopy. Additionally, the selectivity of the sensors against nitric oxide, reactive oxygen species (ROS), reactive nitrogen species (RNS), metals and anions was determined. Therefore, nitric oxide determinations were carried out with two synthesized coumarin derivative probes in DMSO / HEPES (v/v, 1:99, pH: 7.4) and DMF / Water (v/v: 9:1) environments, respectively. In addition, using density functional theory (DFT), geometric optimizations of coumarin-derived fluorescence probes and their interactions with NO, HOMO - LUMO molecular orbitals were obtained and the response mechanisms of the probes were determined.
As a result, it was observed that the developed coumarin-based sensors have high selectivity and low detection limit against nitric oxide and can be used for nitric oxide determination.