Zeolites as host materials: Synthesis, post-synthesis treatments and antimicrobial properties of zeolites
Konak malzeme olarak zeolitler: Sentez, sentez sonrasi işlemler ve antimikrobiyal özellikleri
- Tez No: 716389
- Danışmanlar: PROF. DR. BURCU AKATA KURÇ, DOÇ. DR. DİDEM KART
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Kimya Mühendisliği, Bioengineering, Biotechnology, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 165
Özet
Daha geniş spektrumlu, daha etkin ve çevre dostu antimikrobiyal ajanların geliştirilmesi, uzun soluklu tedavide ve daha iyi bir küresel sağlığın elde edilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Bununla birlikte, dünya çapında çoklu ilaca dirençli bakterilerin yükselişi, bulaşıcı hastalıkları kontrol etmede geleneksel yaklaşımları sorunlu hale getirdi. Sonuç olarak, dirençli bakterileri tedavi edebilen yeni antimikrobiyal ilaç sınıflarının geliştirilmesi kritik öneme sahiptir. Bazı antimikrobiyal ajanların uygulanmasında bir konak yapısının matris olarak kullanılmasının, antimikrobiyal aktiviteyi arttırdığı ve uyarlanabilir salınım sunduğu belirtilmektedir. Bu tez, yeni geliştirilen antimikrobiyal konak-konuk sistemleri ile literatüre katkı sağlamayı amaçlamaktadır. Bu çalışmanın ilk bölümünde, yerel olarak temin edilebilen doğal saf olmayan kaolinden zeolite A kristalleri üretilerek, antimikrobiyal dolgu maddesine dönüştürülmüş ve bu dolgu maddesinin elektrostatik toz boyaya eklenme süreci incelenmiştir. Bu süreçte, ikili metal yüklenmiş zeolit A kristallerinin çeşitli kombinasyonları incelenmiş ve endüstri ortağımız olan IBA KİMYA ile antimikrobiyal toz boya geliştirilmiştir. Bu amaçla, elektrostatik toz boyaya, Ag+ ve Zn2+ yüklenmiş zeolit A kristalleri eklenerek toz boya sektörünün ihtiyacına cevap veren estetik parametreler karşılanmıştır. Son onyıllarda çevrede artan gümüş kirliliği nedeniyle gümüş kullanımı tartışmalı bir konu olmuştur. Bu sebeple, tezin ikinci ve üçüncü bölümleri, çevre dostu yeni antimikrobiyal ajanlara duyulan ihtiyaçtan yola çıkılarak oluşturulmuştur. Tezin ikinci bölümünde, kekik uçucu yağının ana bileşeni olan timol ve Titanosilikat ETS-10 kristalleri kullanılarak yeni antimikrobiyal konuk-konak sistemi geliştirilmiştir. Timolün kapsüllenmesi işleminden önce, ETS-10'da hiyerarşik bir gözenek yapısı elde etmek için sentez-sonrası işlemler uygulanmıştır. Bu yaklaşım, timol kapsüllemesi sürecinde daha fazla timol yüklenmesini sağlayarak, antimikrobiyal etkinliğinin arttırılmasına ve salınım süresinin uzatılmasına olanak sağlamıştır. Bu çalışmanın son bölümünde, ilk iki yaklaşım birleştirilmiş ve sentez-sonrası işlemden geçirilerek hiyerarşik bir gözenek yapısı oluşturulmuş zeolit X kristallerine, hem Zn2+ katyonları hem de timol molekülleri yüklenmiştir. Bu üstün sistem emsallerinden yani, timol/Zn-zeolit X veya timol-sentez-sonrası işleme tabi tutulmuş zeolit X sistemlerinden daha etkin antimikrobiyal aktivite sunmuştur. Bu tez, kontrollü ve uyarlanabilir salınım sunan ve daha fazla miktarda timol yüklenmesine olanak sağlayan sentez-sonrası işlemlerden geçirilmiş antimikrobiyal taşıyıcılar önermektedir. Sentez-sonrası işlemlerinin sağladığı gözenek yüzey alanın artışı, bu sonuçların elde edilmesinde kilit rol oynamıştır. Bu sistemlerin, büyük ölçekli uygulamalar için uygun olduğu ve antimikrobiyal çözümler arayanlara alternatif sunduğu düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
