Polietilenimin (PEI) ile modifiye edilmiş Cu-Ni nanokompozitlerin sentezi, karakterizasyonu ve antibakteriyel özeliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization and antibacterial properties of polyethylenimine (PEI) modified Cu-Ni nanocomposites
Yazar: ZEKERİYA TEPELİ
Danışman: PROF. DR. NURAY YILDIZ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, antibakteriyel uygulamalarda kullanılmak üzere bakır (Cu) / nikel (Ni) ve CuNi bimetalik nanotaneciklerin "Cetraria Islandica (L.) Ach." liken özütü ile biyosentezi gerçekleştirilmiştir.  Sentez parametrelerinden, tepkime sıcaklığı (25, 75, 85, 95 C), pH (pH 2-12), süre (1.5-6 h) ve karıştırma hızının (450-700 rpm) nanoyapı sentezi üzerindeki etkisi incelenmiştir. 95 C sıcaklıkta, pH 12'de, 700 rpm karıştırma hızında ve sentez süresi 1.5 saat olan çalışmalarda 100 nm altında tanecikler elde edilmiştir. En uygun koşullarda sentezlenen nanotaneciklerin yüzeyi düşük ve yüksek molekül ağırlıklı polietilenimin (PEI) polimeri ile modifiye edilmiştir. Sentezlenen nanoyapılar UV-Vis (ultraviyole görünür bölge) spektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu - enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (SEM–EDX), geçirimli elektron mikroskobu (TEM), Fourier dönüşümlü infrared spektrometresi (FTIR) ve X ışınları kırınımı (XRD) ile karakterize edilmişlerdir. Nanotaneciklerin TEM görüntülerinde ortalama 10 nm Cu/CuO nanotanecikler, 20 nm Ni/NiO nanotanecikler ve 30 nm boyutlarda bimetalik nanotaneciklerin oluştuğu görülmektedir. Sentezlenen nanoyapıların antibakteriyel özelikleri E. coli ve S. aureus bakterileri ile mikrobiyolojik miktar tayini yöntemi kullanılarak test edilmiştir. Kontrol amaçlı siprofloksasin standardı kullanılmıştır. 0.1 ve 0.5 MIC değerlerinde Ni nanotanecikler ve bimetalik CuNi nanotaneciklerde yapılan testlerde çok düşük antibakteriyel aktivite gözlenmiştir. 0.5 MIC Cu nanotanecikler ve 0.1 MIC değerlerinde PEI ile modifiye nanotanecikler (Cu-PEI, Ni-PEI ve CuNi-PEI) hem E. coli hem de S. aureus üzerinde etkili olmuşlardır.

Abstract:
In this study, biosynthesis of copper (Cu) / nickel (Ni) and CuNi bimetallic nanoparticles with "Cetraria Islandica (L.) Ach." lichen extract was carried out to be used in antibacterial applications. The effect of reaction temperature (25, 75, 85, 95 C), pH (pH 2-12), time (1.5-6 h) and stirring rate (450-700 rpm) on the nanostructures were investigated as synthesis parameters. The particle size of nanaoparticles synthesized at 95 C, pH 12, stirring rate of 700 rpm and time of 1.5 hours was obtained under 100 nm The surface of the nanoparticles synthesized at the appropriate conditions was modified with low and high molecular weight polyethyleneimine (PEI) polymer. The synthesized nanostructures were characterized by UV-Vis (ultraviolet visible region) spectroscopy, scanning electron microscopy - energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). In the TEM images of the nanoparticles, it is seen that on average 10 nm Cu/CuO nanoparticles, 20 nm Ni/NiO nanoparticles and 30 nm bimetallic nanoparticles are formed. The antibacterial properties of the synthesized nanostructures were tested with E. coli and S. aureus bacteria using the microbiological assay method. The ciprofloxacin standard was used as a control. Very low antibacterial activity was observed in the tests performed on 0.1 and 0.5 MIC values of Ni nanoparticles and bimetallic CuNi nanoparticles. 0.5 MIC Cu nanoparticles and 0.1 MIC PEI modified nanoparticles (Cu-PEI, Ni-PEI and CuNi-PEI) were effective on both E. coli and S. aureus.