Antibakteriyel aktivite
Bu konu başlığı altında 70 tez
Salmonella spp. 'nin çevreyi algılama sistemi ve virülans özelliklerine çeşitli bitki ekstraktlarının etkilerinin incelenmesi
Bakterilerde çevreyi algılama sistemini (Quorum Sensing; QS) inhibe etmek antimikrobiyal direnç gelişimiyle mücadelede güncel yaklaşımlardan birisidir. Bu çalışmada Trakya bölgesinde gastrointestinal rahatsızlıklarda kullanılan bitkilerden tetra, kızılcık, papatya, ebegümeci, sinir otu kullanılmıştır. Bunlardan antimikrobiyal etkinliği daha düşük saptanan tetra ve kızılcık ekstraktlarının Salmonella spp.'nin QS sistemi ve QS ilişkili virülans özelliklerinden biyofilm, motilite özelliklerine etkinlikleri gıdalardan izole edilmiş farklı Salmonella serotiplerinde (S. Hadar, S. Typhimurium, S. Anatum, S. İnfantis, standart S. Typhimurium ATCC 14028) değerlendirilmiştir. Ekstraktların QS sistemine etkinliğinin değerlendirilmesinde AI-2 moleküllerini tespit edebilen, hızlı ve ekonomik kolorimetrik bir yöntem ilk kez kullanılmıştır. Kızılcık (5mg/ml) ve tetra (1mg/ml) ekstraktlarının subMIK (≤1/16 MIK) konsantrasyonlarda, serotiplerde değişen oranlarda QS inhibisyonunda (%16-%35), gıda matrisinde biyofilm oluşumu inhibisyonunda (mikroplakta biyofilm tetra- tavuk suyu %88, kızılcık-marul suyu %78; çelik kuponda tetra-marul suyu %99, kızılcık-tavuk suyu %86), çelik kupondan gıdaya bulaşın (tetra-tavuk eti ve marula bulaş %95; kızılcık-et %86, kızılcık-marul %79) ve motilitenin (swimming: tetra ve kızılcık %87; swarming: tetra %92, kızılcık %94) inhibisyonunda etkili olduğu saptanmıştır. Moleküler yerleştirme analizi ile ekstraktlardaki fenolik bileşiklerin Salmonella serotiplerinde LsrB reseptörüne (tetra: phlorizin ve propilgallat) ve LuxS enzimine (kızılcık: isorhamnetin, tetra: propilgallat), AI-2 ve S-ribozilhomosistein substratlarından daha yüksek bir afinite ile bağlanarak QS sisteminin inhibisyonunda etkili olabileceği gösterilmiştir. Kızılcık ve tetranın bu özellikleri ile sürdürülebilir gıda ambalaj üretimi, fonksiyonel gıda, gıda koruyucu, hijyen uygulamalarında etken madde olarak güvenli kullanılabilme potansiyelleri olabileceği anlaşılmaktadır. Anahtar Kelimeler: Etnobotanik Bitkiler, Salmonella, Quorum Sensing, Quorum Sensing İnhibisyonu, Biyofilm, Motilite, Gıdada Quorum Sensing.
Tiyofen benzhidrazon içeren rutenyum aren komplekslerinin elektronik ve geometrik özelliklerinin kuantum kimyasal incelemesi
Bu çalışmada tiyofen benzhidrozon içeren rutenyum aren komplekslerinin elektronik ve geometrik özelliklerinin kuantum kimyasal incelemesi yapılmıştır. Bu bileşiklerin antioksidan ve antibakteriyel aktivite gösterme potansiyeli bulunmaktadır. Aynı zamanda organometalik rutenyum aren kompleksleri son zamanlarda anti- kanser özelliklerinden dolayı araştırmacılar tarafından çalışılmaktadır. Biyolojik ve farmakolojik öneminden dolayı çalışmada bu bileşikler ele alınmıştır. Kuantum kimyasal hesaplamalar Gaussian 09 paket programı kullanılarak B3LYP metodu ve 6-31G temel seti kullanılarak gerçekleştirilmiş ve reaktivite parametreleri de aynı yöntemle belirlenmiştir. Literatürde belirtilen komplekslerin optimizasyonu yapılarak kararlı halleri belirlenmiştir
Ceviz ve kereviz ekstraktlarının antimikrobiyal etkisinin ın vitro ortamda incelenmesi
Gıda ürünlerindeki bozulmaların önemli bir kısmı mikrobiyal kaynaklıdır. Mikroorganizmaların kontrolü, hem işlenmiş son üründe hem de hasat öncesi ve sonrası hammaddede yol açabilecekleri sorunlar nedeniyle gıda sektöründe önem arz etmektedir. Gıda güvencesi ve güvenliği açısından bu mikroorganizmaların etkin bir şekilde inhibe edilmesi gerekmektedir. Antimikrobiyal maddeler gıdalarda mikroorganizmaların kontrolü için uzun yıllardan beri kullanılmaktadır. Bu maddeler doğal veya sentetik kaynaklı olabilmektedir. Son yıllarda ise çevre ve sağlık alanlarında artan tüketici farkındalığıyla birlikte, sentetik katkı maddelerinin gıda ürünlerinde kullanımı ciddi bir tartışma konusudur. Aynı zamanda son yıllarda dünya çapında önemli bir sorun olarak nitelendirilen antimikrobiyal direnci de yeni antimikrobiyal maddelerin araştırılmasına zemin oluşturmuştur. Bu katkı maddelerinden bitkilerden elde edilen esansiyel yağlar ve bitki ekstraktları, doğal antimikrobiyaller arasında önemli yer tutmaktadır. Bu tez çalışmasında kereviz ve cevizin antimikrobiyal etkisi in vitro ortamda incelenmiştir. Kerevizin sap ve yaprakları, cevizin ise yeşil dış kabuğu ekstrakt eldesinde kullanılmıştır. Ekstraktlar, metanol ve metanol/su (50:50, v/v) solventleri kullanılarak ve ultrason destekli solvent ekstraksiyon yöntemiyle, hidrosoller ise hidrodistilasyon yöntemiyle elde edilmiştir. Antimikrobiyal etkinin belirlenmesinde, disk difüzyon ve mikrodilusyon yöntemleri kullanılmıştır. Antimikrobiyal etkinin incelendiği mikroorganizmalar ise Escherichia coli ATTC 25922, Staphylococcus aureus ATTC 25923 bakterileri ile Candida albicans ATCC 10231, Candida albicans ATCC 36802, Candida krusei KUEN 1001 ve Candida krusei 6258 mayalarıdır. Ceviz ekstraktları ve kerevizin metanol-su ekstraktının en yüksek antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu görülmüştür. Her iki yöntem sonucunda da bitkisel ekstraktların farklı seviyelerde antimikrobiyal etkisinin olduğu gözlenmiştir.
