Hidrofobik nanopartiküllerin yeşil kimya ile sulu faza transferi ve biyomedikal uygulamalarının incelenmesi
The transfer of hydrophobic nanoparticles to aqueous phase by green chemistry and investigation of biomedical applications
Yazar: ZEHRA KARAAĞAÇ
Danışman: DOÇ. DR. İSMAİL ÖÇSOY
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Ligand değiştirme = Ligand exchange ; Manyetik nanopartiküller = Magnetic nanoparticles ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Sentez = Synthesis

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında; manyetik (Fe3O4), plazmonik (Au, Ag) NP'ler kullanılarak; pratik, biyo uyumlu, toksik olmayan, yüksek stabil kararlılığa sahip nanoyapılar elde edilmiştir. İlk adımda; NP'ler organik fazda ve yüksek sıcaklıkta sentezlenerek kararlı ve uniform boyut dağılımına sahip partiküller elde edilmiştir. Sonrasında sentezlenen NP'lerin faz transferi, hidrofilik ve biyouyumlu ligandlar kullanılarak yapılmıştır. NP'lerin sentezi ve ligand değişim aşamaları eş zamanlı olarak: UV-Visible spektroskopi, elektron mikroskop görüntüleme, dinamik ışık saçılma yöntemleri, yüzey yük ölçümleri ve FTIR analizi ile karakterize edilmiştir.  Faz transfer aşamasında; ligand yapılarının hassasiyetlerine ve zeta potansiyel değerlerine bağlı olarak; sıcaklık, inkübasyon süresi, karıştırma hızı gibi deneysel parametreler her ligand tipi için farklı şekilde uygulanmıştır. Faz transferi sonrası transfer edilen NP'lerin karakterizasyonu ve zamana bağlı olarak agregasyon oranlarının belirleneceği stabilite testleri uygulanmıştır. Yapılan çalışmalar sonrasında sentezlenen NP'ler; katalitik aktivite uygulamalarının yanı sıra, çeşitli bakteri ve mantar organizmalarına yönelik, hedefleme ve etiketleme ajanı uygulamalarında kullanılmıştır. Çalışma kapsamında patojenik bakteri ve mantar sınıfından: Metisiline dirençli Staphylococcus aureus, Candida albicans, Staphylococcus aureus, Escherichia coli kullanılmıştır. Yapılacak çalışma ile biyo uyumlu ve yüksek etiketleme kabiliyetine sahip ligandlar kullanılarak transfer edilen NP'lerle mevcut literatürdeki sınırlamaların önüne geçerek; basit ve kısa süreli deneysel süreçle sentezlenebilen, biyo uyumlu, toksik olmayan, kolloidal olarak uzun süre stabil kalabilen nanoyapılar elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Nanopartiküllerin sentezi, Plazmonik nanopartiküller, Manyetik nanopartiküller, Ligand değişimi, Nanopartiküllerin biyolojik uygulamaları

Abstract:
In this study; using magnetic (Fe3O4), plasmonic (Au, Ag) NPs; Practical, biocompatible, non-toxic, highly stable nanostructures were obtained. In the first step; By synthesizing NPs in organic phase and at high temperature, particles with stable and uniform size distribution were obtained. Afterwards, the phase transfer of the synthesized NPs was performed using hydrophilic and biocompatible ligands. Synthesis and ligand exchange stages of NPs were simultaneously characterized by UV Visible spectroscopy, electron microscope imaging, dynamic light scattering methods, surface charge measurements. In phase transfer phase; depending on the sensitivity of the ligand structures and the zeta potential values; Experimental parameters such as temperature, incubation time, stirring speed were applied differently for each ligand type. After the phase transfer, the characterization of the transferred NPs and stability tests were applied to determine the aggregation rates depending on time. NPs synthesized after the studies; In addition to catalytic activity applications, it has been used in targeting and labeling agent applications for various bacterial and fungal organisms. Within the scope of the study, from pathogenic bacteria and fungi class: Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, Candida albicans, Staphylococcus aureus, Escherichia coli were used. With the work to be done, with the NPs transferred using ligands with biocompatible and high labeling tribe, by avoiding the limitations in the current literature; Nanostructures that can be synthesized with a simple and short-term experimental process, biocompatible, non-toxic, colloidally stable for a long time have been obtained.

Keywords: Synthesis of nanoparticles, Plasmonic nanoparticles, Magnetic nanoparticles, Ligand exchange, Biological applications of nanoparticles