Toxicity of znfeal-layered double hydroxides (LDHS) on marine and freshwater algae
Znfeal katmanlı çift hidroksitlerin deniz ve tatlı su algleri üzerindeki toksisitesi
- Tez No: 952266
- Danışmanlar: PROF. DR. MELEK ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Disiplinlerarası Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Katmanlı çift hidroksitler (LDH'ler), günümüzün çevresel ve endüstriyel sorunlarını çözmek için geniş bir uygulama yelpazesine sahip iki boyutlu yapılandırılmış bir biyouyumlu inorganik nanomalzeme sınıfıdır. Katmanlı yapı, ayarlanabilir fizikokimyasal özellikler bileşimi, yüksek anyon değişim kapasitesi, biyouyumluluk ve LDH'lerin kontrollü salınım kabiliyetleri, ilaç dağıtımı, mühendislik alanları, su arıtma, kataliz, çevresel iyileştirme, tarımsal ürün geliştirme ve çeşitli endüstriyel süreçler gibi geniş bir potansiyel uygulama yelpazesine sahip olmalarını sağlar. Ancak, su sistemlerine artan salınımları, potansiyel ekotoksikolojik etkileri konusunda endişelere yol açmaktadır. Bu çalışmada, yeni sentezlenmiş bir LDH olan ZnFeAl nin farklı sucul ortamlardan iki mikroalg türü üzerindeki akut toksisitesi araştırılmıştır. Tatlı su mikroalgi Chlorella vulgaris ve deniz diatomu Cyclotella cryptica, 15 gün boyunca farklı ZnFeAl LDH konsantrasyonları (0, 10, 25, 50, 100, 250 ve 500 mg.L−1) varlığında inkübe edilmişlerdir. On beş günün sonunda, alg hücrelerinin morfolojik değişimleri, klorofil ve karotenoid içeriğindeki değişimler, antosiyanin ve fenolik içeriğindeki değişimler ve antioksidan enzim aktiviteleri incelendi. Sonuçlar, söz konusu nanopartiküllün alg büyümesi üzerindeki etkilerinin çeşitli faktörlere bağlı olarak değişebileceğini ve genel olarak alg büyümesini engelleyebileceğini göstermektedir. Yüksek ZnFeAl konsantrasyonlarına maruz kalma, mikroalglerde fotosentetik pigment içeriğinin azalmasına ve hücresel hasara da neden olmuştur. Daha düşük konsantrasyonlarda, etkiler daha az şiddetli olmakla birlikte farklı biyokimyasal tepkileri tetikleyebilir. LDH'lerin hücre yüzeyiyle doğrudan etkileşimi, toksik elementlerin çözünmesi veya reaktif oksijen türlerinin ROS üretimi toksisiteye katkıda bulunabilmektedir. Sonuçlar ZnFeAL'nin toksisitesinin maruz kalan organizmanın türüne bağlı olarak değiştiğini göstermektedir. C. cryptica, C. vulgaris ile karşılaştırıldığında LDH maruziyetine karşı daha fazla duyarlılık göstermiştir. 10 mg/L ZnFeAl konsantrasyonunun C. cryptica için toksik etki gösterdiği görülmüştür. SOD antioksidan enzim aktivitesi bulguları, C. vulgaris tatlı su alginin daha fazla etkilendiğini ve antioksidan savunmalarını C. cryptica deniz diatomundan daha güçlü bir şekilde harekete geçirdiğini göstermektedir. Her iki algde de LDH konsantrasyonu arttıkça CAT aktivitesinin arttığı görülmüştür. Türlere özgü tepkiler, suda yaşayan organizmalarda nanomalzemelerin neden olduğu subletal stresi değerlendirmede biyokimyasal biyobelirteçlerin önemini vurgulamaktadır. Bulgulara göre, deniz ekosistemleri LDH kirliliğine karşı daha duyarlı olabilir. Sonuçlar sucul ortamları kirletebilecek nanomalzemelerin kapsamlı risk değerlendirmelerinin gerekliliğini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