Metal ve karbon tabanlı nanomalzemelerin in vitro koşullarda antibakteriyel etkisinin belirlenmesi
Otitis media tedavisinde kulak zarına implante edilen basınç eşitleme tüpleri (BET) kulak boşluğunu havalandırmak ve biriken sıvıları uzaklaştırmak amacıyla kullanılmaktadır. Ancak zamanla BET yüzeylerinde otopatojenik bakteriler tarafından bakteriyel adhezyon ve biyofilm oluşumu görülmektedir. Bu çalışmada bakteriyel biyofilm oluşumunu engelleyebileceği düşünülen BET yüzeylerine yapılacak metal ve karbon tabanlı nanomalzeme kaplamalarının in vitro koşullarda antibakteriyel aktiviteleri incelenmiştir. Silikon pulcuklara kaplanan nikel oksit, çinko oksit, silisyum dioksit ve grafen oksit (GO), indirgenmiş grafen oksit (rGO), GO nanoribbon, rGO nanoribbon nanomalzemelerinin %0,1, %0,3 ve %0,5'lik konsantrasyonlarının Pseudomonas aeruginosa ATCC 19142 ve Staphylococcus aureus ATCC 25923 test bakterileri üzerindeki antibakteriyel aktiviteleri agar disk difüzyon yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Silikon pulcuklara kaplanan metal tabanlı nanomalzemelerin her iki test bakterisinde de büyümeyi azalttığı, buna karşılık karbon tabanlı nanomalzemelerin her hangi bir antibakteriyel etkisinin olmadığı gözlenmiştir. Çalışmamızda ayrıca metal ve karbon tabanlı nanomalzemelerin %0,5, %1 ve %1,5'luk konsantrasyonlarını içeren süspansiyonların antibakteriyel aktiviteleri agar disk difüzyon ve agar kuyucuk difüzyon yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Metal tabanlı nanomalzemelerin her iki test bakterisinde agar kuyucuk difüzyon yönteminde yüksek antibakteriyel etkinliği gözlenirken, karbon tabanlı nanomalzemelerin her iki yöntemde ve her iki test bakterisi üzerinde antibakteriyel aktivitesi olmadığı görülmüştür. Floroplastik BET'lerde in vitro biyofilm oluşumunun kantitatif ölçümünün optimizasyonu çalışmalarında en iyi sonuçlar P.aeruginosa için 10⁷ kob/ml, S.aureus için ise 10⁸ kob/ml bakteri içeren başlangıç inokülümün kullanımı ve 4 günlük inkübasyon süresi sonucunda alınmıştır. Ayrıca santrifüj, ultrasonikasyon ve vorteksin arka arkaya kullanıldığı metot, BET yüzeylerinden biyofilmin kaldırılması için en iyi metot olarak belirlenmiştir.
Bakır/gümüş/çinko oksit (CuAg/ZnO) partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz yöntemiyle üretimi
Çağımızın en gözde teknolojilerinden biri olan nanoteknoloji, malzemelerin yapısında atomik boyuta inmemizi ve nanobilim ile farklı özelliklerin tanımlanmasını ve elde edilmesini sağlamaktadır. Özellikle son dönemde yapılan çalışmalar ile insanoğlunun hayatında tekstil, uzay/havacılık endüstrisi, enerji, elektrik/elektronik, yapı ve inşaat, kimya, tıp, çevre ve gıda gibi birçok alanda devrim niteliğinde değişikler sağlayan nanoteknoloji bunu malzemelerin özelliklerine ve fonksiyonlarına atomik boyutta müdahale etme yetisine borçludur. Dünyada gün geçtikçe artış gösteren bir pazara sahip olan naoteknoloji, ülkemizde bireysel çalışmalar ile birlikte devlet katkılı (Kalkınma Ajansı, Tübitak) destekler ile adım adım gelişim göstermektedir. Önümüzdeki yıllarda bu pazarın daha da genişleyerek artması beklenmektedir. Nanopartiküller, ince filmler, nanokompozitler, yarıiletkenler, ileri teknoloji seramik ve polimerler ülkemizde üzerine en çok çalışılan nanoteknoloji uygulama alanlarındandır. 100 nm ve altı skalasında bulunan partikül ve malzemeler nano yapıda bulunmaktadırlar. Nano ölçekte partiküller, makro boyutta partiküllerin tabii olduğu klasik fizik kuralları çerçevesinde değil, kuantum mekaniği kuralları çerçevesinde incelenmektedir. Manyetik, elektronik ve optik gibi birçok özellik bu sayede nano ölçekteki partiküller arasındaki bağların kolayca değişimiyle farklılık gösterebilmektedir. Nanopartiküllerin/malzemelerin üretiminde yukarıdan aşağıya ve aşağıdan yukarıya olmak üzere iki temel yaklaşım bulunmaktadır. Yukarıdan aşağıya yaklaşımında; hacimsel malzemelere mekanik etki uygulanarak malzemeyi nano boyutlara indirgemek esas alınırken, aşağıdan yukarıya yaklaşımında ise atom veya moleküllerden nano boyutlu yapılara ulaşmak temel hedeftir. Bu iki yaklaşım, birden fazla üretim yöntemini kapsamaktadır. Ultrasonik Sprey Piroliz (USP) yöntemi, aşağıdan yukarıya yaklaşımı başlığı altında bulunan bir üretim yöntemidir. Kontinu bir üretim yöntemi olması, multifonksiyonel uygulamalara elverişliliği ve nihai ürün oluşumunda ekonomik açıdan düşük maliyetler gerektirmesi USP üretim yönteminin başlıca avantajlarındandır. USP üretim yöntemi, yüksek saflıkta, dar boyut aralığında, homojen bileşimde, küresel morfolojide ve aglomere olmamış nihai metalik, intermetalik, seramik ve kompozit yapılardaki nanopartiküllerin üretimini sağlamaktadır. Endüstriyel üretime de elverişli olan USP yöntemi; bir reaktörün içinde atomize edilen çözeltinin damlacıklarının kuruması, damlacıkların büzülmesi, termal parçalanma ve redüksiyon, son olarak