Theses supervised by Prof. Dr. İbrahim Işıldak
24 theses · Yıldız Technical University
Development of recombinant oncolytic Coxsackievirus B3 for treatment of colorectal carcinoma
Colorectal cancer is one of the most death related cancer type in worldwide. Conventional cancer therapeutics show curable effect only in the patients at early stage of the disease. In case of the diagnosis at late stages, the survival rate decreases dramatically up to 10%. Therefore, novel cancer therapeutics are urgently needed. Oncolytic virotherapy is a new treatment approach which exploits the viruses against cancer. Clinical trials prove the efficiency of various oncolytic viruses in treatment of different tumors. Coxsackievirus B3 (CVB3), a single-stranded RNA virus of the picornavirus family, has been described as a novel oncolytic virus against lung carcinoma. However, CVB3 can induce severe diseases, such as pancreatitis, myocarditis and encephalitis, but the course of infections is decisively influenced by the particular strain of CVB3. In this thesis, firstly, it was aimed to investigate different laboratory strains of CVB3 (Nancy, 31-1-93, H3) which use the coxsackievirus and adenovirus receptor (CAR) and the strain PD which uses N- and 6-O-sulfated heparin sulfate (HS) for entry into colorectal tumor cells, for their potential to lyse these cells and for their safety profile. In vitro investigations showed variable infection efficiency and lysis of colorectal carcinoma cell lines by the CVB3 strains. The most efficient strain was PD, which was the only one that could lyse all five of the investigated colorectal carcinoma cell lines. Lytic activity of CAR-dependent CVB3 did not correlate with CAR expression on colorectal carcinoma cells, whereas there was a clear correlation between lytic activity of PD and its ability to bind to HS at the cell surface of these cells. Intratumoral injection of CVB3 Nancy, 31- 1-93 or PD into subcutaneous colorectal DLD1 tumors in BALB/c nude mice each resulted in strong inhibition of tumor growth. The effect was seen in the injected tumor, as well as in a non-injected, contralateral tumor. However, all animals treated with 31-1- 93 and Nancy developed systemic infection and died or were moribund and sacrificed at 6 and 8 days post intratumoral virus injection. In contrast, five of the six animals treated with PD showed no signs of a systemic viral infection and PD was not detected in any organ. These results indicate that PD has potential to be a potent and safe oncolytic CVB3 strain for use in the treatment colorectal carcinoma. To increase the tumor selectivity, so that to abolish the possibility of undesirable virus infection in healthy organs, target sites of pancreas-specific microRNA was inserted into the virus genome and recombinant CVB3 was analyzed in vitro and in vivo. Detargeting of the pancreas, which is the most susceptible tissue for CVB3 infection, by exploiting miRNAs, increased the survival rate of treated animals significantly. The virus was unable to replicate in the pancreas and all animals survived. In contrast, colorectal carcinomas were destroyed as efficient as the wild-type CVB3. Finally, it was aimed to increase the efficiency of CVB3 against infection resistant colorectal cancer cell line by using directed evolution strategy. Results showed that CVB3 can specifically adapted to colorectal carcinomas leading to breaking the resistance of the tumor cells against CVB3 infection.
Hidroponik sistemde besleyici film tekniği ile yüksek boylu maviyemiş ( Vaccınıum corymbosum L. ) yetiştirilmesi ve yetişme şartlarının optimize edilmesi
Bu çalışma, dünyada 1905 yılında kültüre alınan, özellikle Karadeniz bölgesi iklimine ve toprağına uyum sağlama potansiyelinden dolayı 2000li yıllarda Türkiye'de yetiştirilen ve üretimi devlet tarafından da teşvik edilen blueberry (maviyemiş) bitkisinin topraksız tarım hidroponik sistemde yetiştirilmesi ve yetişme koşullarının optimize edilmesini içermektedir. Yıldız Teknik Üniversitesi Kimya Metalurji Fakültesi Biyomühendislik bölümüne ait biyoteknolojik serada Mart 2015-Eylül 2015 ayları arasında yürütülmüştür. Araştırmada bitkisel materyal olarak yüksek boylu maviyemiş (Vaccinium corymbosum) türlerinden bluecrop tercih edilmiştir. Maviyemiş yetiştirilirken topraksız tarım hidroponik sistem metotlarından biri olan NFT (Nutrient Film Tecnique, Besleyici Film Tekniği) kullanılmıştır. Hidroponik sistem için 4 m uzunluğunda 40 adet tava, pompa, 8 tonluk 1 adet besleme tankı kullanılmıştır. Ortalama 1.5 m mesafe ile 95 adet maviyemiş dikilmiş, strafor köpükle sabitlenmiştir. Besin çözeltisi hazır alınmamıştır belli tuzlar ile hazırlanarak optimum besin çözeltisi elde edilmeye çalışılmıştır. Kullanılan tuzlar ve miktarları şöyledir: Amonyum Nitrat (NH4NO3) 437.5 ppm, Kalsiyum Nitrat (Ca(NO3)2. 4H2O) 962.5 ppm, Potasyum Nitrat (KNO3) 210 ppm Magnezyum Sülfat (MgSO4.7H2O) 437.5 ppm, Monopotasyum Fosfat (KH2PO4) 262.5 ppm, Demir Sülfat (FeSO4.7H2O) 6.75 ppm, Mangan Sülfat (MnSO4) 5.875, BORAX (Na2B4O7.10H2O) 9 ppm, Bakır (II) Sülfat (CuSO4) 8.75 ppm, Çinko Sülfat (ZnSO4) 11.25 ppm, Kobalt Sülfat (CoSO4) 7.5 ppm. Bu miktarlarda ölçülen pH değeri 7.1 dir. Asit (H2SO4) ile müdahale edilerek pH düşürülmüştür. İkinci kez hazırlanan besin çözeltisinde ise yapraklarda oluşan klorozun Mg ve K eksikliğinden olabileceği düşünülerek Kalsiyum Nitrat %20 artış ile 1155 ppm, Potasyum Nitrat %10 artış ile 231 ppm, Monopotasyum fosfat %10 artış ile 288.75 ppm olarak ayarlanmıştır. Bu değerlerdeki pH değeri ise 3 tür. Baz (KOH) ile müdahaleyle pH yükseltilmiştir. Maviyemiş yetişmesinde optimum pH aralığı 4.5- 5 olduğu için, pH devamlı olarak asit veya baz ilavesi ile sabit tutulmaya çalışılmıştır. Asit olarak H2SO4, baz olarak KOH kullanılmıştır. Besin çözeltisi stok olarak hazırlanmış günlük 1 l tanka besin çözeltisi ve 0.5 ton su eklenmiştir. Araştırma süresi boyunca bitki boy uzaması, yaprak rengi, yaprak sayısı, meyve sayısı seçilen 10 örneklem üzerinden takip edilmiştir. Bitkileri yüksek yaz sıcaklarından korumak için sera tavanında perdeleme yapılarak hem sera ortam sıcaklığı düşürülmüş hem de bitki gölgelenme isteği karşılanmıştır. Bitki boy uzamasına baktığımızda 5 ayda toplam 9 cm uzamıştır. Bu uzama Nisan 1. yarı ile Temmuz 2. yarı arasında olmaktadır. Topraklı tarımda iki yıldan daha kısa sürede meyve alımı mümkün değilken hidroponik serada 5 ay sonunda meyve alınmıştır. Maviyemiş meyveleri ilk olarak Ağustos ayında oluşmuştur. Ortalama meyve ağırlığı 2-3 g'dır.
