Hipokloroz asit aktivite ölçümü için yeni florojenik problar geliştirilmesi
Development of new fluorogenic probes for hypochlorous acid activity measurement
- Tez No: 939677
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÖZYÜREK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Analitik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
Hipokloroz asit (HOCl) ve hipoklorit iyonu (OCl⁻), miyeloperoksidaz (MPO) enzimi katalizinde hidrojen peroksit ve klorür iyonlarından üretilen, reaktif oksijen türleri (ROS) arasında yer alan önemli bileşiklerdir. HOCl, mikrobiyal invazyon durumunda güçlü bir oksidan olarak etkili antibakteriyel aktivite gösterirken, aşırı üretimi doku hasarına neden olabilir ve artrit, böbrek hastalıkları, akciğer hasarı, kardiyovasküler hastalıklar, astım ve kanser gibi çeşitli hastalıkların gelişiminde rol oynayabilir. Ancak, mevcut tespit tekniklerindeki sınırlamalar nedeniyle HOCl/OCl⁻'nin patolojik süreçlerdeki kesin rolleri tam olarak belirlenememiştir. Bu nedenle, HOCl/OCl⁻'nin seçici ve hassas şekilde tespit edilmesine yönelik yeni yöntemlerin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. HOCl/OCl⁻ tespiti için elektroanaliz, potansiyometri ve kemilüminesans gibi çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Ancak, floresans teknikleri yüksek seçimlilik, duyarlılık ve spektral çözünürlük açısından önemli avantajlar sunduğundan, son yıllarda bu yöntemlere yönelik araştırmalar hız kazanmıştır. Özellikle, in vivo görüntüleme için NIR (yakın kızılötesi) floresan probların tercih edilmesi, bu probların biyolojik dokuya daha derin nüfuz edebilmesi ve biyolojik numunelere zarar vermemesi ile ilişkilidir. Ancak, düşük HOCl seviyelerinin (örneğin, 106 hücre başına 0.47 nmol/dak) tespiti için yüksek duyarlılığa sahip probların geliştirilmesi önemli bir zorluk oluşturmaktadır. Bu tez çalışmasında, HOCl tespiti için hızlı yanıt veren, yüksek seçimlilik ve duyarlılığa sahip yeni bir florojenik probun sentezi ve bu prob kullanılarak spektroflorometrik bir tayin yönteminin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, hemosiyanin esaslı yeni nesil NIR tabanlı florojenik prob (NIR-QBH, λem = 660 nm) tasarlanmış ve sentezlenmiştir. Probun kimyasal karakterizasyonu, FT-IR, ¹³C-NMR, ¹H-NMR ve HRMS gibi moleküler spektroskopik teknikler ile gerçekleştirilmiştir. NIR-QBH probu, 660 nm dalgaboyunda (λex = 618 nm) güçlü bir NIR emisyonu sergilemektedir. Algılama mekanizması, NIR-QBH yapısındaki olefinik C=C bağının HOCl tarafından oksitlenerek floresan olmayan ürünlerin oluşması esasına dayanmaktadır. Prob, 0.23 µM tespit limiti ve 4 dakika gibi kısa bir tepki süresi ile yüksek duyarlılığa sahiptir. Önemli bir biyotiol olan GSH, HOCl süpürücü bileşik olarak seçilmiş ve NIR-QBH'nin başlangıç emisyon intensitesindeki bağıl değişim, GSH içeren karışımın 4 dakika inkübasyonu sonucunda kaydedilmiştir. Bu değişim, GSH'nin HOCl süpürücü antioksidan aktivitesine bağlı olarak hesaplanmış ve GSH için IC₅₀ değeri 8.97 μM olarak belirlenmiştir. Ek olarak, geliştirilen NIR tabanlı floresan analiz yöntemi, fetal bovine serum (FBS) ve sulu çözeltilerde HOCl tespiti için başarıyla uygulanmıştır. Bu çalışma, biyolojik sistemlerde HOCl tespitine yönelik yeni nesil floresan probların geliştirilmesi açısından önemli bir katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Hypochlorous acid (HOCl) and hypochlorite ion (OCl⁻) are among the most important non-radical reactive oxygen species (ROS), produced in vivo from hydrogen peroxide and chloride ions via myeloperoxidase (MPO) catalysis. HOCl acts as a potent oxidant with effective antibacterial activity during microbial invasion. However, excessive HOCl production can lead to tissue damage, contributing to the development of various diseases such as arthritis, kidney diseases, lung injury, cardiovascular diseases, asthma, and cancer. Despite its significance, the precise roles of HOCl and OCl⁻ in these pathological conditions remain unclear due to limitations in current detection