Kemosensör özelliğine sahip tek zincir katlamalı nanopartiküllerin sentezi ve karakterizasyonu
Sythesis and characterization of single chain folded nanoparticles with chemosensory feature
- Tez No: 934898
- Danışmanlar: PROF. DR. DEMET KARACA BALTA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizikokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 161
Özet
Son 20 yıldır,“Tek Zincirli Polimerik Nanopartikül”(Single Chain Polymeric Nanoparticle (SCNP)) olarak adlandırılan yeni bir polimer sınıfı ortaya çıkmış; bu nanopartiküllerin sentezi, karakterizasyonu ve uygulama alanları da bir o kadar ilgi görmüştür. Bu tez çalışmasında, farklı SCNP örnekleri sentezlenmesi hedeflendi. İlk olarak doğrusal polimerleri sentezlemek için serbest radikal polimerizasyonu (SRP) ve tersinir eklenme-parçalanma zincir transfer radikal polimerizasyonu (RAFT) gibi farklı polimerizasyon yöntemleri kullanıldı. SRP yöntemi kullanılarak stiren, 4-klorometil stiren, metil metakrilat ve antrasen metakrilat monomerleri ile stirenik ve akrilik bazlı doğrusal kopolimerler sentezlendi. Elde edilen kopolimerlerin yan zincirlerinde bulunan antrasen ünitelerinin fotodimerizasyonu ile SCNP sentezi gerçekleştirildi. SCNP oluşumuna katılmayan antrasen üniteleri ise basit bir Diels-Alder reaksiyonu ile piren fonksiyonalitesine dönüştürüldü. Maleimid ve piren içeren polimerik nanopartiküller, Fe3+ iyonlarını seçici şekilde algılayabilen bir kemosensör olarak kullanıldı. Sentezlenen bu nanopartikül ortamına Fe3+ iyonları ilave edildiğinde, DMF içerisinde çıplak gözle görülebilen bir renk değişiminin olduğu görüldü. Kemosensörün Fe3+ iyonları algılama yeteneği Al3+, Ba2+, Ca2+, Cr3+, Cu2+, Co2+, K+, Mg2+, Na+, NH4+, Ni2+, Sn2+ ve Zn2+ gibi metal katyonlarının varlığından etkilenmediği sonucu elde edildi. RAFT polimerizasyonu kullanılarak metakriloil azid, metil metakrilat ve dietilaminoetil metakrilat monomeri ile yeni bir doğrusal kopolimer sentezlendi. Curtius yenilen düzenlenme reaksiyonuyla, sentezlenen kopolimer üzerinde bulunan izosiyanat üniteleri ve çapraz bağlayıcı olarak kullanılan kongo kırmızısı ile SCNP sentezi gerçekleştirildi. Kongo kırmızısı içeren polimerik nanopartiküller Fe3+ iyonlarını seçici şekilde algılayabilen bir kemosensör olarak kullanıldı. Fe3+ iyonlarının bulunduğu ortamda nanopartikül çözeltisinin renginde gözle görülebilir bir değişiklik olduğu gözlemlendi. Ortamda Al3+, Ba2+, Ca2+, Cr3+, K+, Mg2+, Na+, NH4+, Ni2+ ve Sn2+ gibi iyonların bulunmasının Fe3+ iyonunun algılanmasını engellemediği görüldü. Üçüncü çalışmada ise, yeni bir monomer olan vanilin tiyosemikarbazonmetakrilat sentezlendi. SRP yöntemi ile hidroksietil metakrilat, metil metakrilat ve vanilin tiyosemikarbazonmetakrilat monomerleri kullanılarak lineer kopolimer sentezi yapıldı. SCNP sentezinde ise diğer çalışmalardan farklı olarak metal koordinasyonu yöntemi; başka bir değişle, doğrusal polimerlerin katlanması için organometalik bağlar kullanıldı. Kopolimer zinciri üzerinde bulunan vanilin tiyosemikarbazonmetakrilat üniteleri sayesinde Fe3+ iyonu ile katlanma gerçekleştirilerek SCNP sentezi gerçekleştirildi ve karakterize edildi. Bu şekilde sentezlenen tiyosemikarbazon içeren lineer kopolimerin, seyreltik ortamda kemosensör davranışı gösterirken aynı zamanda SCNP yapısı oluşturduğu ispatlandı. Bütün bu bulgular, fonksiyonel SCNP'lerin Fe3+ iyonunun potansiyel ölçümünü desteklemektedir ve bu çalışmalar gelecekte yeni SCNP kemosensörlerinin tasarımı için faydalı olacaktır. SCNP'ler Fe3+ 'ün algılanması için mikro molar konsantrasyon aralığında yüksek duyarlılık ve seçicilik göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Over the past 20 years, a new class of polymers called“Single Chain Polymeric Nanoparticles”(SCNPs) has emerged, and the synthesis, characterization, and applications of these nanoparticles have gained significant interest. n this thesis study, the synthesis of different SCNP samples was aimed. Firstly, various polymerization methods, such as free radical polymerization (FRP) and reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization, were used to synthesize linear polymers. Using the SRP method, styrenic and acrylic-based linear