Geri Dön

Pniktojen tabanlı biyokompozitlerin biyolojik aktivitelerinin incelenmesi

Investigation of biological activities of pnictogen-basedbiocomposites

PDF İndir

  1. Tez No: 935105
  2. Yazar: İLKNUR AKSOY ÇEKCEOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İMREN HATAY PATIR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Selçuk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 197

Özet

Bakteriyel enfeksiyonların yaygınlığı, insan sağlığını tehdit etmesi ve mevcut antibiyotiklere karşı geliştirilen direnç, yeni etkili antibakteriyel uygulamalara acilen ihtiyaç duyulmasına neden olmaktadır. Antimikrobiyal dirençle mücadelede yenilikçi araçlar olarak nanomalzemeler, boyut özellikleri, üstün fizikokimyasal karakterleri, keskin kenar yapıları ve oldukça reaktif olmaları nedeniyle antibakteriyel aktivitede kullanıma uygun adaylar olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte dış kaynaklı uyarıma dayanan ve direnç sorunu oluşturmayan bir strateji olarak fotokatalitik antibakteriyel tedavi, kontrol edilebilir, güvenli ve invazif olmayan özellikleri nedeniyle dikkat çekmektedir. İki boyutlu (2D) pniktojenler olarak bilinen fosforen (BP) ve bizmuten (Biene), benzersiz optik ve elektronik özellikleri, yüksek özgül yüzey alanları, mekanik özellikleri ve biyouyumlulukları ile, fotobiyolojik uygulama alanı için umut vaat etmektedirler. 2D polimerik ve metal içermeyen bir fotokatalizör olan grafitik karbon nitrür (g-C3N4/g-CN), uygun bant yapısı ve güçlü kararlılığı ile yüksek fotokatalitik antibakteriyel etki göstermesinin yanısıra, ışıkla uyarılan elektron-boşluk (e/h+) çiftlerinin hızlı rekombinasyonu gibi bazı dezavantajlara sahiptir. Bu nedenle g-CN, 2D nanomalzemelerle entegre edilerek bu dezavantajlar giderilmekte ve fotokatalitik verim önemli ölçüde artırılabilmektedir. Ayrıca, kitosan (CS) ya da lipozom gibi biyomoleküllerin nanoyapılarla bir araya getirilmesiyle nanomalzemelerin antibakteriyel etkisinin iyileştirilmesi, biyolojik membranlarla etkileşiminin artırılması ve stabilitelerinin sağlanmasına yönelik olarak biyokompozitler oluşturulabilmektedir. Bu tez çalışmasında, BP ve Biene 2D pniktojenleri ile belirli oranda katkılanarak g-CN tabanlı BP/CN ve Bi/CN heteroeklem yapıları sentezlenmiş ve bu yapıların yakın kızılötesi (NIR) veya görünür (LED) ışık altında Gram-negatif Escherichia coli, (E. coli) Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) ve Gram-pozitif Staphylococcus aureus (S. aureus), Metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA) bakterileri üzerindeki fotokatalitik antibakteriyel/antibiyofilm aktiviteleri incelenerek detaylı fotokatalitik/fotodinamik/fototermal mekanizmaları ortaya konulmuştur. Ayrıca nanomalzemelerin aktivitesinin artırılmasına yönelik olarak Biene'e CS ve/veya lipozom yapılarının dahil edilmesiyle CS/Biene, Lipo@Biene ve Lipo@CS/Biene biyokompozitleri hazırlanmış ve pniktojenlerin antibakteriyel aktivitesine olan katkıları incelenmiştir. Antibakteriyel mekanizmanın aydınlatılmasına yönelik olarak pniktojen tabanlı nano/biyokompozitlerin bakteriyel membran hasarı ve nanobıçak etkilerinin gözlemlenmesi amacıyla taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ve floresan mikroskopisi analizleri gerçekleştirilmiştir. Kompozitlerin fototermal aktivitesi termal kamera ile görüntülenmiş ve fotodinamik özellikleri ise glutatyon (GSH) oksidasyon ve triiyodür testleri ile detaylı olarak araştırılmıştır. Malzemelerin enerji bant seviyeleri hesaplanarak detaylı fotokatalitik antibakteriyel mekanizması aydınlatılmıştır. Buna göre heteroeklem yapının ışık ile uyarılması sonucunda moleküler oksijen (O2)'in indirgenip reaktif oksijen türü (ROS) olarak süperoksit anyonu üretildiği sonucuna ulaşılmıştır. BP/CN ve Bi/CN nanokompozitlerinin antibakteriyel/antibiyofilm aktivitesinin yalın haldeki BP, Biene ve g-CN'den daha yüksek olduğu tespit edilmiş ve bu durum heteroeklem yapıda azalan bant aralığı ve artan fotokatalitik aktiviteye; aynı zamanda nanokompozit yapıda artan membran hasarına atfedilmiştir. Bunun yanısıra, CS ve lipozom biyomoleküllerinin dahil edilmesiyle hazırlanan CS/Biene, Lipo@Biene ve Lipo@CS/Biene biyokompozitlerinin antibakteriyel aktivitesinin literatür doğrultusunda beklendiği kadar yüksek olmadığı gözlemlenmiştir. Burada maksimum antibakteriyel aktivite, nanokompozit yapıların ışık altındaki fotokatalitik/fotodinamik ve nanobıçak etkileriyle sağlanmış olup, biyokompozit yapıların ise antibakteriyel aktiviteyi artırmada değil nanomalzemelerin salınımını artırmada etki sağlayacağı öngörülmektedir.

