Kanser uygulamalarında potansiyeli olan demir katkılı mangan oksit nanoparçacıkların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of iron doped manganese oxide nanoparticles with potential in cancer applications
Yazar: ESRA KÖKLÜ
Danışman: DOÇ. DR. AYHAN BİNGÖLBALİ ; DOÇ. DR. NURCAN DOĞAN BİNGÖLBALİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Manganez oksit = Manganese oxide ; Manyetik nanopartiküller = Magnetic nanoparticles ; Nano parçacık = Nano particles

Özet:
Bu tez çalışmasında kanser hastalığı için uygulanan tanı ve tedavi sürecindeki eksiklikler, bu eksikliklerin iyileştirilmesi ve yeni yöntemlerin geliştirilmesi için kullanılan manyetik nanoparçacıkların sentezi ve incelenmesi hedeflenmiştir. Manyetik nanoparçacıklar, biyolojik etkileşim gösterebilme kabiliyetleri ve yüksek manyetik özelliklere sahip olmaları sebebiyle biyomedikal uygulamalarda konstrat madde ve ilaç iletimi için taşıyıcı platform olarak kullanılmaktadır. Bu araştırmada, demir katkılı mangan oksit FexMn3−xO4 (x = 0, 0.5, 1) manyetik nanoparçacıklar çalışılmıştır. Sentezlenen manyetik nanoparçacıklar hidrotermal ve ortak çöktürme sentez yöntemlerinin birlikte kullanması ile üretilmiştir. Optimum koşulları elde edilen örneklerin yapısal, kimyasal ve manyetik özelliklerini tespit etmek için X-ışını Kırınım Difraktometresi (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılım Spektrometresi (EDX), Termogravimetrik Analiz Cihazı (TGA), Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi Spektroskopisi (FTIR) ve Elektron Spin Rezonans (ESR) cihazı kullanılmıştır. Nanoparçacıkların SEM görüntüleri incelendiğinde nanoçubuk, küresel ve tetragonal geometride parçacıkların varlığı görülmüştür. XRD ölçümleri sonucunda kristal boyutları farklı katkılama oranlarına göre yaklaşık 19,5-57 nm arasında hesaplanmıştır. Demir katkı oranı arttıkça parçacık boyutunun azaldığı gözlenmiştir. ESR analizi sonucunda demir katkı oranı arttıkça manyetik nanoparçacıkların yoğunluğunda yaklaşık 6 kat pik şiddeti artışı tespit edilmiştir. Bu çalışma; kanser tanı ve tedavi sürecinde biyomedikal görüntüleme performansını arttırıcı, yeni bir ilaç taşıyıcı ve konstrat madde geliştirilmesi konusunda umut verici olmuştur.

Abstract:
In this thesis study, it is aimed to synthesize and examine the deficiencies in the diagnosis and treatment process for cancer disease owing to the deficiencies in the diagnosis and treatment process for cancer in recent years. Magnetic nanoparticles are used as carrier platforms for substrate and drug delivery in biomedical applications due to their ability to exhibit biological interaction and high magnetic properties. In this research, iron-doped manganese oxide FexMn3−xO4 (x= 0, 0.5, 1) magnetic nanoparticles were studied. The synthesized magnetic nanoparticles were produced by using co-precipitation and hydrothermal synthesis methods together. X-ray Diffraction Diffractometry (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersion Spectrometer (EDX), Thermogravimetric Analyzer (TGA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and Electron Spin Resonance (ESR) device were used to detect the structural, chemical, and magnetic properties of the samples obtained under optimum conditions. ). Once SEM images of nanoparticles were examined, the presence of particles in nanorod, spherical and tetragonal geometry was observed. As a result of XRD measurements, crystal sizes were calculated between 19,5-57 nm according to different doping ratios. As a result of the ESR analysis, it was determined that intensity of the magnetic nanoparticles increased approximately 6 times as the iron additive ratio increased. This work has been promising in the development of a new drug carrier and contrast material that will increase the biomedical imaging performance in the cancer diagnosis and treatment process. It was observed that the particle size decreased as the iron additive ratio increased.