copolymers were synthesized with styrene, 4-chloromethyl styrene, methyl methacrylate, and anthracene methacrylate monomers. SCNP synthesis was achieved through the photodimerization of anthracene units present in the side chains of the obtained copolymers. The anthracene units that did not participate in SCNP formation were converted into pyrene functionality via a simple Diels-Alder reaction. Polymeric nanoparticles containing maleimide and pyrene were used as a chemosensor capable of selectively detecting Fe³⁺ ions. When Fe³⁺ ions were added to the synthesized nanoparticle medium, a color change visible to the naked eye in DMF was observed. It was concluded that the chemosensor's ability to detect Fe³⁺ ions were not affected by the presence of metal cations such as Al³⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Cr³⁺, Cu²⁺, Co²⁺, K⁺, Mg²⁺, Na⁺, NH₄⁺, Ni²⁺, Sn²⁺, and Zn²⁺. In another study, using the RAFT method, a mew linear copolymer was synthesized with methacryloyl azide, methylmethacrylate and diethylaminoethyl methacrylate monomers. Using the Curtius rearrangement reaction, SCNP synthesis was carried out with isocyanate units present on the synthesized copolymer and Congo red used as a cross-linker. SCNP containing congo red units were used as a chemosensor with the ability to selectively detect Fe3+ ions. Adding Fe3+ ions into achieved nanoparticle medium, color change is readily visible with unaided eye. The chemosensor's ability to sense Fe3+ ions remained unaltered by the presence of other metal ions, such as Al3+, Ba2+, Ca2+, Cr3+, K+, Mg2+, Na+, NH4+, Ni2+, and Sn2+. In the third study, a new monomer, vanillin thiosemicarbazone methacrylate, was synthesized. Using the SRP method, a linear copolymer was synthesized with hydroxyethyl methacrylate, methyl methacrylate, and vanillin thiosemicarbazone methacrylate monomers. In SCNP synthesis, unlike the other studies, the metal coordination method was employed; in other words, organometallic bonds were used to induce the folding of linear polymers. SCNP synthesis was achieved and characterized by folding the polymer chain through coordination with Fe³⁺ ions, facilitated by the vanillin thiosemicarbazone methacrylate units present in the copolymer chain. It was proven that the synthesized linear copolymer containing thiosemicarbazone exhibited chemosensor behavior in a dilute medium while simultaneously forming an SCNP structure. All these findings support the potential use of functional SCNPs for the detection of Fe³⁺ ions, and these studies will be valuable for the design of new SCNP-based chemosensors in the future. SCNPs demonstrate high sensitivity and selectivity in detecting Fe³⁺ in the micromolar concentration range.
Benzer Tezler
- A highly selective and reusable colorimetric and turn-on fluorescent chemosensor based on rhodamine tethered aldehyde functional microspheres for the detection of Cu2+ and Hg2+ ions
Cu2+ ve Hg2+ 'nın deteksiyonu için yüksek seçicilik gösteren rodamin tutturulmuş aldehit fonksiyonlu mikroküre esaslı kolorimetrik ve floresans 'turn on' tekrar kullanılabilir kemosensörlerin hazırlanması
PINAR ÖZMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜNYAMİN KARAGÖZ
- Piren modifiyeli rodamin-siyanin platformuna sahip, yeni sensör bileşiğinin sentezi, karakterizasyonu ve sensör çalışmaları
Synthesis, characterization and sensor studies of the new sensor compound with the pyrene modified rodamine-cyanine platform
UTKU ERTUĞRAL
- İndol molekülünün türevlendirilmesi için yeni sentetik yöntemlerin geliştirilmesi ve potansiyel uygulamalarının araştırılması
The development of new effective synthetic methods for indole derivatization and investigation of potential applications
SİNAN BAYINDIR
- Synthesis and applications of supramolecules and macromolecules containing multiple triazole units
Çoklu triazol üniteleri içeren supramolekül ve makromoleküllerin sentez ve uygulamaları
ÖZGE ÖZÜKANAR
Doktora
İngilizce
2023
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM VOLKAN KUMBARACI
- İyon seçici sol-jel film sentezi ve optik sensör olarak kullanmı
Ion selective sol-gel film synthesis and usage as optical sensor
MERVE UMUTLU
