Bakteriyofaj K yüklü kitosan nanopartiküllerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of chitosan nanoparticles loaded with bacteriophage K
Yazar: MUHAMMED ÖMERCAN ÖZLEYEN
Danışman: DOÇ. DR. MURAT TOPUZOĞULLARI ; PROF. DR. TÜLİN ÖZBEK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bakteriyofajlar, yalnızca belirli bakterilere karşı etkinlik gösteren ve bu bakterileri 
enfekte eden bir virüs sınıfıdır. Özellikle antibiyotiklere dirençli bakterilere karşı 
kullanılabilecek önemli bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. Ancak, çevresel 
faktörlere bağlı olarak yapıları bozunabilmekte ve etkinlikleri azalabilmektedir. 
Bakteriyofajlar enkapsüle edilerek sıcaklık, tuzluluk, pH gibi çevresel stres 
faktörlerine karşı korunarak stabilitelerinin ve hedef patojenlere karşı 
etkinliklerinin artırılması amaçlanmaktadır. Bu işlem, fajların gıda ürünlerinde 
etkinliğini ve kararlılığını uzun süre koruyarak patojen kontrolünde önemli bir rol 
oynamaktadır.
Çalışmamızda, S. aureus'a karşı etki gösteren bakteriyofaj K'nın kitosan ile 
enkapsülasyonu iyonik jelleşme yöntemi ile gerçekleştirilmiş ve bu işlem 
sonrasında fajın ilgili bakteriye karşı etkinliği araştırılmıştır. Üretilen partiküler 
yapılar dinamik ışık saçılması spektroskopisi, FTIR spektroskopisi ve taramalı 
elektron mikroskobu ile karakterize edilmiştir. Enkapsüle edilmiş fajların 
aktivitesini ölçmek için salım çalışması yapılmış ve belirli saat aralıklarında alınan 
örnekler UV spektroskopisi ile incelenmiştir. Ayrıca, salım örneklerinin litik 
aktivitelerini ölçmek için çift agar yöntemi kullanılmış ve oluşan plaklardan 
enkapsülasyon verimi incelenmiştir. Gerçekleştirilen çalışmalarda partiküllerin 
hidrodinamik çaplarının 300-550 nm arasında ve PDI değerinin 0.230 civarında 
olduğu belirlenmiştir. Salım örneklerinde 3., 4. ve 5. günlerde fajların litik aktivite 
gösterdiği tespit edilmiştir. 
Bakteriyofaj K'nın kitosan ile enkapsülasyonu sonucunda gıda koruyucusu olarak 
kullanılabilecek yeni bir malzeme geliştirilmesi hedeflenen bu çalışmayla, 
bakteriyofajların etkinliğinin ve stabilitesinin enkapsülasyonla korunabileceği 
ortaya koyulmuştur.

Abstract:
Bacteriophages are a class of viruses that specifically target and infect certain 
bacteria. They are emerging as a significant alternative to antibiotics, especially 
against antibiotic-resistant bacteria. However, their structure can degrade and their 
efficacy can diminish due to environmental factors. Encapsulating bacteriophages 
aims to protect them from environmental stressors such as temperature, salinity, 
and pH, thereby enhancing their stability and effectiveness against target pathogens. 
This process plays a crucial role in maintaining the efficacy and stability of phages 
over extended periods in food products, thus aiding in pathogen control.
In this study, we aimed to develop a new material that can be used as a food 
preservative by encapsulating bacteriophage K with chitosan using the Ionic 
gelation method. For characterization, we employed Zeta Sizer, FTIR analysis, and 
SEM. To measure phage activity, a release study was conducted, where samples 
were taken at specific time intervals and their absorbance was measured at 280 nm.
Additionally, the double agar layer method was used to assess lytic activity, 
examining encapsulation efficiency based on the plaques formed. The Zeta Sizer 
results indicated that the particle size ranged from 300-550 nm with a PDI around 
0.230.
Our results suggest that encapsulating bacteriophage K with chitosan enhances its 
stability and efficacy, demonstrating the potential of this new material for use in 
food preservation. This study highlights the benefits of encapsulation in improving 
the effectiveness and stability of bacteriophages.