PEM yakıt pilleri için anot ve katot malzemelerinin geliştirilmesi
Gelişen teknoloji, artan nüfus ve refah düzeyi enerji tüketimini arttırmıştır. Bu ihtiyaçtan doğan teknolojilerden biri de PEM yakıt pili teknolojisidir. Bu teknolojinin diğer enerji dönüşüm sistemlerine göre daha verimli ve sürdürülebilir olması bir avantaj oluşturmasına rağmen katot ve anotta kullanılan değerli metal olan platin miktarının yüksek olması yaygınlaşması önündeki en büyük engellerden biri olarak ortaya çıkmaktadır. Platinin miktarını azaltmak üzere çeşitli karbon destek malzemeleri kullanılmıştır. Bu çalışmada tek ve çift değerlikli iyonların ölçümüne karşı iyi sonuç veren modifiye grafitin karbon destek malzemesi olarak kullanımı araştırılmıştır. Platin öncülleri karbon destek malzemesi üzerine farklı tekniklerle indirgenerek tutturulmuştur. Hazırlanan Pt/C malzemesinin elektrokimyasal analizleri yapılarak performans özellikleri araştırılmıştır. Ayrıca yüzey özelliklerini araştırmak üzere SEM, BET ve BJH analizi yapılmıştır.
Yeni tip solar biyoreaktör geliştirilmesi
Doğal aydınlatma, tüm sınırlı ve sınırsız ortamlarda öncelikli olarak iyi görme koşullarının sağlanması için gerekli bir faktördür. Gün ışığı kullanılarak oluşturulan doğal aydınlatma sistemleri, son yıllarda giderek önem kazanmaktadır. Bu tez çalışmasında, fresnel lens ve fiber optik kablodan oluşan entegre bir solar-optik sistemle fotobiyoreaktörün içi aydınlatılmıştır. Öğlen saatlerinde, 12 adet fresnel lensin odağında bulunan fiber optik kablo girişine gelen ve fiber optik kablo çıkışına aktarılan aydınlık şiddeti değerleriteorik olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, solar biyoreaktör içindeki toplam aydınlık şiddeti değerleri, fresnel lens kullanılmadan meydana gelen toplam aydınlık şiddeti değerleriyle karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, fresnel lens kullanıldıktan sonra solar biyoreaktör içindeki aydınlanma düzeyinin oldukça arttığı görülmüştür. Ayrıca, belli bir seviyeye kadar mikroalg doldurulan biyoreaktör içinde dört tane fiber optik kablodan elde edilen aydınlık şiddeti değerleri ve fresnel lensin ışığı aktarma yüzdesi hesaplanmıştır. Tek bir fresnel lens ve fiber optik kablo için fiber optik kablonun aydınlık çıkış şiddeti, kritik açı değeri ve konsantrasyon oranı bulunmuştur. Konsantrasyon oranı, fresnel lensin üzerine gelen ışığın büyük kısmını yoğunlaştırdığını göstermektedir.
Periferik damar görüntülemede sıcaklık duyarlı PEGDA hidrojellerinin kullanılabilirliğinin araştırılması
Sağlık alanında kullanılan medikal uygulama ve testler, genellikle bir miktar kan almayı ve bu örneğin analizlenmesini veya hastaya sıvı enjekte edilmesini içerir. Periferik damar yolu açılması, tüm sağlık çalışanlarınca uygulanan en temel girişimlerden biridir. Kan alma, enjeksiyon gibi deriye iğne veya katater yoluyla girilmesini gerektiren uygulamalar invaziv teknikler olarak adlandırılır. İnvaziv tekniklerde en sık rastlanılan sorun damar yolunun bulunamamasıdır. Özellikle küçük çocuklar, obezler ve kemoterapi almış hastalarda damarın hissedilme ve görülmesinin zor olması invaziv uygulamaları çok zorlaştırmaktadır. Bebekler ve küçük çocuklarda damar yolunun kolay bulunamaması çocuk ve sağlık çalışanı üzerinde stres ve psikolojik baskıya neden olmaktadır. Bu nedenle kan damarının yerini basit, etkili, hızlı ve verimli bir şekilde belirleyecek bir yönteme ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, içerisine sıcaklık duyarlı renklendirici katılmış polimer spreyin deriye dışarıdan püskürtülmesi ve daha sonra deri üzerinde hidrojel oluşturması ile damar ana hatlarının görüntülenmesi ve bu sayede invaziv uygulamaların kolaylaştırılması amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda, sağlık çalışanları tarafından günlük hayatta sıklıkla kullanılan invaziv uygulamalar için ucuz, taşınabilir ve kullanımı kolay bir damar görüntülme spreyinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu sprey içerisine termokromik mürekkep katılmış ve değişik molekül ağırlıklarında ve farklı oranlarda karıştırılmış biyouyumlu PEGDA polimerleri; hidrojen peroksit, demir (II) glukonat hidrat ve askorbik asit kullanılmıştır. Böylece meydana gelen redoks polimerizasyon ile in situ hidrojel elde edilmiştir. Elde edilen hidrojellerin optimizasyonu için sprey karışımına VCL eklenmiş ve hidrojelin şişme davranışlarının azaltılması hedeflenmiştir. Reometre ölçümleri ve nitel gözlemlerle ideal hidrojel belirlenmiş ve elde edilen tüm hidrojellerin viskoelastik davranışı ideal hidrojel ile karşılaştırılmıştır.
