Yeni tip biyolojik ajan olarak boronat ester modifiye manyetit demir nanoparçacıkların (Fe3O4@APTES-B) hazırlanması ve spektral çalışmaları
Preparation and spectral studies of boronate ester modified magnetite iron nanoparticles (Fe3O4@APTES-B) as a new type of biological agents
Yazar: MEHMET EMİN KARATAŞ
Danışman: PROF. DR. AHMET KILIÇ
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Antimikrobiyal aktivite = Antimicrobial activity ; Bor = Boron ; Boronik asit = Boronic acid ; Spektroskopi = Spectroscopy

Özet:
Manyetit Fe3O4 nanoparçacıklarının (MNP'lerin) biyolojik etkinliğini geliştirmek için, Fe3O4 çekirdekli ve boronat esterlerden (APTES-B) yapılmış bir kabuğa sahip iki yeni manyetiti hedefleyen biyolojik ajanlar (Fe3O4@APTES-B(1,2)) tasarladık. İlk olarak, iki boronat esteri (B1) ve (B2), 3,4-dihidroksibenzaldehit ile fenilboronik asit veya bütilboronik asit kullanılarak sentezlendi. Esterleşme reaksiyonları sırasında oluşan suyu uzaklaştırmak için Dean-Stark sistemi kullanıldı. Daha sonra APTES-B(1,2) bileşikleri, katalizör olarak 1-2 damla formik asit varlığında boronat esterler (B1) ve (B2) ve APTES kullanılarak sentezlendi. Son olarak, sırasıyla ortam sıcaklığında boronat ester ile modifiye edilmiş manyetit demir nanoparçacıklarını (Fe3O4@APTES-B(1,2)) elde etmek için; APTES-B(1,2) bileşiklerine manyetit Fe3O4 NP'leri eklenmiştir. Boronat esterler (B1) ve (B2), APTES-B(1,2) bileşikleri ve boronat ester ile modifiye edilmiş manyetit demir nanoparçacıkların (Fe3O4@APTES-B(1,2)) yapıları NMR (1H, 13C ve 11B), FT-IR, UV-Vis, LC-MS/MS, element analizi (CHN), XRD, SEM-EDX, EDX Mapping TG-DTA ve BET teknikleri kullanılarak karakterize edildi. Daha sonra yeni sentezlenen hedef bileşiklerin, antioksidan, antimikrobiyal ve DNA bağlama aktiviteleri test edildi. Bu sonuçlar, boronat ester ile modifiye edilmiş Fe3O4 MNP'lerin uygun ilaç adaylarından biri olabileceği ve bununla ilgili daha ileri araştırmalara değer olduğunu açıkça göstermektedir.

Abstract:
We have designed two novel magnetite targeting biological agents (Fe3O4@APTES-B1,2) with a core of Fe3O4 and a shell made of boronate esters (APTES-B) to improve the biological effectiveness of magnetite Fe3O4 nanoparticles (MNPs). Initially, two boronate esters (B1) and (B2) have been prepared by using 3,4-dihydroxybenzaldehyde and phenylboronic acid and/or butylboronic acid by means of Dean-Stark apparatus to remove the water formed during the esterification reactions. Then, the APTES-B1,2 compounds were synthesized via boronate esters and APTES in the presence of 1-2 drops of formic acid as catalyst. Finally, magnetite Fe3O4 NPs were added to APTES-B1,2 compounds to afford boronate ester modified magnetite iron nanoparticles (Fe3O4@APTES-B1,2) at ambient temperature, respectively. The boronate esters (B1) and (B2), APTES-B1,2 compounds, and boronate ester modified magnetite iron nanoparticles (Fe3O4@APTES-B1,2) were characterized using a combination of NMR (1H, 13C, and 11B), FT-IR, UV-Vis, LC-MS/MS, elemental analysis (CHN), XRD, SEM-EDX, EDX Mapping, TG-DTA and BET. Then, the antioxidant, antimicrobial and DNA binding activities of newly synthesized target compounds were tested. These results suggest that all compounds are also one of the propitious drug candidates and are worthy of further investigation.