nihai ürünün sentezlenmesi olmak üzere 4 temel adımdan oluşmaktadır. Aerosol oluşumu adımı üretim sürecinin başlangıç adımı olup büyük bir öneme sahiptir. Bu adımda atomizör içerisinde bulunan çözelti piezoelektrik seramik dönüştürücülerin sağladığı ultrasonik ses dalgaları aracılığıyla aerosol haline geçer. Aerosol formu, termal tepkimelerin yaşandığı fırın ortamına taşınır. Çözeltideki metal için uygun tepkime sıcaklıklarında redüklenme gerçekleşir ve nihai ürün elverişli sıvı içerisinde toplanır. Son yıllarda özellikle günlük hayatımız ve toplu yaşama alanlarında antifungal ve antibakteriyel uygulamalar konusu üzerine bir çok araştırma ve inceleme yapılmaktadır. İnsan sağlığını olumsuz etkileyen bu organizmalara (Bakteri ve Fungiler) karşı özellikle gümüş ve bakır metal iyonlarının etkisi tartışmasız odak noktası olmuştur. Gümüş ve bakır, özellikle bakteri ve fungilerin büyümesini engellemede, onları öldürmede oldukça etkili olduğu bilinen antibakteriyel ve antifungal özelliğe sahip metallerin başında gelmektedirler. Çok eski yıllardan beri gemilerin alt kısmındaki yosunların oluşumunu engellemek için kullanıldığı bilinen bakır, günümüzde özellikle medikal ve tekstil sektöründe mikrobiyal gelişimi önlemek için kullanılmaktadır. Gümüş ise yine benzer özelliklerinden dolayı, tekstil ürünleri, tıbbi cihazlar, ev-elektrik aletleri, kozmetik, spor ürünleri ve metal ve polimer gibi yüzey kaplama alanlarında antibakteriyel ajan olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Bakır ve Gümüş'ün yanında çinko oksit, n-tipi yarı iletken oksit olması, fotokatalitik, termal ve kimyasal kararlılık ve antibakteriyel özelliklerinden dolayı (Ag'e iyi alternatif olması nedeniyle) elektronik sektörü, kimya sanayi, kozmetik ve tekstil endüstrisinde geniş kullanım bulmaktadır. Gümüş iyonları bakterinin içine doğru difüze olur ve burada bakterinin enzimiyle reaksiyona girerek enzime bağlanır. Bu şekilde bakterilerin büyümesi ve çoğalması engellenmiş olur. Yine buna benzer şekilde bakır iyonlarının, mantar ve bakterilerin hücre duvarlarına saldırmasıyla da bu etki sağlanabilir. Bu olumsuz etkiler göz önünde bulundurulduğunda bakteri ve mantar etkilerini kontrol etmek ve bu etkileri incelemek ihtiyacının olduğu açıktır. Bu nedenle bakır ve gümüş nano partiküllerinin kullanılmasıyla geliştirilmiş antimikrobiyel yüzeyleri elde etmek için bir çok yaklaşım öne sürülmüştür. Bu çalışmada; yüksek safiyetteki metal tuzlarının çözeltilerinden hareketle küresel morfolojiye sahip, gümüş oranı REACH (Registration, Evaulation, Restriction and Authorisation of Chemicals, EC1907/2006) yönetmeliği çerçevesinde gümüşü azaltılmış CuAg/ZnO nanokompozit partiküllerinin Ultrasonik Sprey Piroliz ve Hidrojen Redüksiyonu (USP-HR) yöntemi ile tek adımda nano boyutta üretimi ve yapısal karakterizasyon çalışmaları ile birlikte antifungal ve antibakteriyel özelliklerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Deneysel çalışmalarda, CuAg/ZnO nanokompozit partiküllerinin üretimi için başlangıç çözeltisinin hazırlanmasında yüksek safiyette gümüş nitrat (AgNO3), bakır nitrat [Cu(NO3)2.3H2O] ve çinko nitrat [Zn(NO3)2.7H2O] tuzları kullanılmıştır. Partikül boyutu üzerinde etkin olan farklı konsantrasyonlardaki Bakır-Gümüş-Çinko nitrat başlangıç çözeltileri, saf su kullanılarak hazırlanmıştır. Sıcaklık, çözeltilerdeki bileşenlerin molar oranları ve sıcaklık parametresi değiştirilerek 4 farklı grupta toplanmak üzere toplamda 14 adet numune elde edilmiştir. Üretilen tozların toplandığı toplama (gaz yıkama) şişelerinde %99,9 safiyette etanol (C2H5OH) kullanılmıştır. Üretilen nanokompozit partiküllerinin faz analizleri için X-ışınları difraktometresi (XRD), boyut ve morfolojilerinin tespit edilmesi için taramalı elektron mikroskobu (SEM), partiküllerin içerdiği elementlerin oranlarını belirlemek için ise enerji dağılım spektroskopisi (EDS) kullanılmıştır. Üretilen CuAg/ZnO nanokompozit partiküllerinin küresel morfolojide birincil ve ikincil partiküllerden oluştuğu SEM incelemeleri sonucunda belirlenmiş olup, EDS analizleri sonucunda yapının Cu, Ag ve O'den oluştuğu tespit edilmiştir. Yapılan XRD faz analizleri sonucunda elde edilen XRD paternlerinden nanokompozit partiküllerin yapısında Ag, Cu ve ZnO fazları tespit edilmiştir. XRD ve SEM analizleri sonucunda Ag, Cu ve ZnO kristalin yapılarının kompozit partikülleri içerisinde bulunabilmesi için USP-HR tekniğinde redüksiyon sıcaklığı 600 oC olarak belirlenmiş ve çözeltideki Zn2+ içeriğinin arttırılmasının uygun olacağı belirlenmiştir. Antibakteriyel aktivite açısından CuAg/ZnO nanokompozit partiküllerinin gelişmiş antibakteriyel (%100) etki gösterdiği ve antifungal özellik açısından da CuAg/ZnO nanokompozit partikülleri gerek "Katı Besiyerine Ekim Yöntemine" göre gerekse "Sıvı Besiyerine Ekim Yöntemine" göre Aspergillus niger'e karşı antimantar özellik gösterdiği belirlenmiştir.