Periferik damar görüntülemede sıcaklık duyarlı PEGDA hidrojellerinin kullanılabilirliğinin araştırılması
Sağlık alanında kullanılan medikal uygulama ve testler, genellikle bir miktar kan almayı ve bu örneğin analizlenmesini veya hastaya sıvı enjekte edilmesini içerir. Periferik damar yolu açılması, tüm sağlık çalışanlarınca uygulanan en temel girişimlerden biridir. Kan alma, enjeksiyon gibi deriye iğne veya katater yoluyla girilmesini gerektiren uygulamalar invaziv teknikler olarak adlandırılır. İnvaziv tekniklerde en sık rastlanılan sorun damar yolunun bulunamamasıdır. Özellikle küçük çocuklar, obezler ve kemoterapi almış hastalarda damarın hissedilme ve görülmesinin zor olması invaziv uygulamaları çok zorlaştırmaktadır. Bebekler ve küçük çocuklarda damar yolunun kolay bulunamaması çocuk ve sağlık çalışanı üzerinde stres ve psikolojik baskıya neden olmaktadır. Bu nedenle kan damarının yerini basit, etkili, hızlı ve verimli bir şekilde belirleyecek bir yönteme ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, içerisine sıcaklık duyarlı renklendirici katılmış polimer spreyin deriye dışarıdan püskürtülmesi ve daha sonra deri üzerinde hidrojel oluşturması ile damar ana hatlarının görüntülenmesi ve bu sayede invaziv uygulamaların kolaylaştırılması amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda, sağlık çalışanları tarafından günlük hayatta sıklıkla kullanılan invaziv uygulamalar için ucuz, taşınabilir ve kullanımı kolay bir damar görüntülme spreyinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu sprey içerisine termokromik mürekkep katılmış ve değişik molekül ağırlıklarında ve farklı oranlarda karıştırılmış biyouyumlu PEGDA polimerleri; hidrojen peroksit, demir (II) glukonat hidrat ve askorbik asit kullanılmıştır. Böylece meydana gelen redoks polimerizasyon ile in situ hidrojel elde edilmiştir. Elde edilen hidrojellerin optimizasyonu için sprey karışımına VCL eklenmiş ve hidrojelin şişme davranışlarının azaltılması hedeflenmiştir. Reometre ölçümleri ve nitel gözlemlerle ideal hidrojel belirlenmiş ve elde edilen tüm hidrojellerin viskoelastik davranışı ideal hidrojel ile karşılaştırılmıştır.
Periferik damar görüntülemede sıcaklık duyarlı PEGDA hidrojellerinin kullanılabilirliğinin araştırılması
Sağlık alanında kullanılan medikal uygulama ve testler, genellikle bir miktar kan almayı ve bu örneğin analizlenmesini veya hastaya sıvı enjekte edilmesini içerir. Periferik damar yolu açılması, tüm sağlık çalışanlarınca uygulanan en temel girişimlerden biridir. Kan alma, enjeksiyon gibi deriye iğne veya katater yoluyla girilmesini gerektiren uygulamalar invaziv teknikler olarak adlandırılır. İnvaziv tekniklerde en sık rastlanılan sorun damar yolunun bulunamamasıdır. Özellikle küçük çocuklar, obezler ve kemoterapi almış hastalarda damarın hissedilme ve görülmesinin zor olması invaziv uygulamaları çok zorlaştırmaktadır. Bebekler ve küçük çocuklarda damar yolunun kolay bulunamaması çocuk ve sağlık çalışanı üzerinde stres ve psikolojik baskıya neden olmaktadır. Bu nedenle kan damarının yerini basit, etkili, hızlı ve verimli bir şekilde belirleyecek bir yönteme ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, içerisine sıcaklık duyarlı renklendirici katılmış polimer spreyin deriye dışarıdan püskürtülmesi ve daha sonra deri üzerinde hidrojel oluşturması ile damar ana hatlarının görüntülenmesi ve bu sayede invaziv uygulamaların kolaylaştırılması amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda, sağlık çalışanları tarafından günlük hayatta sıklıkla kullanılan invaziv uygulamalar için ucuz, taşınabilir ve kullanımı kolay bir damar görüntülme spreyinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu sprey içerisine termokromik mürekkep katılmış ve değişik molekül ağırlıklarında ve farklı oranlarda karıştırılmış biyouyumlu PEGDA polimerleri; hidrojen peroksit, demir (II) glukonat hidrat ve askorbik asit kullanılmıştır. Böylece meydana gelen redoks polimerizasyon ile in situ hidrojel elde edilmiştir. Elde edilen hidrojellerin optimizasyonu için sprey karışımına VCL eklenmiş ve hidrojelin şişme davranışlarının azaltılması hedeflenmiştir. Reometre ölçümleri ve nitel gözlemlerle ideal hidrojel belirlenmiş ve elde edilen tüm hidrojellerin viskoelastik davranışı ideal hidrojel ile karşılaştırılmıştır.
Çeşitli ağır metal iyonlarının tayini için modifiye edilmiş camsı karbon elektrotların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, Pb2+, Cd2+, Fe2+ iyonlarının tayini için kullanılabilecek bir sensör geliştirilmiştir. Bu amaçla GC elektrodun yüzeyi CV tekniği kullanılarak Boc-Trp-OH ile modifiye edilmiş ve modifiye yüzey, AFM, FTIR, Elipsometre, CV ve Elektrokimyasal İmpedans Spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan elektrodun Pb2+, Cd2+, Fe2+ iyonları için duyarlılığının belirlenmesi amacıyla, bu iyonları içeren çözeltilere eş zamanlı analizler yapılmıştır. Ölçüm yöntemi olarak kare dalga voltametrisinde, adsortif sıyırma voltametrisi kullanılmıştır. Ayrıca hazırlanan yüzeyin Pb2+, Cd2+, Fe2+ metallerine karşı seçiciliğinin çalışılması amacıyla Fe3+, Cu2+, Co2+, Hg2+ ve Ag+ iyonları varlığında ölçümler alınmıştır. Geliştirilen metot girişim yapan iyon içeren musluk suyunda Pb2+, Cd2+, Fe2+ iyonlarının tayini için uygulanmıştır.
Çeşitli ağır metal iyonlarının tayini için modifiye edilmiş camsı karbon elektrotların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, Pb2+, Cd2+, Fe2+ iyonlarının tayini için kullanılabilecek bir sensör geliştirilmiştir. Bu amaçla GC elektrodun yüzeyi CV tekniği kullanılarak Boc-Trp-OH ile modifiye edilmiş ve modifiye yüzey, AFM, FTIR, Elipsometre, CV ve Elektrokimyasal İmpedans Spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan elektrodun Pb2+, Cd2+, Fe2+ iyonları için duyarlılığının belirlenmesi amacıyla, bu iyonları içeren çözeltilere eş zamanlı analizler yapılmıştır. Ölçüm yöntemi olarak kare dalga voltametrisinde, adsortif sıyırma voltametrisi kullanılmıştır. Ayrıca hazırlanan yüzeyin Pb2+, Cd2+, Fe2+ metallerine karşı seçiciliğinin çalışılması amacıyla Fe3+, Cu2+, Co2+, Hg2+ ve Ag+ iyonları varlığında ölçümler alınmıştır. Geliştirilen metot girişim yapan iyon içeren musluk suyunda Pb2+, Cd2+, Fe2+ iyonlarının tayini için uygulanmıştır.
Çeşitli ağır metal iyonlarının tayini için modifiye edilmiş camsı karbon elektrotların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, Pb2+, Cd2+, Fe2+ iyonlarının tayini için kullanılabilecek bir sensör geliştirilmiştir. Bu amaçla GC elektrodun yüzeyi CV tekniği kullanılarak Boc-Trp-OH ile modifiye edilmiş ve modifiye yüzey, AFM, FTIR, Elipsometre, CV ve Elektrokimyasal İmpedans Spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan elektrodun Pb2+, Cd2+, Fe2+ iyonları için duyarlılığının belirlenmesi amacıyla, bu iyonları içeren çözeltilere eş zamanlı analizler yapılmıştır. Ölçüm yöntemi olarak kare dalga voltametrisinde, adsortif sıyırma voltametrisi kullanılmıştır. Ayrıca hazırlanan yüzeyin Pb2+, Cd2+, Fe2+ metallerine karşı seçiciliğinin çalışılması amacıyla Fe3+, Cu2+, Co2+, Hg2+ ve Ag+ iyonları varlığında ölçümler alınmıştır. Geliştirilen metot girişim yapan iyon içeren musluk suyunda Pb2+, Cd2+, Fe2+ iyonlarının tayini için uygulanmıştır.
