Glikoz algılaması için yeni enzimatik olmayan elektrokimyasal bionanosensör üretimi
Production of novel bio-nanosensor for glucose non-enzymatic electrochemical sensing
- Tez No: 1001131
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SELCAN KARAKUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fiziksel Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, CMC/PR/Si/Fe nanopartikül (NP) bazlı nanoyapıların karakterizasyonu için TEM, DLS, XRD, TGA/DSC, UV-Vis ve FTIR teknikleri ile yapılmıştır. Yüzey analiz sonuçlarına göre, küresel ve düzensiz kümeler oluşturarak üç boyutlu dağınık bir morfoloji sergilemiştir. Çalışmada farklı XRD modeller hesaplanmıştır. Buna göre; Halder-Wagner yönteminin, kristal boyutunun belirlenmesinde güvenilir bir teknik olduğu gösterilmiştir. Termal analiz sonuçlarına göre, inorganik içerikleri, nanoyapıların yüksek derecede termal kararlılığa sahip olduğunu göstermiştir. Optik incelemeler, görünür ışığı etkili bir şekilde emebilen heterojen bir yapı ortaya koymuş ve bu da gelecekte fotokatalitik kullanımlar için uygun hale getirmiştir. Bileşenler arasındaki güçlü yapısal ve kimyasal etkileşimler FTIR-DTW analizi ile belirlenmiştir. Nanoyapılar, küf, mantar ve hem Gram-pozitif hem de Gram-negatif bakterilere karşı önemli antibakteriyel/antifungal etki göstermiştir. Antikanser çalışmaları sonuçlarına göre, serbest 5-FU ile nanoyapı karşılaştırıldığında, 5-FU yüklü CMC/PR/Si/Fe NP'leri, normal hücrelere karşı minimum toksisiteyi korurken, kolorektal kanser hücrelerinde artan sitotoksisite ve apoptoz indüksiyonu göstermiş ve hedeflenmiş ve düzenlenmiş ilaç dağıtım olasılığını ortaya koymuştur. Elektrokimyasal sensör verilerine göre, yüksek seçicilik ve doğrusal glikoz yanıtı gösterilmiştir; tek katmanlı filmlerin duyarlılığı 710 μA mM⁻¹ cm⁻² ve tespit limiti 1,1 mM iken, çift katmanlı filmlerin duyarlılığı 420 μA mM⁻¹ cm⁻² ve tespit limiti 2,5 mM olmuştur. Multifonksiyonlu nanoyapının biyolojik, çevresel ve algılama alanlarında umut vadeden potansiyeli bu tez çalışmasında sunulmuştur. Gelecekte, yüksek sıcaklık ve fotokatalitik sistemler, termal ve optik kararlılığı sayesinde desteklenirken, taşınabilir ve son derece hassas Fe esaslı nanosensörler ise elektrokimyasal performansı sayesinde mümkün olmaktadır. Ek olarak, yapay zeka destekli analitik teknikler, hızlı, hassas ve kapsamlı değerlendirme sunarak gelecekteki nanomalzeme tasarım ve yeşil üretim stratejilerini kolaylaştırmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, TEM, DLS, XRD, TGA/DSC, UV-Vis, and FTIR techniques were used to characterize CMC/PR/Si/Fe NPs. According to surface analysis results, they exhibited a three-dimensional dispersed morphology, forming spherical and irregular clusters. Different XRD models were calculated in the study. Accordingly, the Halder-Wagner method was shown to be a reliable technique for determining crystal size. Thermal analysis results showed that the inorganic content indicates that the nanostructures have a high degree of thermal stability. Optical investigations revealed a heterogeneous structure capable of effectively absorbing visible light, making it suitable for future photocatalytic applications. Strong structural and chemical interactions between the components were determined by FTIR-DTW analysis. The nanostructures showed significant antibacterial/antifungal activity against mold, fungi, and both Gram-positive and Gram-negative bacteria. According to the results of anticancer studies, when comparing the nanostructure with free 5-FU, 5-FU-loaded CMC/PR/Si/Fe NPs showed increased cytotoxicity and apoptosis induction in colorectal cancer cells while maintaining minimal toxicity against normal cells, revealing the possibility of targeted and regulated drug delivery. According to electrochemical sensor data, high selectivity and linear glucose response were demonstrated; the sensitivity of single-layer films was 710 μA mM⁻¹ cm⁻² and the detection limit was 1.1 mM, while the sensitivity of double-layer films was 420 μA mM⁻¹ cm⁻² and the detection limit was 2.5 mM. The promising potential of the multifunctional nanostructure in biological, environmental, and sensing fields is presented in this thesis. In the future, high-temperature and photocatalytic systems will be supported thanks to its thermal and optical stability, while portable and highly sensitive Fe-based nanosensors will be possible thanks to its electrochemical performance. In addition, AI-powered analytical techniques facilitate future nanomaterial design and green manufacturing strategies by providing rapid, accurate, and comprehensive assessments.
Benzer Tezler
- A comprehensive study of nanomaterial-based non-enzymatic electrochemical sensing: catalyst design, sensor fabrication, and wearable integration
Nanomateryal tabanlı enzimatik olmayan elektrokimyasal algılama üzerine kapsamlı bir çalışma: Katalizör tasarımı, sensör üretimi ve giyilebilir entegrasyonu
ECEM EZGİ ÖZKAHRAMAN
Doktora
İngilizce
2025
KimyaKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER METİN
DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT BEKER
- Catalysis with engineered Prussian blue analogues under external bias, light, and magnetic field
Potansiyel, ışık ve manyetik alan altında tasarlanmış Prusya mavisi analogları ile kataliz
RAMADAN CHALIL OGLOU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. FERDİ KARADAŞ
- Akıllı telefon tabanlı kolorimetrik glikoz tayininde yapay zeka yaklaşımı
Artificial intelligence approach for smartphone based colorimetric glucose detection
ÖYKÜ BERFİN MERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VOLKAN KILIÇ
DOÇ. DR. MUSTAFA ŞEN
- A novel potentiometric borate selective biosensor for real time detection of glucose, glycated albumin and glycated hemoglobin levels
Glikoz, glikolize hemoglobin ve glikolize albüminin gerçek zamanlı ölçümlerinin sağlanması amacıyla potansiyometrik yeni bir borat seçici biyosensörün geliştirilmesi
YİĞİT TANYERİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM IŞILDAK
- Smart polymeric prodrugs for targeted drug delivery and functionalizable hydrogels for biosensing applications
Hedefli ilaç taşıma ve biyoalgılama uygulamaları için akıllı polimerik ön ilaçlar ve fonksiyonelleştirilebilir hidrojeller
SADIK KAĞA
Doktora
İngilizce
2016
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RANA SANYAL
PROF. DR. AMİTAV SANYAL