Elektrospinning yöntemi ile gümüş nanopartikül içeren PVP bazlı antibakteriyel nanolif üretimi
Nanoteknoloji, en az bir dış boyutu ya da iç veya yüzey yapısı nano-ölçekte olan metal, seramik, polimerik veya kompozit yapılarda olabilen üstün özelliklere sahip malzeme üretme olanağı sunar. Nano-ölçeğe inildikçe yüzey/hacim oranının artması, reaktivitenin, manyetik ve optik özelliklerinin değişmesi nedeniyle, nanomalzemeler aynı bileşimdeki atomik-molekül veya kütlesel maddeden farklılaşırlar. Polimerik nanolifler, sahip oldukları yüksek spesifik yüzey alanları ve gözeneklilikleri, küçük gözenek ve lif boyutları ile; ayrıca polimer zincirlerinin nanolifin uzunluk ekseni boyunca yerleşimi nedeniyle film veya kütlesel hallerine göre daha mukavemetli yapıda oldukları için ilgi çekmektedirler. Polimerik nanoliflerin üretimi çekme, kalıp sentezi, faz ayrımı, kendiliğinden düzenlenme ve elektrospinning yöntemleriyle yapılabilmektedir. Bu yöntemlerin arasında elektrospinning yöntemi; kolay kurulumu, ekonomik olması, birçok malzemeyle çalışma imkanı ve lif çapı kontrollü uzun ve sürekli nanolif üretimi sağlaması bakımından ön plana çıkmaktadır. Elektrospinning yöntemi ile elektrostatik kuvvetler yardımıyla polimer çözeltilerinden veya eriyiklerinden mikrometreden nanometre seviyesine kadar değişen çaplarda liflerin üretimi yapılabilir. Elektrospinning işleminde kapiler uca getirilen damlacığa yüksek voltaj uygulanarak damlanın sıvı jeti halinde çekilmesi sağlanır. Elektrik alan altındaki jet, çözücünün buharlaşması ile kurur ve toplayıcı üzerinde katı lifler elde edilir. Bu yöntemle elde edilen nanoliflerin yapıları ve çapları çözelti, proses ve ortam parametrelerine bağlı olarak değişebilmektedir. Bu parametrelerinin ayarlanması ile istenilen özelliklerde nanolifler elde edilebilir. Polimerik nanolifler medikal uygulamalar başta olmak üzere, filtrasyon, sensörler, tekstil ve çeşitli endüstriyel uygulamalarda potansiyel kullanıma sahiptirler. Gümüş bileşikleri ve iyonları eski zamanlardan beri hijyen ve tedavi amaçlarıyla kullanılmıştır. Antibiyotiklerin ve diğer dezenfektanların bulunmasıyla gümüş kullanımı azalsa da zamanla gelişen antimikrobiyal dirence karşı gümüş, gümüş nanopartikül formu ile tekrar önem kazanmıştır. Gümüş nanopartiküllerinin sahip oldukları geniş spektrumlu antimikrobiyal etkileri, düşük toksiklikleri, yavaş Ag+ iyonu salınımları ve çoklu mekanizma ile antimikrobiyal etkinlik göstermeleri onları, oldukça güçlü nano-antimikrobiyal ajanlar haline getirmektedir. Gümüş nanopartikülleri fiziksel, biyolojik ve kimyasal olarak gruplandırılan yöntemlerle üretilmektedir. Ag+ iyonlarının çözelti içinde çeşitli organik veya inorganik indirgeme ajanları ile indirgendiği kimyasal indirgeme yöntemi, çeşitli boyut ve şekillerde nanopartikül eldesi için en çok tercih edilen yöntemlerdendir. Mikrodalga yöntemi ise klasik ısıtma yöntemlerine kıyasla daha kısa sürede ve homojen bir ısıtma sağlayan pratik bir uygulamadır. Polimerik nanolifler çoğunlukla medikal alanlarda kullanıldığı için nanolif yapısına antimikrobiyal özellik kazandırmak oldukça önemlidir. Bu tez çalışması kapsamında biyomedikal alanlarda kullanıma yönelik olarak gümüş nanopartikül (AgNP) katılmış antibakteriyel polivinilpirolidon (PVP) nanoliflerinin üretimi amaçlanmıştır. PVP biyouyumlu, hidrofilik, su ve çeşitli çözücülerde çözünebilen ayrıca, nanopartikül üretiminde stabilizör olarak yaygın bir şekilde kullanılan sentetik bir polimerdir. AgNP üretimi, AgNO3 tuzunun stabilizatör olarak düşük molekül ağırlıklı PVP (D-PVP) içeren etanol çözeltisinde indirgenmesi ile gerçekleştirilmiştir. Çözeltideki Ag+ iyonlarının indirgenmesi için düşük PVP/etanol oranlı çözeltilere mikrodalga işlemi uygulanmış, yüksek PVP/etanol oranlı çözeltilerde ise mikrodalga işlemine gerek duyulmamıştır. AgNP oluşumu çözeltinin renk değişimi ile takip edilmiş ve UV spektrofotometre analizi ile tespit edilmiştir. Nanopartikül boyutları ve partikül boyut dağılımları DLS yöntemiyle incelenmiştir. Nanolif üretimi için farklı oranlarda yüksek molekül ağırlıklı PVP (Y-PVP)/etanol çözeltileri, AgNP içeren ve içermeyen D-PVP çözeltileri ile karıştırılmış ve elde edilen çözeltilere elektrospinning işlemi uygulanmıştır. Elde edilen nanoliflerin suda ve diğer çözücülerde çözünürlüğünün engellenmesi için nanoliflere, farklı sıcaklıklarda ısıl işlem uygulanmıştır. Nanoliflerin yapısal özellikleri SEM analizi, kristalinitesi ise XRD analizi ile test edilmiştir. Isıl işlem etkinliğini değerlendirmek için nanoliflerin deiyonize sudaki çözünürlüğüne bakılmıştır. Nanoliflerin antimikrobiyal etkinliği ise E.coli, S.aureus ve A.niger türlerine karşı zon inhibisyon testi yapılarak değerlendirilmiştir.
Determination of bioactive peptide production potentials of lactic acid bacteria isolated from some traditional dairy products
The ability of LAB to release bioactive peptides is strain dependent. In the present study, pH, titratable acidity, viable microbial count, WSE protein, peptide profiles, antioxidant, phenolic activity, antibacterial and ACE inhibition activities in fermented milk produced different LAB were examined on the 1st,14th, and 28th day of storage. Sample made with Lb. bulgaricus produced the lowest pH. However, sample with Lc. lactis NCCB 100539 produced the highest. Samples with Lb. bulgaricus 23 and Lb. helveticus 11-B2 presented the highest acidity whereas sample with S. thermophilus K16 had the least. Sample produced with S. thermophilus K16 had the highest viable microbial count while sample with Lb. bulgaricus 23 registered the least on day 1. The sample with Lb. helveticus 9-B5 presented the highest protein content while the samples with Lb. paraplantarum NCCB 100524 had the least. Peptide profiles were identified by RP-HPLC. Increase of peptide number was noticed during storage days and sample with Lb. brevis NCCB 100526 produced the highest number of peaks. The results of DPPH showed that the highest antioxidant activity was observed in sample with S. thermophilus K16 while sample made with Lb. brevis NCCB 100526 produced the least. Sample with Lb. brevis NCCB 100526 produced the highest total phenolic content throughout the storage days. Samples with Lb. paraplantarum NCCB 100524 had the highest ACE inhibition activities. For antibacterial activity, the highest inhibition was observed against Escherichia coli (ATCC 25922) by sample with Lb. paraplantarum NCCB 100524. Despite a number of studies about bioactive peptide formations and bioavailability in dairy products especially in cheese, there are limited studies on the functional properties of our own endemic cultures and bioactive peptide formations in fermented milk yet they have functional potentials as illustrated in our findings. According to the results obtained from our study, it is possible to produce traditional functional products using our LAB strains. However, in order to produce naturally traditional products, there is need to determine the molecular and biochemical characteristics of these strains isolated from natural sources to establish their technological properties.