Özet (Çeviri)

The prevalence of bacterial infections, the threat to human health and the resistance against existing antibiotics cause an urgent need for new effective antibacterial applications. As innovative tools in the fight against antimicrobial resistance, nanomaterials are considered to be suitable candidates for antibacterial activity due to their size characteristics, superior physicochemical characters, sharp edge structures and highly reactive nature. However, photocatalytic antibacterial therapy, as a strategy based on exogenous stimulation and without resistance problems, has attracted attention due to its controllable, safe and non-invasive properties. Phosphorene (BP) and bismuthene (Biene), known as two-dimensional (2D) pnictogens, show promise for photobiological applications due to their unique optical and electronic properties, high specific surface area, mechanical properties and biocompatibility. Graphitic carbon nitride (g-C3N4/g-CN), a 2D polymeric and metal-free photocatalyst, shows high photocatalytic antibacterial effect with favorable band structure and strong stability, but has some disadvantages such as rapid recombination of light-excited electron-hole (e/h+) pairs. Therefore, by integrating g-CN with 2D nanomaterials, these disadvantages are overcome and photocatalytic efficiency can be significantly increased. Furthermore, by combining biomolecules such as chitosan (CS) or liposomes with nanostructures, biocomposites can be formed to improve the antibacterial effect of nanomaterials, increase their interactions with biological membranes and maintain their stability. In this thesis, g-CN-based BP/CN and Bi/CN heterojunctions were synthesized by doping with BP and Biene 2D pnictogens at specific ratios, the photocatalytic antibacterial/antibiofilm activities of these structures on Gram-negative Escherichia coli (E. coli), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) and Gram-positive Staphylococcus aureus (S. aureus), Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) were investigated under near-infrared (NIR) or visible (LED) light and their detailed photocatalytic/photodynamic/photothermal mechanisms were revealed. In addition, CS/Biene, Lipo@Biene and Lipo@CS/Biene biocomposites were prepared by incorporating CS and/or liposome structures into Biene to increase the activity of nanomaterials and their contributions to the antibacterial activity of pnictogens were investigated. Scanning electron microscopy (SEM) and fluorescence microscopy analyses were performed to observe the bacterial membrane damage effect and nanoknife effects of the pnictogen-based nano/biocomposites in order to elucidate the antibacterial mechanism. The photothermal activity of the composites was visualized with a thermal camera and their photodynamic properties were investigated in detail by glutathione (GSH) oxidation and triiodide tests. The detailed photocatalytic antibacterial mechanism was elucidated by calculating the energy band levels of the materials. Accordingly, it was found that molecular oxygen (O2) was reduced and superoxide anion was produced as reactive oxygen species (ROS) as a result of light stimulation of the heterojunction structure. The antibacterial/antibiofilm activity of BP/CN and Bi/CN nanocomposites was found to be higher than that of bare BP, Biene and g-CN, and this was attributed to the decreased band gap and increased photocatalytic activity in the heterojunction structure; as well as increased membrane damage in the nanocomposite structure. On the other hand, the antibacterial activity of CS/Biene, Lipo@Biene and Lipo@CS/Biene biocomposites prepared by incorporating CS and liposome biomolecules was not as high as expected. Here, the maximum antibacterial activity was achieved by the photocatalytic/photodynamic and nanoknife mechanisms of the nanocomposite structures under the influence of light, and it is predicted that the biocomposite structures will not increase the antibacterial activity but will increase the release of nanomaterials.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    438797

    VA ve VIA grubundaki elementlerin HOMHED yapısal aromatiklik indisi parametrelerinin belirlenmesi

    Determination of HOMHED structural aromaticity index parameters of elements in group-15 and group-16

    ELİF KANAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Fizik ve Fizik MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    ÖĞR. GÖR. HANDE KARABIYIK

  2. Tez No

    336438

    Psikojen kaşıntıya bağlı kendine zarar verme ile oluşan dermatozlarda çocukluk çağı travması ile mizaç ve karakter özelliklerinin değerlendirilmesi

    Assessment of childhood trauma and temperament-character profiles in self-inflicted dermatoses due to psychogenic pruritus

    MURAT YALÇIN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Psikiyatriİstanbul Üniversitesi

    Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. B. MERT SAVRUN

  3. Tez No

    945181

    Psikojen non-epileptik nöbetlerin klinik, elektrofizyolojik ve video EEG monitörizasyonu yoluyla sınıflandırılması ve yeni sınıflama önerisi

    Clinical, electrophysiological, and VEM-based classification of psychogenic non-epileptic seizures and a new classification proposal

    EZGİ ERTURUL TOKGÖZ

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    NörolojiGazi Üniversitesi

    Nöroloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İREM YILDIRIM

  4. Tez No

    679002

    Psikojen non-epileptik nöbet hastalarında psikiyatrik komorbiditenin nöbet semiyolojisi ile ilişkisinin değerlendirilmesi

    Evaluation of the relationships between psychiatric comorbidity and seizure semiology in psychogenic non-epileptic seizure patients

    GÜLCE COŞKU YILMAZ ÇAKAN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Nörolojiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Nöroloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GALİP AKHAN

    DOÇ. DR. HATİCE SABİHA TÜRE

  5. Tez No

    125029

    Psychogenic pain: A descriptive study about chronic pain patient's socio-demographic and psychological features

    Psikojen ağrı: Kronik ağrı hastalarının sosyo-demografik ve psikolojik özellikleri hakkında tanımlayıcı bir çalışma

    ARZU ÇAKAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2002

    PsikolojiBoğaziçi Üniversitesi

    Psikoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATİH KÖKSAL

Geri Dön