Kobalt seçici sensörün akış enjeksiyon analiz sistemlerinde kullanımının araştırılması ve iskemi modifiye albümin (ima) tayini için uygulanması
İskemi, arterlerin kasılması veya tıkanması sonucu arterin beslediği bölgeye oksijen yetersizliğine sebep olan yetersiz kan sağlanması olarak tanımlanır Miyokardiyal iskeminin tanısında EKG bulguları yanında CK-MB, kardiyak troponinlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kardiyak iskemi veya kalp krizi tanısında kullanılan bu testler, AKS'nin hızlı tanı ve erken tedavisi için yetersiz kalmaktadır. İskemi meydana geldiğinde gerekli teşhis yapılamadığı durumlarda miyokard hasar görerek nekroz oluşmakta ve kalp krizi olarak adlandırılan durum meydana gelmektedir. Iskeminin teşhisi sırasında kan akımının reperfüzyonun sağlanması miyokard infarktüs oluşumuna engel olması açısında oldukça hayati bir önemi vardır. İMA serumda dakikalar içerisinde salınması ve pik değerine saatler içerisinde ulaşması nedeniyle diğer belirteçlere göre oldukça önemlidir. Bu sebeple tez çalışmamızda, İMA'nın tayini için 5-amino-3 metilisothizolehidroklorit iyonofor ile kaplanmış mikro büyüklükte katı kontak kobalt (II) iyon seçici sensör geliştirildi. Sabit ve akış ortamında yapılan ölçümlere göre kobalt sensörün potansiyel eğimi 30 ± 0,445 mV olarak ölçülmüştür. Doğrusal ölçüm yapabildiği 10-5 M ile 10-1M aralığında ki Co(NO3)2 çözeltisinde sabit ve hareketli ortam ölçümlerine göre sensörün tekrarlanabilirliği 10-5 M ile 10-1 M arasında olduğu tespit edildi. Kobalt (II) sensör, bovine serum albümin artan miktarlarına karşı artan pik alanı elde etmemize imkân sağladı. Sensör ile yapılan insan serum testlerine göre İMA teşhisi konulan kişilerin albüminlerin de meydana gelen hasar nedeni ile kobalt iyonuna bağlanma kabiliyetini azalmakta ve bu durumda taşıyıcı fazın derişimini çok az bir oranda azalmasına sebep oldu. Sağlıklı kişilerin albüminlerinde ise kobalt iyonuna bağlanma yeteneği yüksek olması sebebi ile taşıyıcı fazın derişiminde ciddi bir azalma meydana gelmektedir. Bu sonuçlara göre ortama İMA enjekte edildiğinde pik alanı ortalama 2,053 birim alan iken Sağlıklı Albümin enjekte edildiğinde pik alanı negatif yönde ortalama 5,643 birim alan olduğu tespit edildi.
Kobalt seçici sensörün akış enjeksiyon analiz sistemlerinde kullanımının araştırılması ve iskemi modifiye albümin (ima) tayini için uygulanması
İskemi, arterlerin kasılması veya tıkanması sonucu arterin beslediği bölgeye oksijen yetersizliğine sebep olan yetersiz kan sağlanması olarak tanımlanır Miyokardiyal iskeminin tanısında EKG bulguları yanında CK-MB, kardiyak troponinlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kardiyak iskemi veya kalp krizi tanısında kullanılan bu testler, AKS'nin hızlı tanı ve erken tedavisi için yetersiz kalmaktadır. İskemi meydana geldiğinde gerekli teşhis yapılamadığı durumlarda miyokard hasar görerek nekroz oluşmakta ve kalp krizi olarak adlandırılan durum meydana gelmektedir. Iskeminin teşhisi sırasında kan akımının reperfüzyonun sağlanması miyokard infarktüs oluşumuna engel olması açısında oldukça hayati bir önemi vardır. İMA serumda dakikalar içerisinde salınması ve pik değerine saatler içerisinde ulaşması nedeniyle diğer belirteçlere göre oldukça önemlidir. Bu sebeple tez çalışmamızda, İMA'nın tayini için 5-amino-3 metilisothizolehidroklorit iyonofor ile kaplanmış mikro büyüklükte katı kontak kobalt (II) iyon seçici sensör geliştirildi. Sabit ve akış ortamında yapılan ölçümlere göre kobalt sensörün potansiyel eğimi 30 ± 0,445 mV olarak ölçülmüştür. Doğrusal ölçüm yapabildiği 10-5 M ile 10-1M aralığında ki Co(NO3)2 çözeltisinde sabit ve hareketli ortam ölçümlerine göre sensörün tekrarlanabilirliği 10-5 M ile 10-1 M arasında olduğu tespit edildi. Kobalt (II) sensör, bovine serum albümin artan miktarlarına karşı artan pik alanı elde etmemize imkân sağladı. Sensör ile yapılan insan serum testlerine göre İMA teşhisi konulan kişilerin albüminlerin de meydana gelen hasar nedeni ile kobalt iyonuna bağlanma kabiliyetini azalmakta ve bu durumda taşıyıcı fazın derişimini çok az bir oranda azalmasına sebep oldu. Sağlıklı kişilerin albüminlerinde ise kobalt iyonuna bağlanma yeteneği yüksek olması sebebi ile taşıyıcı fazın derişiminde ciddi bir azalma meydana gelmektedir. Bu sonuçlara göre ortama İMA enjekte edildiğinde pik alanı ortalama 2,053 birim alan iken Sağlıklı Albümin enjekte edildiğinde pik alanı negatif yönde ortalama 5,643 birim alan olduğu tespit edildi.