Avokado (Persea Americana) bitkisi kabuğu ekstraktından yeşil sentez ile elde edilengümüş nanoparçacıkların biyomedikal uygulamalarda incelenmesi
Gümüş nanoparçacıkların (AgNP) biyomedikal uygulamalarda kullanılabilirliği, onların fizikokimyasal özelliklerine, biyouyumluluğuna ve biyolojik sistemlerdeki etkinliğine bağlıdır. Fonksiyonel ve biyolojik olarak uyumlu AgNP'lerin yeşil sentezinde birçok bitki çeşidi ve kısımları kullanılmasına rağmen avokado kabuğunun indirgeyici ajan olarak oldukça az kullanımı dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, doğada atık olarak bulunan avokado kabuğunun değerlendirilmesi için çevre dostu, ekonomik ve kolay bir sentez yöntemi kullanılarak 12.0±2.0 nm boyutuna sahip AgNP sentezi yapıldı. Gümüş nanoparçacıkların yüzey plazmon rezonans (LSPR) özellikleri sayesinde kolorimetrik sensör sisteminde algılayacı olarak kullanılarak ağır metal iyonları ile olan etkileşimleri incelendi. Etkileşimler sonucu sistemin Hg2+ iyonuna spesifik olarak yanıt verdiği görüldü ve oluşan renk değişimleri hem çıplak gözle hem de UV-Görünür bölge spektrofotometre ile gözlemlendi. Sisteme ait LOD ve LOQ değerleri sırasıyla 0,27 μM ve 0,81 μM olarak hesaplandı. Kolorimetrik sensör sistemi, gerçek sistemler üzerinde test edildi ve elde edilen geri kazanım değerleri atık suda %83,75, içme suyunda %97,5, deniz suyunda ve çeşme suyunda %103,75 olarak hesaplandı. Kolorimetrik özelliğinin yanı sıra, sentezlenen AgNP'nin antibakteriyel etkisi ve antikanser özellikleri incelendi. Gram pozitif; Staphylococcus aureus ve gram negatif; Escherichia coli bakterileri kullanılarak antibakteriyel özelliği incelendi. Disk difüzyon yöntemi ile farklı AgNP konsantrasyon derişimlerine karşılık zon oluşumlarına bakıldı ve elde edilen sonuçlar Staphylococcus aureus için, 1,5-11 mm; Escherichia coli için 1-9 mm olarak gözlemlendi. AgNP'nin antikanser uygulamalarda kullanılabilirliği için Beas-2B (normal akciğer bronşiyal epitelyal hattı) ve N417 (küçük hücreli akciğer kanseri hattı) hücre hatları üzerinde sitotoksisite testi (MTT) yapıldı. AgNP çözücü kombinasyonları ve konsantrasyon değişimlerine göre hücre proliferasyonu ve sağ kalım (IC50) değerleri hesaplandı. AgNP-PBS, AgNP-Besiyeri, AgNP-BSA kombinasyonları varlığında Beas-2B hücrelerinde IC50 değerleri sırasıyla 224,6 ppm, 146,7 ppm, 201,3 ppm; N417 hücrelerinde ise 246,7 ppm, 290,7 ppm, 7,460e-061 ppm (belirsiz) olarak bulundu. Elde edilen sonuçlar avokado kabuğu ekstraktı ile sentezlenen AgNP'lerin potansiyel biyolojik özellikleri ve düşük konsantrasyonlarda bile etkili olması ile hastalıkların teşhisi ve tedavisi için umut vermektedir.
Bakteriyel selüloz-gümüş nanopartikül kompozitinin Staphylococcus aureus biyofilm oluşumu üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, biyouyumlu bir biyopolimer olan bakteriyel selüloz (BS) ile yeşil sentez yöntemiyle elde edilen gümüş nanopartiküllerin (AgNP) birleştirilmesiyle oluşturulan BS–AgNP kompozit filmlerin, Staphylococcus aureus biyofilmi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Kombuça ve geleneksel sirke örneklerinden izole edilen bakteriler selüloz üretim kapasitelerine göre taranmış; en yüksek verim gösteren Komagataeibacter europaeus strain BS1: PV687455.1 ile kompozit matris hazırlanmıştır. AgNP'ler ise aynı cinse ait olan Komagataeibacter sp. strain NP1: PV687535.1 izolatı tarafından üretilmiş, sentez sonrası UV–Vis, FESEM, EDX ve FT–IR analizleri ile karakterize edilmiştir. BS ile homojen harmanlanan AgNP'ler sayesinde elde edilen kompozit filmlerin morfolojik ve kimyasal özellikleri detaylı olarak incelenmiştir. Antibakteriyel analizlerde (disk difüzyon, agar kuyucuk ve büyüme eğrisi), BS–AgNP filmlerin serbest AgNP'lere kıyasla daha geniş inhibisyon zonları oluşturduğu ve uzun süreli etki sağladığı belirlenmiştir. Ayrıca, kristal viyole ve resazurin testlerinde bu filmlerin biyofilm oluşumunu %98,10 oranında inhibe ettiği, metabolik aktiviteyi ise %125 oranında azalttığı (resazurin indirgenmemişliği olarak) tespit edilmiştir. Minimum inhibitör konsantrasyon (MIC) ve minimum bakterisidal konsantrasyon (MBC) değerleri sırasıyla 0,2 µg/mL ve 1,9 µg/mL olarak belirlenmiş, böylece BS–AgNP kompozitlerinin düşük konsantrasyonlarda bile güçlü antibakteriyel ve antibiyofilm etki gösterdiği ortaya konmuştur. ANAHTAR KELİMELER: Bakteriyel selüloz, gümüş nanopartiküller, kompozit film, antibakteriyel etki, biyofilm, Staphylococcus aureus
Titanyum plakaların kaplanması için antibakteriyel biyomalzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