technologies. Therefore, developing novel methods for their detection and recognition has gained considerable attention in recent years. Common methods for HOCl and OCl⁻ detection include electroanalysis, potentiometry, and chemiluminescence. Among these, fluorescence techniques offer superior advantages in terms of selectivity, sensitivity, and spectral resolution. Consequently, numerous fluorescent probes for HOCl and OCl⁻ imaging have been rapidly developed. However, designing fluorescent probes suitable for in vivo imaging remains challenging. Due to the very low levels of HOCl formation (for example, 0.47 nmol/min per 106 cells), highly sensitive fluorescent probes are required for cellular pathological studies. Additionally, near-infrared (NIR) fluorescent probes are preferred in clinical applications as they penetrate deeper into tissues while minimizing damage to biological samples. In this study, a novel, rapid-response, highly selective, and sensitive fluorogenic probe was synthesized for the detection of HOCl, and a new spectrofluorometric assay method was developed. A new generation hemicyanine-based NIR fluorogenic probe (NIR-QBH, emission at 660 nm) was designed and synthesized. The chemical characterization of the probe was carried out using ¹³C-NMR, ¹H-NMR, and HRMS molecular spectroscopic techniques. The NIR-QBH probe exhibited strong NIR emission at 660 nm with excitation at 618 nm. The detection mechanism is based on the oxidation of the C=C double bond in the NIR-QBH structure by HOCl, resulting in the formation of non-fluorescent products. The probe demonstrated a detection limit of 0.23 µM and a rapid response time of four minutes. Glutathione (GSH), an important biothiol, was selected as a reference HOCl-scavenging compound, and the relative intensity change of NIR-QBH's initial emission was recorded after a four-minute incubation with GSH. The fluorescence response was proportional to GSH's HOCl-scavenging antioxidant activity, with an IC₅₀ value of 8.97 μM. Additionally, the developed NIR-based fluorescence assay was successfully applied for HOCl detection in fetal bovine serum (FBS) and aqueous solutions. This study contributes to the development of new-generation fluorescent probes for HOCl detection in biological systems.
Benzer Tezler
- Polifenollerin hipokloroz asit süpürme aktivitelerinin ölçümü için yeni bir spektroflorometrik yöntem geliştirilmesi
Development of a novel spectrofluorometric method for the hypochlorous acid scavenging activity measurement of polyphenols
NAZAN DURUSOY
- Biyolojik örneklerde reaktif oksijen türleri süpürme etkinliği ölçümü için spektrofotometrik yöntemler geliştirilmesi
Development of spectrophotometric methods for measurement of reactive oxygen species scavenging activity in biological samples
BURCU BEKDEŞER
Doktora
Türkçe
2012
Kimyaİstanbul ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZYÜREK
PROF. DR. REŞAT APAK
- Gümüş nanopartiküllerin endodontik biyofilme karşı antimikrobiyal etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of antimicrobial effects of silver nanoparticles against endodontic biofilm
AYŞENUR ÖNCÜ
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2022
Diş HekimliğiAnkara ÜniversitesiEndodonti Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERKAN ÇELİKTEN
- Bir grup heterosiklik bileşiğin hidrazit ve hidroksamik asit türevlerinin sentezi ve biyolojik aktivitelerinin araştırılması
Synthesis and biological activity studies of hydrazide and hydroxamic acid derivatives of a group of heterocyclic compounds
İREM TATAR
Doktora
Türkçe
2022
BiyokimyaEge ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET VAROL PABUÇÇUOĞLU
- Çoklu ilaca dirençli (ÇİD) klinik izolatlarda biyofilm oluşumu ve biyosidal aktivite saptama
Biofilm formation in clinical isolates with multiple drug resistant (MDR) and detection of biocidal activity
BURCU SEBİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
MikrobiyolojiMarmara ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL KARAHASAN