The development of more efficient and eco-friendly antimicrobial agents with a broader spectrum plays a significant role in culminating prolonged treatment and higher global health. However, the worldwide rise multidrug-resistant bacteria has made traditional approaches to controlling infectious diseases problematic. As a result, developing new classes of antimicrobial medicines capable of treating resistant bacteria is critical. It is stated that using a host as a matrix in applying some antimicrobial agent increases the antimicrobial activity and offers tailorable release. This thesis aims to contribute to the literature with the newly developed antimicrobial host-guest systems. In the first part of this study, the process of converting the impurity containing locally available natural kaolin into an antimicrobial filler and adding it to the electrostatic powder paint was investigated. In this process, several combinations of binary metal exchanged zeolite A crystals were studied, and an antimicrobial powder paint was developed in partnership industry with IBA KIMYA. The Ag+ and Zn2+ exchanged zeolite A crystals were added into electrostatic powder paint for this aim, verifying esthetic regulations fulfilling the need of the powder paint industry. The usage of silver has been a controversial issue due to the increased silver contamination in the environment in the last decades. Thus, the second and third parts of the thesis were established based on the need for new environmentally-friendly antimicrobial agents. In the second part of the thesis, the novel antimicrobial host-guest system was developed using thymol, the main component of essential oil thyme, and Titanosilicate ETS-10 crystals. For the encapsulation of thymol, post-treatment of ETS-10 was applied to obtain a hierarchical pore structure in ETS-10. This approach enabled one to enhance the amount loaded and extend the release profile for the purpose of increased antimicrobial efficiency obtained from thymol encapsulation. In the last part of this study, the first two approaches were combined by bringing Zn2+ and thymol in the post-treated zeolite X. This superior system offered more effective antimicrobial activity than its counterparts; i.e., thymol/Zn-commercial zeolite X or thymol-post-treated zeolite X systems. This thesis proposes antimicrobial post-treated carriers to support large thymol payloads that take advantage of a complex form, offering controlled and tailorable release. The high accessibility of the surface area coming from the post-treated process was key to obtain these results. We believe that these systems are suitable for large-scale applications and show potential compared to those seeking antimicrobial solutions.
Benzer Tezler
- Synthesis and modification of titanosilicate ETS-10: Its role as host in host-guest systems
Titanyumsilikat ETS-10 sentezi ve modifikasyonu: Konuk-konak sistemlerde konak olarak rolü
MELDA İŞLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURCU AKATA KURÇ
PROF. DR. RAŞİT TURAN
- Carbon dioxide capture by copper oxide nanoparticles decorated supports
Bakır oksit nanoparçacıklar yerleştirilmiş adsorbanlar tarafından karbondioksit tutunumu
CANSU BÖRÜBAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMREN NALBANT ESENTÜRK
- Investigating drug loading on LTA- and MFI-type zeolites using computational and experimental approaches
LTA- ve MFI-tipi zeolitler üzerine ilaç yüklemesinin hesaplamalı ve deneysel yaklaşımlarla araştırılması
ÖZLEM KELEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU LEVİTAS
- Konak-konut bileşiklerinin spektroskopik yöntemlerle incelenmesi
Investigation of host-guest compounds by spectroscopic methods
AYŞE ŞENTÜRK CANBULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiAtom ve Molekül Fiziği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. GÜNEŞ KÜKÇÜOĞLU
- Preparation and characterization of zeolite confined cobalt(0) nanoclusters as catalyst for hydrogen generation from the hydrolysis of sodium borohydride and ammonia borane
Zeolit gözenekleri içine hapsedilmiş kobalt(0) nanokümelerin hazırlanması, tanımlanması ve sodyum borhidrür ile amonyak boranın hidrolizinden hidrojen üretiminde katalizör olarak kullanılması
MURAT RAKAP