İmplantasyon sonrası oluşabilecek bakteriyel enfeksiyonlar ve biyofilm yapılar, implantların başarısını ve hasta sağlığını ciddi şekilde tehdit etmektedir. Bu tez çalışmasında, implant yüzeylerinde enfeksiyon riskini azaltmak ve biyouyumluluğu artırmak amacıyla, titanyum (Ti) yüzeylerin antibakteriyel biyomalzemelerle kaplanması planlanmıştır. Bu doğrultuda, çalışmada kitosan temelli bir biyopolimer matris içerisine antibakteriyel özellikleriyle bilinen gümüş nitrat (AgNO₃) ve nano çinko oksit (nZnO) ile osteojenik etki sağlaması amacıyla nano hidroksiapatit (nHAp) eklenerek kaplama çözeltileri hazırlanmıştır. 1x1 cm boyutlarındaki Ti plakalara belirli oranlarda hidrojen florür (HF) ve nitrik asit (HNO3) kullanılarak kimyasal dağlama işlemi yapılmıştır. Ardından, Ti yüzeylerde hidroksil gruplar (-OH) oluşturmak amacıyla alkali işlem yapılmış ve yüzeyler oksitlendirilmiştir. Sonrasında yüzeylerde amino gruplarının (-NH2) oluşması için APTES ((3-Aminopropil)trietoksisilan) uygulanmış ve yüzeyler silanize edilerek çapraz bağlanmaya hazır hale getirilmiştir. Çözeltiler, sol-jel yöntemiyle hazırlanmış, ardından Ti plakalar daldırma yöntemiyle kaplanarak oda sıcaklığında kurutulmuştur. Numunelerin karakterizasyonları Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağıtıcı X-ışını Spektrometresi (EDS) yöntemleriyle gerçekleştirilmiştir. Numunelerin antibakteriyel etkinliği disk difüzyon testi ve antibiyofilm analizleriyle, biyouyumlulukları ise L929 hücre hattında yapılan sitotoksisite ve yara iyileşme testleriyle değerlendirilmiştir. FT-IR analizleri, APTES uygulaması sonrası yüzeylerde (-OH) ve (-NH₂) gruplarının varlığını doğrulayarak yüzey modifikasyonunun başarılı olduğunu göstermiştir. SEM ve EDS analizleri, kaplamaların Ti yüzeyine başarılı bir şekilde tutunduğunu ve katkı maddelerinin kitosan matrisi içerisinde homojen dağıldığını göstermiştir. Antibakteriyel test sonuçları yüksek katkı maddesine sahip numunelerin daha yüksek antibakteriyel etki gösterdiğini ve özellikle gümüşün güçlü antibakteriyel etkisini ortaya koyduğunu göstermiştir. Hücre kültürü testlerinde ise düşük katkı içeren numuneler, daha düşük toksisite göstermiş ve yara iyileşme kapasitesi en yüksek numuneler olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, geliştirilen biyopolimer kaplamalar hem antibakteriyel hem de biyolojik performans açısından başarılı sonuçlar vermiş olup Ti implant yüzeyleri için biyouyumlu ve enfeksiyon riskini azaltacak kaplamaların geliştirilmesi konusunda önemli katkılar sunmuştur. ANAHTAR KELİMELER: Titanyum, antibakteriyel aktivite, kitosan, gümüş nitrat, çinko oksit
Biomedical applications of sharkskin mimicked polymeric membranes
Infection is one of the biggest challenges of implantable biomaterials. The difficulty of eliminating implant-associated infection imposes a huge burden on the patient's life quality aside from the considerable financial cost of the treatment. Thus, effective approaches must be explored to design biomaterials with enhanced antibacterial activity. Sharks have been investigated via biomimetic and bioinspiration approaches and discoveries have shown that sharkskin possesses antibacterial effects due to the reduced drag force on the skin whilst swimming which is because of their skin's surface microstructure. In this thesis the antibacterial properties of sharkskin mimicked polymeric membranes in static conditions, with and without the aid of antibacterial and bactericidal chemicals was studied. The aim was to understand the adhesion behavior of both bacteria and mammalian cells onto the biomimicked polymeric membranes and how the surface topography affected these properties. Moreover, the impact of surface topography on drug release and bactericidal activity of these membranes was investigated by examining the physicochemical, antibacterial, and cytocompatibility properties of fabricated membranes. In vitro experiments were conducted to evaluate cellular responses of mammalian cells along with bactericidal properties using human keratinocyte (HaCaT), mouse fibroblast (L929), and human dermal primary fibroblast (HDFa) cell lines as model cells and Gram-negative Escherichia coli and Gram-positive Staphylococcus aureus bacterial strains as model bacteria species. The results presented in this thesis show that sharkskin polymeric membranes have great potential for reducing bacterial biofilm formation most probably via preventing bacterial adhesion. Also, the cell adhesion on these membranes can be enhanced via chemical modifications.
Yeni nesil nanokompozitlerin/nanoilaçların hazırlanması ve antikanserojen-antimikrobiyal ilaç potansiyellerinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, biyojenik platin nanopartikülleri (Pt NP'leri), indirgeyici madde olarak çörek otu tohum (Nigella sativa) ekstraktı kullanılarak sentezlendi. Çörek otu tohumu ekstraktı kullanılarak sentezlenen biyojenik Pt NP'leri, Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), UV-Vis spektrofotometresi (UV-Vis), X-ışını kırınım spektroskopisi (XRD) ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ile detaylı olarak karakterize edildi. Ayrıca, biyojenik Pt NP'ler, metastatik insan meme kanseri (MDA-MB-231) ve insan rahim ağzı kanseri (HeLa) hatları üzerindeki sitotoksisite etkisi ve gram-pozitif ve gram-negatif bakteri suşlarına karşı antibakteriyel etkileri bakımından değerlendirildi. Sitotoksisite ve antibakteriyel testleri, biyojenik Pt NP'lerinin antikanser ve antibakteriyel etkinliğini göstermiştir. Doza bağlı toksisite etkileri, MDA-MB-231 meme ve HeLa rahim ağzı kanseri hatlarında sırasıyla IC50: 36.86 μg/mL ve 19.83 μg/mL olarak bulunmuştur. Ek olarak, gram-pozitif ve gram-negatif bakteriler üzerinde yapılan deneylerin sonuçları nanopartiküllerin yüksek antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlar, çörek otu tohum ekstraktı kullanılarak sentezlenen Pt NP'lerinin farmasötik endüstrisinde potansiyel bir antibakteriyel ve antikanser ajanı olarak geliştirilmesine katkı sağlayabilir.
