Yeşil nanoteknoloji ile sentezlenen soy metal nanoparçacık esaslı antioksidan kapasite ölçüm yöntemi geliştirilmesi
Development of antioxidant capacity measurement method based on noble metal nanoparticle synthesized with green nanotechnology
Yazar: İLKNUR ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA BENER
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Sağlıklı bir yaşam sürdürmek için antioksidan yönünden zengin gıda tüketimi, sağlık risklerini azaltmanın kabul edilebilir bir yoludur. Bu nedenle bu antioksidanların gıdalardaki veya biyolojik matrislerdeki antioksidan kapasitesini belirlemek önemlidir ve bu yöndeki çalışmalar özellikle analitik kimya alanında artmaktadır. Nanoteknoloji ile üretilen metal nanoparçacıklar, biyomedikal ve fizikokimyasal alanlardaki geniş uygulama alanlarından dolayı ilgi odağı olmuştur. Nanoparçacıkların fiziksel ve kimyasal sentezlerinin genellikle pahalı ve potansiyel olarak çevreye zararlı olmasından dolayı, alternatif olarak daha ucuz ve çevreci bir yöntem olan biyolojik senteze yani yeşil nanoteknolojiye ihtiyaç duyulmuştur. Bu kapsamda bu tez çalışmasında; insan sağlığı açısından büyük öneme sahip antioksidanların tayini için, yeşil nanoteknolojiden yararlanılarak, soy metaller içinden özellikle çekirdekleme ve büyüme mekanizmasına dayalı tayin yöntemleri için uygun olan gümüş iyonları kullanılarak antioksidan kapasite tayin yöntemi geliştirilmesi amaçlanmıştır.
Yeşil nanoteknoloji kapsamında, suda çözünebilen bir anyonik polisakkarit olan κ-karagenan kullanılarak Ag iyonları ile elektrostatik çekim kuvveti etkisiyle stabilize edilmiş gümüş çekirdekleri oluşturulmuştur. κ-karagenan, κ-karagenan kaplı gümüş nanoparçacıkların (CAR-SNP'lerin) yeşil biyosentezi için kullanılmıştır. κ-karagenan ile kaplanmış, negatif yüklü SNP'lerin yüzey fonksiyonel grupları, Ag+'nın antioksidanlarla kimyasal indirgenmesinden sonra ortaya çıkan net bir SPR pik yükselmesine neden olmaktadır. 
Geliştirilen CAR-SNP metodu kullanılarak, artan antioksidan konsantrasyonlarının varlığında büyümüş SNP'lerin SPR absorbansındaki doğrusal artış ölçülerek antioksidan kapasite (AC) belirlenmiştir. CAR-SNP esaslı AC yöntemi, seçilmiş antioksidan bileşiklere, sentetik antioksidan karışımlarına ve çay infüzyonlarına uygulanmıştır. Geliştirilen yöntem geniş bir konsantrasyon aralığındaki antioksidan bileşiklere lineer bir cevap vermiştir. Çeşitli antioksidanların geliştirilen yöntem kullanılarak elde edilen troloks eşdeğeri antioksidan kapasite (TEAC) değerleri, CUPRAC yöntemiyle elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Okzalat, sitrat, meyve asitleri, amino asitler ve indirgeyici şekerler gibi gıdalarda yaygın olarak bulunun içerikler geliştirilen yöntemi interfere etmemiştir. Bu yöntem lineerlik, toplamsallık, tekrarlanabilirlik ve geri kazanım açısından valide edilmiştir. Geliştirilen yöntem güvenilir ve kararlıdır. CAR-SNP esaslı AC yöntemi, nanoparçacık sentezi ve uygulamasının yeşil kimya prensipleriyle uyumludur ve basit, hızlı, düşük maliyetli ve hassas AC tayinine olanak sağlar.

Abstract:
Antioxidant-rich food consumption to preserve a healthy life is an acceptable way to reduce health risks, so it is important to determine the antioxidant capacity of these antioxidants in foods or biological matrices, and studies in this direction increase especially in the field of analytical chemistry. Metal nanoparticles produced with nanotechnology have been the focus of attention due to their wide application in biomedical and physicochemical fields. Since the physical and chemical synthesis of nanoparticles are generally expensive and potentially harmful to the environment, an alternative, cheaper and environmentally friendly method, biological synthesis, namely green nanotechnology, was needed. In this regard, for the determination of antioxidants that are of great importance for human health, the aim of this thesis work is to develop an antioxidant capacity determination method by using green nanotechnology and using silver ions, which are suitable for determination methods based on formation-growth mechanism, among noble metals.
Within the scope of green nanotechnology, silver cores stabilized by the effect of electrostatic attraction force with Ag ions were formed by using κ-carrageenan, a water-soluble anionic polysaccharide. Surface functional groups of negatively charged SNPs capped with κ-carrageenan cause a net SPR peak increase that occurs after the chemical reduction of Ag+ with antioxidants.
Antioxidant capacity (AC) was determined using the developed CAR-SNP method by measuring the linear increase in SPR absorbance of the enlarged SNPs in the presence of increasing antioxidant concentrations. The CAR-SNP based AC method was applied to selected antioxidant compounds, synthetic antioxidant mixtures, and tea infusions. The developed method gave a linear response over a wide concentration range of antioxidant compounds. The trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) values of various antioxidants obtained using the developed method were compared with the values obtained by the CUPRAC method. Common food ingredients such as oxalate, citrate, fruit acids, amino acids and reducing sugars did not interfere with developed method. This method has been validated in terms of linearity, additivity, repeatability and recovery, demonstrating that the method is reliable and robust. The CAR-SNP based AC method is compatible with green chemistry principles of nanoparticle synthesis and application, and provides simple, rapid, low-cost, and sensitive AC determination.