Kobalt seçici sensörün akış enjeksiyon analiz sistemlerinde kullanımının araştırılması ve iskemi modifiye albümin (ima) tayini için uygulanması
İskemi, arterlerin kasılması veya tıkanması sonucu arterin beslediği bölgeye oksijen yetersizliğine sebep olan yetersiz kan sağlanması olarak tanımlanır Miyokardiyal iskeminin tanısında EKG bulguları yanında CK-MB, kardiyak troponinlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kardiyak iskemi veya kalp krizi tanısında kullanılan bu testler, AKS'nin hızlı tanı ve erken tedavisi için yetersiz kalmaktadır. İskemi meydana geldiğinde gerekli teşhis yapılamadığı durumlarda miyokard hasar görerek nekroz oluşmakta ve kalp krizi olarak adlandırılan durum meydana gelmektedir. Iskeminin teşhisi sırasında kan akımının reperfüzyonun sağlanması miyokard infarktüs oluşumuna engel olması açısında oldukça hayati bir önemi vardır. İMA serumda dakikalar içerisinde salınması ve pik değerine saatler içerisinde ulaşması nedeniyle diğer belirteçlere göre oldukça önemlidir. Bu sebeple tez çalışmamızda, İMA'nın tayini için 5-amino-3 metilisothizolehidroklorit iyonofor ile kaplanmış mikro büyüklükte katı kontak kobalt (II) iyon seçici sensör geliştirildi. Sabit ve akış ortamında yapılan ölçümlere göre kobalt sensörün potansiyel eğimi 30 ± 0,445 mV olarak ölçülmüştür. Doğrusal ölçüm yapabildiği 10-5 M ile 10-1M aralığında ki Co(NO3)2 çözeltisinde sabit ve hareketli ortam ölçümlerine göre sensörün tekrarlanabilirliği 10-5 M ile 10-1 M arasında olduğu tespit edildi. Kobalt (II) sensör, bovine serum albümin artan miktarlarına karşı artan pik alanı elde etmemize imkân sağladı. Sensör ile yapılan insan serum testlerine göre İMA teşhisi konulan kişilerin albüminlerin de meydana gelen hasar nedeni ile kobalt iyonuna bağlanma kabiliyetini azalmakta ve bu durumda taşıyıcı fazın derişimini çok az bir oranda azalmasına sebep oldu. Sağlıklı kişilerin albüminlerinde ise kobalt iyonuna bağlanma yeteneği yüksek olması sebebi ile taşıyıcı fazın derişiminde ciddi bir azalma meydana gelmektedir. Bu sonuçlara göre ortama İMA enjekte edildiğinde pik alanı ortalama 2,053 birim alan iken Sağlıklı Albümin enjekte edildiğinde pik alanı negatif yönde ortalama 5,643 birim alan olduğu tespit edildi.
Makro besin elementlerinin mikroorganizmalarla üretimi ve topraksız sera ortamında uygulamaları
Günümüzde hidroponik ekim tekneiklerine gösterilen rağbet gün geçtikçe artmaktadır. Bunun temel sebepleri; daha küçük bir alanda fazla sayıda bitki üretebilmek, kurak ve çorak bölgelerde bile hasat elde edebilmek, tamamen kontrol edilen koşullar altında üretimin sağlanması, hastalıkların izlenerek ortadan kaldılıması olarak sayılabilir. Ayrıca kapalı devirdaimli hidroponik sistemde su ve fertilizer korunmuş olur. Buna karşın topraklı sistemlerde su ve gübre kullanımının verimi oldukça düşüktür. Bununla beraber hidroponik ekim sistemlerinde en önemli faktör suya aktarılan besleyici maddelerin kalitesi ve miktarıdır. Fakat geleneksel hidroponik uygulamalarında genellikle inorganik gübreler kullanılmaktadır. Zira bazı organik maddeler burada fitotoksik etki yaparak bitki gelişimini önleyebilir. Halbuki kaynakların geri dönüşümü açısından organik ve biyolojik gübre kaynaklarının hidroponik kültürlerde kullanımı oldukça önemlidir. Bu çalışmada ise, esansiyel elementlerin organik maddelerden temini hedeflenmiştir. Bu amaçla azot fiksasyonu yapan ve fosfatı çözebilir hale getiren bazı mikroorganizmalar kullanılarak bitkilerin ihtiyacı olan azot ve fosfat elementleri kompost kaynaklı organik bileşenlerin işlenmesi ile elde edilmiştir. Bitkilerin potasyum ihtiyacı ise, odun külünden temin edilmiştir. Diğer yandan, kompost örnekleri yukarıda anlatılan mikroorganizmalar ile zengenleştirilmiştir. Bu şekilde hazırlanan kompost örnekleri içindeki azot ve fosfor formları potansiyometrik ve spektrofotometrik yöntemler ile ölçülmüştür. Potansiyometrik ölçümlerin yapılabilmesi için iyon seçici nitrat ve amonyum sensörleri hazırlanmıştır. Bitki yetiştirme deneyinin sonuçları değerlendirildiğinde domates bitkisinin mikroorganizma ilaveli kompostlar ile beslendiğinde oldukça iyi bir gelişim sergilediği görülmüştür.
Makro besin elementlerinin mikroorganizmalarla üretimi ve topraksız sera ortamında uygulamaları
Günümüzde hidroponik ekim tekneiklerine gösterilen rağbet gün geçtikçe artmaktadır. Bunun temel sebepleri; daha küçük bir alanda fazla sayıda bitki üretebilmek, kurak ve çorak bölgelerde bile hasat elde edebilmek, tamamen kontrol edilen koşullar altında üretimin sağlanması, hastalıkların izlenerek ortadan kaldılıması olarak sayılabilir. Ayrıca kapalı devirdaimli hidroponik sistemde su ve fertilizer korunmuş olur. Buna karşın topraklı sistemlerde su ve gübre kullanımının verimi oldukça düşüktür. Bununla beraber hidroponik ekim sistemlerinde en önemli faktör suya aktarılan besleyici maddelerin kalitesi ve miktarıdır. Fakat geleneksel hidroponik uygulamalarında genellikle inorganik gübreler kullanılmaktadır. Zira bazı organik maddeler burada fitotoksik etki yaparak bitki gelişimini önleyebilir. Halbuki kaynakların geri dönüşümü açısından organik ve biyolojik gübre kaynaklarının hidroponik kültürlerde kullanımı oldukça önemlidir. Bu çalışmada ise, esansiyel elementlerin organik maddelerden temini hedeflenmiştir. Bu amaçla azot fiksasyonu yapan ve fosfatı çözebilir hale getiren bazı mikroorganizmalar kullanılarak bitkilerin ihtiyacı olan azot ve fosfat elementleri kompost kaynaklı organik bileşenlerin işlenmesi ile elde edilmiştir. Bitkilerin potasyum ihtiyacı ise, odun külünden temin edilmiştir. Diğer yandan, kompost örnekleri yukarıda anlatılan mikroorganizmalar ile zengenleştirilmiştir. Bu şekilde hazırlanan kompost örnekleri içindeki azot ve fosfor formları potansiyometrik ve spektrofotometrik yöntemler ile ölçülmüştür. Potansiyometrik ölçümlerin yapılabilmesi için iyon seçici nitrat ve amonyum sensörleri hazırlanmıştır. Bitki yetiştirme deneyinin sonuçları değerlendirildiğinde domates bitkisinin mikroorganizma ilaveli kompostlar ile beslendiğinde oldukça iyi bir gelişim sergilediği görülmüştür.