Sodyum borhidrür hidrolizi için yeni nesil nanokatalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve biyokimyasal uygulamaları
Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan Hidrojen enerjisi için NaBH4'den Hidrojen elde edilmesi, verimsizliklerin giderilmesi, karbon emisyonlarının ve maliyetlerin düşürülmesi açısından önemli bir alternatiftir. Hidroliz reaksiyonları için kullanılan nanopartiküllerin biyosentez yöntemiyle üretimi, çevre dostu yapısı ve biyouyumluluğu nedeniyle oldukça ilgi görmektedir. Bu çalışmada, Pd, Pt, Ag ve Co metal tuzları kullanılarak yeşil sentez yöntemi ile Paladyum-Platin (PdPt), Paladyum-Gümüş (PdAg), Platin-Gümüş (N@PtAg), Paladyum-Çinko Oksit (Pd@ZnO) ve Paladyum-Platin-Kobalt (PdPtCo) nanoparçacıkları sentezlenerek NaBH4 hidrojen kaynağından Hidrojen elde edilme amacı ile katalizör olarak kullanılması amaçlanmıştır. Sentezlenen nanopartiküller, nanoparçacık ölçüleri, yüzeysel ve morfolojik özellikleri için TEM, AFM, SEM, FTIR, XRD ve UV-Vis gibi teknikler kullanılarak karakterize edilmiştir. Nanopartiküllerin katalitik aktivitesi, NaBH4 hidroliz deneyleri gerçekleştirilerek belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre TOF (Devir Frekansı), aktivasyon enerjisi, entropi ve entalpi değerleri grafikler ile desteklenerek hesaplanmıştır. Yeşil sentez aracılığı ile sentezlenen nanobiyokatalizörlerin, hidrojen üretimi için oldukça etkili katalizörler olduğu belirlenmiştir. PdPt, PdAg, N@PtAg nanobiyokatalizörlerinin katalitik uygulamalarına ek olarak antikanserojenik ve antibakteriyel gibi biyolojik aktiviteleri de çevreci yaklaşımı desteklemek amacı ile araştırılmıştır. Deneysel veriler sonucunda PdPt, PdAg, N@PtAg bimetalik nanopartiküllerin antikanserojenik ve antibakteriyel aktivite açısından önemli bir etkiye sahip olduğu gözlemlenerek, nanobiyokatalizörlerin yeşil sentezinin, kimyasal yaklaşımlara göre önemli avantajlara sahip olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmada sentezlenen biyojenik nanopartiküller, çevre kirliliğini önlemek için yüksek katalitik performansa sahip biyo bazlı metalik katalizörlerin tasarımını önermektedir.
Zeolit katkılı kitosan uygulaması yapılmış tekstil yüzeylerinin antibakteriyel ve antioksidan özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, kitosan ve doğal zeolit kullanılarak hazırlanan çözeltiler %100 pamuk kumaşa emdirme yöntemiyle uygulanmış ve bu kumaşlar renk, nem yönetimi ve antibakteriyel etkinlik testleriyle incelenip işlem sonrası değişimler karakterize edilmeye çalışılmıştır. Çözeltilerin antibakteriyel etkinlik gösterdiği ideal kimyevi konsantrasyonunun tespiti için minimum inhibitör testi, antioksidan özelliklerinin varlığının araştırılması için de ABTS metodu ile antioksidan kapasite tayini testi yapılmıştır. Hazırlanan çözeltilerin kumaşlar üzerindeki etkilerini gözlemlemek için test sonuçları, SEM görüntüleri ve FTIR spektrumları analiz edilerek çalışmanın etkinliği değerlendirilmiştir.
Çeşitli metal oksit nanotüplerin sentezi ve uygulamaları
Nano yapılar son yıllarda fiziksel özellikleri ve uygulama alanları nedeniyle araştırmacıların ilgisini çekmektedir. Katalizör olma, depolama ve tahliye sistemleri gibi yeni uygulamalarda yüksek aktivite talebini yerine getirmek için gerekli olan yüksek porozite ve geniş yüzey alanına sahip olması nedeniyle nanotüpler, yoğun bir şekilde araştırılmaya başlanmıştır. Metal oksit nanotüpler sahip oldukları sıra dışı morfolojileri sayesinde yöne bağımlı özellik (mekanik, elektriksel, optik v.b.) göstermektedirler. Bu duruma ek olarak mikron altı boyutta ve uygun morfolojide olmaları vasıtası ile geniş yüzey alanına sahip olmaları sayesinde geleneksel nanopartiküllerden daha üstün fotokatalitik ve antibakteriyel etki gösterirler.Bu tez çalışması kapsamında TiO2, ZnO nano tozlar sol jel yöntemiyle sentezlenmiş ve TiO2, ZnO ve CuO metal oksit nanotüpler hidrotermal yöntem ile sentezlenmiştir. Elde edilen nanotüpler TEM, SEM ve XRD analizleri yardımıyla karakterize edilmiş ve kolloidal süspasyonları hazırlanarak elektrokinetik biriktirme yöntemi ile üç boyutlu metalik filtre üzerine kaplanmış, son olarak ise antibakteriyel özellikleri incelenmiştir.
Investigation of antibacterial properties of doped ZnO thin films prepared by silar technique
Metal oxides show semiconductor properties with their structures consisting of two or more elements. It is especially preferred due to its electrical conductivity, optical properties, chemical stability, biological non-toxicity and low cost. ZnO is one of the most preferred metal oxides in technological applications today. In this thesis study, undoped ZnO thin films and ZnO thin films with different additives were grown on ITO substrate by using the SILAR method. Thin films have been grown by the SILAR method in 40 cycles and then samples have been annealed at 300 ℃. Structural, surface morphological, antibacterial and bacterial adhesion and survival properties of undoped, Ni-doped and Al-doped ZnO/ITO thin films were investigated. SEM/EDS method was used for surface morphology, agar diffusion test was used for bacterial analysis, and also organism count method was used for bacterial adhesion and survival. Surface morphologies of undoped, Ni-doped and Al-doped thin films showed differences in SEM analysis. Moreover, it has been determined that spherical, clustered and layer-shaped structures are formed. The antibacterial activities of the agar diffusion test were examined and it was seen that it did not show antibacterial activity to the produced samples. In bacterial adhesion and survival organism count, the highest adhesion rate was observed in the Ni-doped thin film.