The layered double hydroxides (LDHs) are a two-dimensional structured class of biocompatible inorganic nanomaterials with a wide range of applications for solving today's environmental and industrial problems. The layered structure, tunable physicochemical properties composition, high anion exchange capacity, biocompatibility and controlled release capabilities of LDHs make them have a wide range of potential applications, such as drug delivery, engineering fields, water treatment, catalysis, environmental remediation, agricultural product development and various industrial processes. However, their increasing release into aquatic systems raises concerns about their potential ecotoxicological effects. This study investigates and compares the acute toxicity of newly synthesized LDH, ZnFeAl, on two microalgal species from distinct aquatic environments. Freshwater microalgae Chlorella vulgaris and marine diatom Cyclotella cryptica were cultivated with different concentrations of ZnFeAl LDHs (0, 10, 25, 50, 100, 250 and 500 mg.L−1) for 15 days. At the end of fifteen days, morphological changes of algal cells, changes in chlorophyll and carotenoid content, changes in anthocyanin and phenolic content and antioxidant enzyme activities were examined. The results show that the effects of nanoparticles on algae growth can vary depending on various factors and can generally inhibit algae growth. Exposure to high concentrations of LDHs also caused reduced photosynthetic pigment content and cellular damage in microalgae. At lower concentrations, the effects may be less severe or may trigger different biochemical responses. Direct interaction of LDHs with the cell surface, solubilization of toxic elements, or production of reactive oxygen species (ROS) may contribute to toxicity. The toxicity of LDHs varies depending on the type of organism exposed. The results revealed a concentration-dependent toxic response, with C. cryptica showing greater sensitivity to LDH exposure compared to C. vulgaris. A concentration of 10 mg/L ZnFeAl was found to show toxic effect to C. cryptica. SOD antioxidant enzyme activity findings indicate that the freshwater alga C. vulgaris is more affected and activates its antioxidant defenses more strongly than the marine diatom C. cryptica. CAT activity was observed to increase as LDH concentrations increased in both algae. These species-specific responses highlight the importance of biochemical biomarkers in assessing sublethal stress caused by nanomaterials in aquatic organisms. These findings suggest that marine ecosystems may be more susceptible to LDH pollution. These results reflect the importance comprehensive risk assessments of nanomaterials that can contaminate aquatic environments.
Benzer Tezler
- Diyabetik ratlarda furanın testisler üzerine toksik etkisi ve likopenin koruyucu rolü
Toxicity of furan on testis in diabetic rats and protective role of lycopene
ÖZLEM KARA
- Atık sulardan ağır metal gideriminde katyonik temelli hidrojellerin etkinliği
Эффективность гидрогелей на основе катионов в удалении тяжелых металлов из сточных вод
BAGDAD KASYBAEVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiKırgızistan-Türkiye Manas ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAHİT AKTAŞ
- Toxicity of heavy metals (Cu+2,Cr+6,Zn+2,Pb+2,Cd+2) and a pesticide (mancozeb) to selected soil bacteria
Bazı toprak bakterilerine ağır metallerin (Cu+2,Cr+6,Zn+2,Pb+2,Cd+2) ve bir pestisitin (Mancozeb) toksik etkisi
GÜLŞEN AYTAÇ
- Piretroid grubundan iki insektisitinin Xenopus laveis'de toksik etkileri üzerine bir çalışma
Toxicity of two different phyrethroid insecticide on Xenopus laveis
GÜLSÜM HANDAN AYDIN
- Bazı bitkisel kökenli uçucu yağların alman hamam böceği (Blatella germanica L.) erginlerine karşı toksisitesi
Toxicity of some plant-based essential oils against german cockroach (Blatella germanica L.) adults
SULTAN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
ZiraatKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBitki Koruma Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN TUNAZ