Makro besin elementlerinin mikroorganizmalarla üretimi ve topraksız sera ortamında uygulamaları
Günümüzde hidroponik ekim tekneiklerine gösterilen rağbet gün geçtikçe artmaktadır. Bunun temel sebepleri; daha küçük bir alanda fazla sayıda bitki üretebilmek, kurak ve çorak bölgelerde bile hasat elde edebilmek, tamamen kontrol edilen koşullar altında üretimin sağlanması, hastalıkların izlenerek ortadan kaldılıması olarak sayılabilir. Ayrıca kapalı devirdaimli hidroponik sistemde su ve fertilizer korunmuş olur. Buna karşın topraklı sistemlerde su ve gübre kullanımının verimi oldukça düşüktür. Bununla beraber hidroponik ekim sistemlerinde en önemli faktör suya aktarılan besleyici maddelerin kalitesi ve miktarıdır. Fakat geleneksel hidroponik uygulamalarında genellikle inorganik gübreler kullanılmaktadır. Zira bazı organik maddeler burada fitotoksik etki yaparak bitki gelişimini önleyebilir. Halbuki kaynakların geri dönüşümü açısından organik ve biyolojik gübre kaynaklarının hidroponik kültürlerde kullanımı oldukça önemlidir. Bu çalışmada ise, esansiyel elementlerin organik maddelerden temini hedeflenmiştir. Bu amaçla azot fiksasyonu yapan ve fosfatı çözebilir hale getiren bazı mikroorganizmalar kullanılarak bitkilerin ihtiyacı olan azot ve fosfat elementleri kompost kaynaklı organik bileşenlerin işlenmesi ile elde edilmiştir. Bitkilerin potasyum ihtiyacı ise, odun külünden temin edilmiştir. Diğer yandan, kompost örnekleri yukarıda anlatılan mikroorganizmalar ile zengenleştirilmiştir. Bu şekilde hazırlanan kompost örnekleri içindeki azot ve fosfor formları potansiyometrik ve spektrofotometrik yöntemler ile ölçülmüştür. Potansiyometrik ölçümlerin yapılabilmesi için iyon seçici nitrat ve amonyum sensörleri hazırlanmıştır. Bitki yetiştirme deneyinin sonuçları değerlendirildiğinde domates bitkisinin mikroorganizma ilaveli kompostlar ile beslendiğinde oldukça iyi bir gelişim sergilediği görülmüştür.
Süper absorban polimer geliştirilmesi ve uygulamaları
Suyun etkin kullanımının bu denli önem kazandığı ve ileride daha da kazanacağı göz önüne alındığında; etkili sulama sistemine sahip, su kaybını önleyen ve içinde uygun tarımsal yöntemleri barındıran entegre bir sisteme ihtiyaç vardır. Bu amaçla super absorban polimerlerin (SAP) tarımsal uygulamalarda kullanımı büyük önem taşımaktadır. Bu malzemeler biyomühendislik, tıp, kozmetik ve tarımsal uygulamalar gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Tarım uygulamalarında kullanılan süper absorban polimerlerin çoğu poliakrilat bazlı hidrojellerdir. Bu yapıların en büyük dezavantajı tuza karşı düşük direnç göstermeleridir. Bu çalışmada süper absorban hidrojeller akrilik asit, akrilamid, karboksimetilselüloz and grafenoksit ile sulu sistemde başlatıcı olarak amonyumpersülfat kullanılarak hazırlandı. Ardından saf suda ve tuzlu çözeltilerde hazırlanan jellerin şişme oranları değerlendirildi. Hidrojellerin morfolojisi SEM (taramalı elektron mikroskobu) ile karakterize edildi. Grafenoksit tuz direncini arttırmaya katkıda bulunurken, hidrojele sağlam bir yapı kazandıran karboksimetilselüloz por büyüklüğünü de sabit tutmada hidrojele katkı sağlar. Hidrojel bileşenleri kolayca bulunabilir ve ticari olarak da çok düşük fiyatlara temin edilebilmektedir. Bu nedenlerle de grafenoksit bazlı hidrojeller tarımsal uygulamalar için gelecek vadetmektedir.
Süper absorban polimer geliştirilmesi ve uygulamaları
Suyun etkin kullanımının bu denli önem kazandığı ve ileride daha da kazanacağı göz önüne alındığında; etkili sulama sistemine sahip, su kaybını önleyen ve içinde uygun tarımsal yöntemleri barındıran entegre bir sisteme ihtiyaç vardır. Bu amaçla super absorban polimerlerin (SAP) tarımsal uygulamalarda kullanımı büyük önem taşımaktadır. Bu malzemeler biyomühendislik, tıp, kozmetik ve tarımsal uygulamalar gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Tarım uygulamalarında kullanılan süper absorban polimerlerin çoğu poliakrilat bazlı hidrojellerdir. Bu yapıların en büyük dezavantajı tuza karşı düşük direnç göstermeleridir. Bu çalışmada süper absorban hidrojeller akrilik asit, akrilamid, karboksimetilselüloz and grafenoksit ile sulu sistemde başlatıcı olarak amonyumpersülfat kullanılarak hazırlandı. Ardından saf suda ve tuzlu çözeltilerde hazırlanan jellerin şişme oranları değerlendirildi. Hidrojellerin morfolojisi SEM (taramalı elektron mikroskobu) ile karakterize edildi. Grafenoksit tuz direncini arttırmaya katkıda bulunurken, hidrojele sağlam bir yapı kazandıran karboksimetilselüloz por büyüklüğünü de sabit tutmada hidrojele katkı sağlar. Hidrojel bileşenleri kolayca bulunabilir ve ticari olarak da çok düşük fiyatlara temin edilebilmektedir. Bu nedenlerle de grafenoksit bazlı hidrojeller tarımsal uygulamalar için gelecek vadetmektedir.
Süper absorban polimer geliştirilmesi ve uygulamaları
Suyun etkin kullanımının bu denli önem kazandığı ve ileride daha da kazanacağı göz önüne alındığında; etkili sulama sistemine sahip, su kaybını önleyen ve içinde uygun tarımsal yöntemleri barındıran entegre bir sisteme ihtiyaç vardır. Bu amaçla super absorban polimerlerin (SAP) tarımsal uygulamalarda kullanımı büyük önem taşımaktadır. Bu malzemeler biyomühendislik, tıp, kozmetik ve tarımsal uygulamalar gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Tarım uygulamalarında kullanılan süper absorban polimerlerin çoğu poliakrilat bazlı hidrojellerdir. Bu yapıların en büyük dezavantajı tuza karşı düşük direnç göstermeleridir. Bu çalışmada süper absorban hidrojeller akrilik asit, akrilamid, karboksimetilselüloz and grafenoksit ile sulu sistemde başlatıcı olarak amonyumpersülfat kullanılarak hazırlandı. Ardından saf suda ve tuzlu çözeltilerde hazırlanan jellerin şişme oranları değerlendirildi. Hidrojellerin morfolojisi SEM (taramalı elektron mikroskobu) ile karakterize edildi. Grafenoksit tuz direncini arttırmaya katkıda bulunurken, hidrojele sağlam bir yapı kazandıran karboksimetilselüloz por büyüklüğünü de sabit tutmada hidrojele katkı sağlar. Hidrojel bileşenleri kolayca bulunabilir ve ticari olarak da çok düşük fiyatlara temin edilebilmektedir. Bu nedenlerle de grafenoksit bazlı hidrojeller tarımsal uygulamalar için gelecek vadetmektedir.
