Nanopartiküllerin mikroalgal büyüme üzerine olan etkilerinin araştırılması
Investigation of the effect of nanoparticles on microalgal growth
Yazar: DİLEK ÖZTAY
Danışman: DOÇ. DR. DİDEM ÖZÇİMEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Nanopartikül malzemelerin nano boyutlarına bağlı olarak farklılaşan benzersiz yapısal özellikleri ve son yıllarda endüstriyel alanlarda yoğun olarak kullanılması ile çevreye salınarak hava, toprak ve su ortamına karışması, bu malzemelerin ekosistemler ve canlı hücreler üzerindeki etkilerinin tespit edilmesi gerekliliğini ortaya çıkarmıştır.
Nanopartiküllerin (NP) canlılar üzerindeki etkilerinin araştırıldığı çalışmalar oldukça sınırlıdır. NP'lere maruz kalma konusunda risk altında bulunan sucul çevrelerde NP'nin su ortamındaki davranışlarını, suda yaşayan organizmalar tarafından vücuda alınma kapasitesini ve oluşabilecek potansiyel toksik etkilerini belirleme konusunda hâlen çok az bilgi mevcuttur.
NP'lerin çevremizde oluşturduğu risklerin belirlenebilmesi için öncelikle suda yaşayan organizmalar üzerindeki etkilerinin detaylı olarak araştırılması gerekmektedir. NP'lerin su ortamlarına girişleri ve su ekosisteminde birincil üretici olan alglerin büyümelerine olan zararları üzerine yapılan çalışmaların sınırlı olması bu konu hakkında güncel araştırmaları başlatmıştır.
Bu tez çalışmasında, farklı konsantrasyonlardaki (0-50 mg/L) TiO2 ve Ag nanopartiküllerin Chlorella minutissima büyüme kinetiği üzerine etkileri incelenmiştir. Bu kapsamda mikroalg kültürleri farklı konsantrasyonlarda nanopartiküllere maruz bırakılarak spesifik büyüme hızı ve ölüm hızı değerleri hesaplanmış ve çeşitli biyokimyasal analizler (klorofil-a, karbonhidrat vs.) gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, her iki nanopartikül türünün de tüm konsantrasyon değerlerinde, büyüme kinetiğine ve hücrelerin biyokimyasal kompozisyonuna önemli ölçüde etki ettiğini göstermiştir. TiO2 ve Ag nanopartiküllerinin C. minutissima üzerine toksisitesinin konsantrasyona bağımlı olarak arttığı görülmüştür.

Abstract:
Each nanomaterial has unique structural properties and these properties vary depending on their size. Their increasingly intensive industrial usage during the last few years has contaminted air, water and soil as these nanomaterials get easily dissolved in them. Hence, it is necessary to investigate the possible effects of nanomaterials on eco systems and livings cells.
There are only a few studies that have investigated the effects of nanoparticles on living beings. There is little information available about the aqautic behaviour of these nanoparticles, their potential toxic effects on aquatic organisms and the capacity with which they might be ingested or penetrate into the organisms.
In order to get a holistic picture of the environmental hazards caused by nanoparticles, it is important to investigate their effect on acquatic organisms as well. The limited number of studies on the entrance of nanoparticles through water and the negative effects of algae's growth have driven the research in this direction.
In this study, the effects of titanium dioxide and silver nanoparticles with different concentrations (0-50 mg/L) on Chlorella minutissima growth kinetics were investigated. Within this framework, the specific growth rate and death rate of microalgae cultures exposed to different concentrations of nanoparticles were calculated and various biochemical analyzes (chlorophyll-a, carbohydrates, etc.) were conducted. The experimental results have demonstrated that, all studied concentrations of both TiO2 and Ag nanoparticles affect the growth kinetics and biochemical composition of microalgal cells significantly. It is found that toxicity on C. minutissima by TiO2 and Ag nanoparticles increased concentration-dependently.