Amasya elması ekstratı kullanılarak gümüş nanopartiküllerin yeşil sentezi: Optimizasyonu, karakterizasyonu ve antibakteriyel aktivitesinin incelenmesi
Green synthesis of silver nanoparticles using amasya apple extract: Optimization, characterization and investigation of antibacterial activity
Yazar: GÖKÇE UÇAK
Danışman: DOÇ. DR. ELÇİN YILMAZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Günümüzde yeşil sentez teknolojisi daha da önem kazanmakta olan nanopartikül sentez yöntemlerinden biridir. Bu yöntemin doğa dostu, ekonomik ve toksik atıklar içermemesi kullanım alanını gün geçtikçe arttırmaktadır. Bu tez çalışmasında, Türkiye'ye özgü bir tür olan Amasya Elmasından yeşil sentez ile gümüş nanopartikül (AgNP) sentezinin gerçekleştirilmesi amaçlanmış ve bu bitkisel kaynağın indirgeyici ajan olarak iyi bir kaynak olup olmadığı incelenmiştir. Sentez şartlarını iyileştirmek amacıyla yanıt yüzey yöntemiyle optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Ayrıca sentezlenen optimum AgNP'lerin UV-vis, SEM, EDAX, FTIR, XRD ve Zeta Potansiyel analizleri ile antibakteriyel aktivite tayinleri de gerçekleştirilmiştir.
Optimizasyon çalışmaları ekstrat miktarı (ml), AgNO3 konsantrasyonu (mM) ve sıcaklık (°C) parametreleri kullanılarak gerçekleştirilmiş ve yanıt olarak UV-vis spektrumundaki maximum absorbans değeri seçilmiştir. Yapılan 17 farklı deney sonucunda optimum AgNP sentez şartları 15 ml ekstrat miktarı, 3 mM AgNO3 konsantrasyonu ve 80°C sıcaklık olarak belirlenmiştir. Parametrelerden sıcaklığın AgNP sentezinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür.
UV-vis analizinde optimum AgNP'nin 436 nm'de maximum absorbans verdiği ve polidispers yapıda olduğu belirlenmiştir. SEM ve XRD analizlerinde optimum AgNP'lerin küresel ve kristalit bir yapıda oldukları anlaşılmıştır. EDAX analizinde gümüş elementine ait karakteristik bir özellik olan 3 keV piki görülmüş ve yapıda Ag elementinin olduğu ve AgNP sentezinin gerçekleştiği kanıtlanmıştır. Partikül boyutlarının ise yaklaşık 50-105 nm arasında değiştiği görülmüştür. FTIR analizi sonucunda Ag+ iyonlarının ekstratın Amid I fonksiyonel grubundan bağlanarak AgNP sentezinin gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Zeta Potansiyeli -43.2 mV olarak bulunmuş ve yüksek kararlı bir yapıya sahip olduğu belirlenmiştir.
Antibakteriyel aktivite tayini için ise Disk Difüzyon Yöntemi ile çalışmalar yapılmış ve sentezlenen AgNP'lerin en yüksek aktiviteyi S.pyogenes'e karşı 16mm'lik bir inhibisyon zonuyla gösterdiği belirlenmiştir.

Abstract:
Nowadays, green synthesis technology is one of the nanoparticle synthesis methods that is gaining more importance. The use of this method is increasing day by day because it is environmentally friendly, economical and does not contain toxic wastes. In this thesis, it was aimed to carry out the synthesis of silver nanoparticle (AgNP) by green synthesis from Amasya Apple which is a unique species to Turkey, and it was investigated whether this herbal source is a good source as a reducing agent. Optimization studies were carried out with the response surface method in order to improve the synthesis conditions. In addition, UV-vis, SEM, EDAX, FTIR, XRD and Zeta Potential analyzes and antibacterial activity determinations of AgNPs synthesized at optimum parameters were also performed.
Optimization studies were carried out using the parameters of the amount of extract (ml), AgNO3 concentration (mM) and temperature (°C) and in response the maximum absorbance value in the UV-vis spectrum was chosen. As a result of 17 different experiments, optimum AgNP synthesis conditions were determined as 15 ml extract amount, 3 mM AgNO3 concentration and 80°C temperature. It has been seen that temperature has a significant effect on AgNP synthesis.
In UV-vis analysis, it was determined that optimum AgNP gave maximum absorbance at 436 nm and was in polydisperse structure. SEM and XRD analyzes revealed that optimum AgNPs have a spherical and crystalline structure. In the EDAX analysis, a 3 keV peak, which is a characteristic feature of the silver element, was observed and it was proven that the Ag element was present in the structure and AgNP synthesis took place. It was observed that the particle sizes ranged from about 50 to 105 nm. As a result of FTIR analysis, it was observed that AgNP synthesis occurred by binding Ag+ ions from the Amide I functional group of the extract. The Zeta Potential was found to be -43.2 mV and it was determined to have a highly stable structure.
For the determination of antibacterial activity, studies were carried out by Disk Diffusion Method and it was determined that the synthesized AgNPs showed the highest activity against S.pyogenes with a 16 mm inhibition zone.