Fe(II) ve Fe(III)- seçici potansiyometrik sensörlerin geliştirilmesi ve uygulamaları
Demir canlı organizmalar için önemli bir mineraldir; okyanuslar, yüzeysel sular ve asit maden drenajları gibi yerlerde bulunur. Demir konsantrasyonunun tayini insan sağlığı ve çevre için önemlidir. Genellikle toplam çözünen demir miktarı indüktif olarak eşleşmiş plazma kütle spektrometre ve kolorimetrik yöntemle analiz edilmektedir. Fakat bu metotlar zaman alıcıdır ve pahalı cihaz, örneklerin ön işlemden geçirilmesi, uzmanlar tarafından uygulanması gerekmektedir. Fe+2 konsantrasyonunun doğrudan belirlenmesi mümkün değildir. Sonuç olarak; çözünen demir miktarı tayinini hızlı ve doğru yapabilen taşınabilir, ucuz cihazlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada demir(II) ve demir(III) iyonlarının özellikle çevresel örneklerde doğrudan tayini için etkili ve ekonomik bir yöntem geliştirilmiştir. Son yıllarda kullanılan metotlarda, demir(III) iyonları ölçüldükten sonra demir(II) iyonları demir(III) iyonlarına yükseltgenmektedir. Daha sonra, demir(III) iyonları tekrar ölçülerek toplam demir elde edilir ya da bunun tam tersi yapılmaktadır. Burada, tümüyle katı hal teknolojisi temelli minyatür hale getirilmiş polivinil klorür (PVC) membran demir(II) ve demir(III)-seçici potansiyometrik elektrotlar geliştirildi. 2-Siyanometil N-metil-N-fenil ditiyokarbamat demir(II)-seçici sensörün yapılmasında iyonofor olarak kullanılırken, morin-Fe+2 Schiff-baz kompleksi demir (III)-seçici sensör için kullanılmıştır. Daha sonra, pH, seçicilik, cevap zamanı, tayin sınırı, hassaslık gibi geliştirilen sensörlerin karakteristik özellikleri araştırılmıştır. Sensörler demir iyonlarına karşı yüksek seçicilik göstermiştir ve cevap zamanları kısadır. Ayrıca, geliştirilen sensörler çevresel örneklerde uygulanmış, sonuçlar referans metotlarla karşılaştırılmıştır. Fe(II) ve Fe(III)-seçici sensörlerin geliştirilmesi ile kompleks çevresel örneklerde demirin hızlı, ucuz, yerinde analizi mümkün hale gelmiştir.
Süt endüstrisinde gıda güvenliği ve kalitesinin arttırılması amacıyla pH, toplam asitide ve yağ miktarının hızlı ve ekonomik tayini için otoanalizör cihaz geliştirilmesi
Çalışmada; sütte toplam asitlik ve pH' ın eşzamanlı ölçümü için yeni bir yöntem tarif edilmektedir. Üç farklı kompozisyonda ve farklı şekillerde hazırlanan kompozit pH elektrot test edildi. pH elektrotların potansiyometrik performans özellikleri bilgisayar kontrollü çok kanallı potansiyometre sistemi kullanılarak incelendi. En iyi potansiyometrik performans %12.50 işlem görmüş trimetilhidrokinon, %12.50 işlem görmemiş trimetilhidrokinon, %25 grafit ve %50 polimetil metakrilat birleştirerek hazırlanan pH elektrottan elde edildi. pH ve referans elektrot için sıralı enjeksiyon analiz sistemde kullanılmak üzere akış hücresi tasarlandı. Özellikle total asitlik tayininde etkinliği artırmak için, üç farklı mini-kolon sıralı enjeksiyon analiz sistemde akış yoluna uygulandı. Toplam asitlik, pH ve yağ analizi ölçümlerinin optimizasyonunda, mobil faz konsantrasyonu, enjeksiyon hacmi, taşıyıcı faz akış hızı, minyatür kolonun uzunluğu, akış yolunun uzunluğu gibi bazı temel parametreler incelendi. Akış sistemine uygun tasarlanan mini bütirometre sisteme entegre edildi. Geliştirilen sıralı enjeksiyon analiz sistemi, toplam asitlik, pH ve sütte yağ analizleri için farklı süt örneklerine uygulandı. Elde edilen tüm sonuçlar SPSS programı yardımıyla analiz edildi. Geliştirilen yöntemle süt örneklerinden elde edilen sonuçlar klasik titrasyon yöntemi ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Birbirleri ile uyumlu olduğu bulundu. Süt örneklerinden elde edilen pH sonuçları ve ticari bir cam pH elektrotu ile elde edilen sonuçlar kıyaslandığında anlamlı bir fark gözlenmedi. Süt örneklerinden elde edilen yağ oranı sonuçları Gerber yöntemiyle tekrarlandı. Tüm sonuçların birbiri ile uyumlu olduğu tespit edildi. Geliştirilen yöntemle elde edilen veriler, pH, toplam asitlik ve yağ oranı tayinlerini ekonomik, hızlı ve doğru bir şekilde düşük hacimli süt örneklerinde eşzamanlı olarak ölçülebileceğini ve geleneksel yöntemlerin yerine kullanılabilme potansiyeli olduğunu göstermektedir.
Mikroalgal büyümenin nitrat sensörüyle takibi
Mikroalgler yeni nesil hammadde kaynakları olup, özellikle son yıllarda küresel ısınma ve asit yağmurları gibi çevresel sorunlara neden olan fosil kaynaklara alternatif olarak biyodizel, biyoetanol ve biyochar gibi çeşitli biyoyakıtların eldesinde kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca mikroalgler, içerdikleri değerli biyoaktifler sayesinde; ilaç, gıda, yem ve kozmetik gibi farklı alanlarda da değerendirilmektedirler. Mikroalgler sadece uygun koşullarda büyüyebilen mikroorganizmalardır. Mikroalglerin yetiştirilmesinde pH, sıcaklık, ışık şiddeti, nutrient solusyonundaki makro (azot, fosfor, karbon) mikro (kalsiyum, demir, silika, kükürt, kalsiyum, magnezyum, sodyum, potasyum ve klor, bazı vitaminler ve iz elementler) elementlerin oranları önemli parametrelerdir. Bu parametrelerin hassas takibi çok önemlidir. Son yıllarda bu parametrelerin büyümeyle eş zamanlı olarak hassas takibi için özel olarak cihazlar ve sensörlerin geliştirilmesi üzerine çalışılmaktadır. Chlorella minutissima bir mikroalg türüdür. Chlorella minutissima hızlı bir büyüme oranına sahip ökaryotik hücreli bir alg olup, özellikle yağ içeriğinin yüksekliğinden dolayı biyodizel başta olmak üzere, biyoetanol gibi farklı tipteki biyoyakıtlarında üretiminde değerlendirilmektedir. Bu tez çalışmasında, Chlorella minutissima türü mikroalgin biyokütle verimi üzerine nitrat, karbonat ve fosfat miktarının etkisi Box behnken tasarım metotu kullanılarak istatistiksel olarak incelenmiş ve mikroalgin en yüksek biyokütle verimi için optimum koşullar belirlenmiştir. Bu çalışma için özel olarak iyon seçici potansiyometrik nitrat sensörü üretilmiş ve böylece çalışmada mikroalg üretimi boyunca nutrient solüsyonundaki nitrat konsantrasyonundaki değişim hassas olarak ölçülerek gerçek zamanlı olarak takip edilmiştir. Ayrıca mikroalg büyümesi boyunca pH, sıcaklık, çözünmüş oksijen, tuzluluk, iletkenlik, direnç ve toplam çözünmüş katı madde ölçümüde yapılmış ve mikroalg büyümesiyle bu değerlerin değişimi birbiriyle ilişkili olarak yorumlanmıştır. Mikroalg biyokütle veriminin nitrat, karbonat ve fosfat miktarındaki artışla arttığı görülmüştür. Ayrıca mikroalg büyürken besin solusyonundaki nitrat konsantrasyonunun azaldığı, toplam katı madde, iletkenlik, tuzluluk, çözünmüş oksijen değerlerinin zamanla azaldığı ve direnç değerinin ise arttığı görülmüştür.
