Gama ile Işınlanmış Alanin Türevlerinde EPR Parametrelerinin Literatür Tabanlı Karşılaştırmalı Çalışması
A Literature-Based Comparative Study of EPR Parameters in Gamma-Irradiated Alanine Derivatives
Yazar: Başkan, Halim
Dergi: Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Vol. 15 No. 3, 2025
Anahtar kelimeler: Metrology, Applied and Industrial Physics ; Metroloji,Uygulamalı ve Endüstriyel Fizik ; Gamma Irradiation,EPR spectroscopy,Free Radicals ; Gama Işınlaması,EPR spektroskopisi,Serbest Radikaller

Bu çalışmada, gama ışınlamasına maruz bırakılan alanin türevlerinde oluşan serbest radikallerin Elektron Paramanyetik Rezonans (EPR) parametreleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Çalışmada incelenen bileşikler arasında L-alanil glisin (LAG), N-metil-L-alanin (NMLA), N-metil-DL-alanin (NMA), Ala-ala, L-alanin etil ester hidroklorür (LAES), L-alanin metil ester hidroklorür (LAME), DL-alanin etil ester hidroklorür (DLA), L-alaninamid hidroklorür (LAHCl), N-asetil-L-alanin (ALA), L-α-alanin etil ester (LAEE) ve Alanil-L-glutamin (ALG) toz örnekleri bulunmaktadır. Örnekler, kobalt-60 (⁶⁰Co) gama kaynağı kullanılarak 12-36 kGy doz aralığında ışınlanmış ve ışınlama sonrası serbest radikal oluşumları EPR spektroskopisi ile analiz edilmiştir. Elde edilen spektrumlar, g değerleri ve aşırı ince yapı sabitleri (a değerleri) kullanılarak karşılaştırılmış, radikal yapılarının belirlenmesi için simülasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ayrıca incelenen örneklerin biyolojik özellikleri de kapsamlı bir şekilde tartışılmıştır.  Analizler, gama ışınlamasının incelenen alanin türevlerinde benzer serbest radikaller oluşturduğunu ortaya koymuştur. Tüm bileşiklerde elde edilen g değerleri 2.0028 ile 2.0044 arasında değişmektedir, bu da gama ışınlamasının alanin türevlerinde benzer radikal oluşum mekanizmalarına yol açtığını göstermektedir. Aşırı ince yapı sabitleri (a değerleri), bileşikte bulunan fonksiyonel gruplara bağlı olarak farklılık göstermiştir. Bazı bileşiklerde ortak radikal türlerinin oluştuğu belirlenmiştir. EPR spektrumlarının analizi, ışınlama sonrası farklı bileşiklerde farklı çizgi yoğunluk dağılımları olduğunu göstermiştir. Çoğu bileşikte 1:4:6:4:1 yoğunluk oranına sahip beş çizgili spektrumlar elde edilmiştir. Ayrıca, yapılan simülasyon çalışmaları, deneysel olarak elde edilen spektrumlarla yüksek uyum göstermiştir. Örneklerde oluşan serbest radikallerin oda sıcaklığında kararlılıkları incelenmiş ve çoğu bileşikte radikal türlerinin birkaç ay boyunca stabil kaldığı belirlenmiştir. Bu durum, gama ışınlaması sonrası serbest radikal oluşumunun biyolojik sistemler, farmasötik ürünler ve gıda koruma süreçleri açısından uzun süreli etkiler yaratabileceğini göstermektedir. Sonuç olarak, bu çalışma, gama ışınlamasının organik bileşiklerde oluşturduğu serbest radikal türlerini anlamaya önemli bir katkı sağlamaktadır. Elde edilen veriler, biyomedikal araştırmalar, farmasötik formülasyonlar, radyasyon dozimetresi ve gıda endüstrisi gibi birçok alanda gama ışınlamasının etkilerini değerlendirmek açısından kritik bilgiler sunmaktadır.

In this study, the Electron Paramagnetic Resonance (EPR) parameters of free radicals formed in alanine derivatives exposed to gamma irradiation were comparatively analyzed. The compounds examined in the study include L-alanyl glycine (LAG), N-methyl-L-alanine (NMLA), N-methyl-DL-alanine (NMA), Ala-Ala, L-alanine ethyl ester hydrochloride (LAES), L-alanine methyl ester hydrochloride (LAME), DL-alanine ethyl ester hydrochloride (DLA), L-alaninamide hydrochloride (LAHCl), N-acetyl-L-alanine (ALA), L-α-alanine ethyl ester (LAEE), and Alanyl-L-glutamine (ALG) in powder form. The samples were irradiated in the dose range of 12–36 kGy using a cobalt-60 (⁶⁰Co) gamma source, and free radical formation after irradiation was analyzed using EPR spectroscopy. The obtained spectra were compared using g-values and hyperfine coupling constants (a-values), and simulation studies were conducted to determine the radical structures. Furthermore, the biological properties of the examined samples were discussed in detail. The analyses revealed that gamma irradiation leads to the formation of similar free radicals in the alanine derivatives studied. The g-values obtained for all compounds ranged between 2.0028 and 2.0044, indicating that gamma irradiation induces similar radical formation mechanisms in alanine derivatives. The hyperfine coupling constants (a-values) varied depending on the functional groups present in the compounds, and some common radical species were identified across multiple compounds. The analysis of EPR spectra demonstrated that different line intensity distributions were observed in different compounds after irradiation. In most compounds, five-line spectra with an intensity ratio of 1:4:6:4:1 were obtained. Additionally, the simulation studies showed a high level of agreement with the experimentally obtained spectra. The stability of the free radicals formed in the samples at room temperature was also investigated, revealing that the radical species remained stable for several months in most compounds. This suggests that free radical formation due to gamma irradiation may have long-term effects on biological systems, pharmaceutical products, and food preservation processes. In conclusion, this study provides significant insight into the types of free radicals generated in organic compounds by gamma irradiation. The obtained data offer critical information for evaluating the effects of gamma irradiation in various fields, including biomedical research, pharmaceutical formulations, radiation dosimetry, and the food industry.