Mikroalgal büyümenin nitrat sensörüyle takibi
Mikroalgler yeni nesil hammadde kaynakları olup, özellikle son yıllarda küresel ısınma ve asit yağmurları gibi çevresel sorunlara neden olan fosil kaynaklara alternatif olarak biyodizel, biyoetanol ve biyochar gibi çeşitli biyoyakıtların eldesinde kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca mikroalgler, içerdikleri değerli biyoaktifler sayesinde; ilaç, gıda, yem ve kozmetik gibi farklı alanlarda da değerendirilmektedirler. Mikroalgler sadece uygun koşullarda büyüyebilen mikroorganizmalardır. Mikroalglerin yetiştirilmesinde pH, sıcaklık, ışık şiddeti, nutrient solusyonundaki makro (azot, fosfor, karbon) mikro (kalsiyum, demir, silika, kükürt, kalsiyum, magnezyum, sodyum, potasyum ve klor, bazı vitaminler ve iz elementler) elementlerin oranları önemli parametrelerdir. Bu parametrelerin hassas takibi çok önemlidir. Son yıllarda bu parametrelerin büyümeyle eş zamanlı olarak hassas takibi için özel olarak cihazlar ve sensörlerin geliştirilmesi üzerine çalışılmaktadır. Chlorella minutissima bir mikroalg türüdür. Chlorella minutissima hızlı bir büyüme oranına sahip ökaryotik hücreli bir alg olup, özellikle yağ içeriğinin yüksekliğinden dolayı biyodizel başta olmak üzere, biyoetanol gibi farklı tipteki biyoyakıtlarında üretiminde değerlendirilmektedir. Bu tez çalışmasında, Chlorella minutissima türü mikroalgin biyokütle verimi üzerine nitrat, karbonat ve fosfat miktarının etkisi Box behnken tasarım metotu kullanılarak istatistiksel olarak incelenmiş ve mikroalgin en yüksek biyokütle verimi için optimum koşullar belirlenmiştir. Bu çalışma için özel olarak iyon seçici potansiyometrik nitrat sensörü üretilmiş ve böylece çalışmada mikroalg üretimi boyunca nutrient solüsyonundaki nitrat konsantrasyonundaki değişim hassas olarak ölçülerek gerçek zamanlı olarak takip edilmiştir. Ayrıca mikroalg büyümesi boyunca pH, sıcaklık, çözünmüş oksijen, tuzluluk, iletkenlik, direnç ve toplam çözünmüş katı madde ölçümüde yapılmış ve mikroalg büyümesiyle bu değerlerin değişimi birbiriyle ilişkili olarak yorumlanmıştır. Mikroalg biyokütle veriminin nitrat, karbonat ve fosfat miktarındaki artışla arttığı görülmüştür. Ayrıca mikroalg büyürken besin solusyonundaki nitrat konsantrasyonunun azaldığı, toplam katı madde, iletkenlik, tuzluluk, çözünmüş oksijen değerlerinin zamanla azaldığı ve direnç değerinin ise arttığı görülmüştür.
Mikroalgal büyümenin nitrat sensörüyle takibi
Mikroalgler yeni nesil hammadde kaynakları olup, özellikle son yıllarda küresel ısınma ve asit yağmurları gibi çevresel sorunlara neden olan fosil kaynaklara alternatif olarak biyodizel, biyoetanol ve biyochar gibi çeşitli biyoyakıtların eldesinde kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca mikroalgler, içerdikleri değerli biyoaktifler sayesinde; ilaç, gıda, yem ve kozmetik gibi farklı alanlarda da değerendirilmektedirler. Mikroalgler sadece uygun koşullarda büyüyebilen mikroorganizmalardır. Mikroalglerin yetiştirilmesinde pH, sıcaklık, ışık şiddeti, nutrient solusyonundaki makro (azot, fosfor, karbon) mikro (kalsiyum, demir, silika, kükürt, kalsiyum, magnezyum, sodyum, potasyum ve klor, bazı vitaminler ve iz elementler) elementlerin oranları önemli parametrelerdir. Bu parametrelerin hassas takibi çok önemlidir. Son yıllarda bu parametrelerin büyümeyle eş zamanlı olarak hassas takibi için özel olarak cihazlar ve sensörlerin geliştirilmesi üzerine çalışılmaktadır. Chlorella minutissima bir mikroalg türüdür. Chlorella minutissima hızlı bir büyüme oranına sahip ökaryotik hücreli bir alg olup, özellikle yağ içeriğinin yüksekliğinden dolayı biyodizel başta olmak üzere, biyoetanol gibi farklı tipteki biyoyakıtlarında üretiminde değerlendirilmektedir. Bu tez çalışmasında, Chlorella minutissima türü mikroalgin biyokütle verimi üzerine nitrat, karbonat ve fosfat miktarının etkisi Box behnken tasarım metotu kullanılarak istatistiksel olarak incelenmiş ve mikroalgin en yüksek biyokütle verimi için optimum koşullar belirlenmiştir. Bu çalışma için özel olarak iyon seçici potansiyometrik nitrat sensörü üretilmiş ve böylece çalışmada mikroalg üretimi boyunca nutrient solüsyonundaki nitrat konsantrasyonundaki değişim hassas olarak ölçülerek gerçek zamanlı olarak takip edilmiştir. Ayrıca mikroalg büyümesi boyunca pH, sıcaklık, çözünmüş oksijen, tuzluluk, iletkenlik, direnç ve toplam çözünmüş katı madde ölçümüde yapılmış ve mikroalg büyümesiyle bu değerlerin değişimi birbiriyle ilişkili olarak yorumlanmıştır. Mikroalg biyokütle veriminin nitrat, karbonat ve fosfat miktarındaki artışla arttığı görülmüştür. Ayrıca mikroalg büyürken besin solusyonundaki nitrat konsantrasyonunun azaldığı, toplam katı madde, iletkenlik, tuzluluk, çözünmüş oksijen değerlerinin zamanla azaldığı ve direnç değerinin ise arttığı görülmüştür.