Ulva lactuca ekstraktının lipozomal formülasyonunun antioksidan ve antibakteriyal özelliklerinin araştırılması
Deniz marulu olarak da bilenen Ulva lactuca (Ulvophyceae; Ulvaceae), kayalık ve sığ sularda gelişen, dünya üzerinde geniş yayılım gösteren bir yeşil makroalg türüdür. U. lactuca, alkaloid, flavonoid, tanen, steroid, saponin ve antrakinon gibi biyoaktif bileşikler içermekte ve antioksidan ve antimikrobiyal etkiler başta olmak üzere sağlık üzerinde birçok olumlu etkilere sahip olduğu bilinmektedir. Diğer yandan lipozomlar biyouyumlu, toksik etkisi olmayan ve biyobozunur özelliklere sahiptir ve farmasötik, gıda, kimya ve kozmetik alanlarında kullanılmaktadır. Uygulama alanına göre farklı kompozisyona ve fiziksel özelliklere sahip olmakla birlikte bir çok farklı hazırlama metodu vardır. Lipozomlar amfipatik yapıya sahip olmalarından dolayı hem hidrofobik hem de hidrofilik bileşikleri enkapsüle edebilir. Belirli bir salınım profiline bağlı olarak kontrollü salınım yapılabilir. Hedefe özgü ligandlarla modifiye edilebilme özelliklerine sahip olan lipozomlar hedef bölgeyle entegrasyonun artmasını sağlamaktadır. Ayrıca terapötik maddeyi vücut içerisinde metabolize olmaktan korumakta ve böylelikle terapötik maddelerin etkinliğinin artmasına sebep olmaktadır. Bu tez çalışmasında U. lactuca türünün Marmara (Bursa) ve Ege (İzmir) denizlerinden toplanan alg materyallerinin Bursa Teknik Üniversitesi ve Ege Üniversitesi'nde ekstraksiyonları yapıldı. Ekstraksiyon işlemi Etanol/Su (80/20 V/V) çözücüsüyle 40 °C sıcaklıkta ve oda sıcaklığında iki ayrı metot ile gerçekleştirildi. Elde edilen ekstre ve ekstre yüklü lipozomal formülasyonların antioksidan ve antibakteriyel özellikleri araştırıldı. Ekstre ve ekstre yüklü lipozomal formülasyonların antioksidan kapasitesinin anlaşılabilmesi için, total fenolik içerikleri (TPC) Folin Ciocioultiou yöntemi ile ve antioksidan aktivitesi DPPH radikal süpürme aktivitesi tayini ile araştırıldı. Folin Ciocioultiou metodu ile total fenolik içerik tayini sonuçlarına göre 100 µg/mL konsantrasyonda; Marmara ekstresinin TPC'si 5,306 mg GAE/g olarak hesaplanırken, Ege ekstresinin TPC'si ise 7,5 mg GAE/g olarak bulunmuştur. Marmara ve Ege ekstrelerinin EC50 değerleri sırasıyla 429,21 µg/mL ve 834,29 µg/mL olarak hesaplanırken bu değerler standart antioksidan askorbik asite kıyasla yaklaşık 30 ila 60 kat daha yüksektir. U. lactuca ekstresinin antibakteriyel etkisi için öncelikle disk difüzyon testi yapıldı. Ardından Minimum İnhibisyon Konsantrasyonu (MİK) ve Minimum Bakterisidal Konsantrasyonu (MBK) testleri ile antibakteriyel aktiviteleri değerlendirildi. Disk difüzyon testinde her bir ekstre ve ekstre yüklü lipozom için 8 mm inhibisyon çapı belirlenirken, MİK testinde U. lactuca Marmara ve Ege ekstrelerinin lipozomal formülasyonları E.coli ATCC 25922'ye karşı MİK değeri 1250 µg/mL olarak belirlendi. Her iki örneğin de S. aureus ATCC 25923'e karşı daha etkisiz olduğu bulundu ve MİK değerleri 2500 µg/mL idi. MİK testinde, ekstre yüklü lipozomların antibakteriyel etkisinin ekstrelere kıyasla daha yüksek olduğu bulundu. MBK değerlerine ise, MİK değerlerinden daha yüksek konsantrasyonlarda ulaşılabileceği sonucuna varıldı.
Codium sp. ekstraktinin lipozomal formülasyonlarinin antioksidan ve antibakteriyel özelliklerinin araştırılması
Son yıllarda makroalgler, birçok kronik hastalığın riskini azaltabilen ve hatta yaşam süresini uzatmaya yardımcı olabilen çeşitli sağlığı teşvik edici özelliklerinden dolayı giderek daha fazla ilgi kazanmıştır. Codium (Bryopsidales), Codiaceae familyasına ait bir denizel yeşil makroalg cinsidir. Codium cinsinde bulunan biyoaktif bileşikler ve polisakkaritler, immün sistemi uyarıcı, antiinflamatuar, antikoagülan, antioksidan, anti-obezite, antiviral ve antikanser dahil olmak üzere farklı farmakolojik etkilere sahiptir. Lipozomlar, kolesterolden ve doğal, toksik olmayan fosfolipitlerden oluşturulabilen, küresel şekilli küçük yapay veziküllerdir. Biyouyumluluğun yanı sıra, boyutlar, hidrofobik ve hidrofilik karakterleri nedeniyle ilaç salınımı için tercih edilen sistemlerdir. Lipozomların biyobozunur ve biyouyumlu olma özelliğinin yanı sıra kapsüllenen maddeyi istenilen zamanda toksik etkiyi minimize ederken salabilmesi, tercih edilmelerinin en önemli sebeplerindendir. Bu tez çalışmasında Codium cinsinin Marmara ve Ege denizlerinden toplanan örneklerinin hem ekstrakt hem ekstrakt lipozom formülasyonlarının, antibakteriyel ve antioksidan özellikleri araştırılmıştır. İki farklı yöntem ile ekstrakte edilen Codium sp. Marmara ve Ege örnekleri, 40°C sıcaklıkta ve oda sıcaklığında etanol ile inkübe edilmiştir. Codium sp. örneklerinin antibakteriyel etkisinin belirlenmesinde disk difüzyon yöntemi ile minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) yöntemi kullanılmıştır. MİK testinin ardından, minimum bakterisidal konsantrasyon (MBK) ölçümü yapılmıştır. Disk difüzyon testi sonuçlarına göre Codium sp. her iki örnekte de 8 mm çapta antibakteriyel özellik göstermektedir. Codium sp. örneklerinin her ikisine de DPPH radikal süpürme aktivitesi tayini, total fenolik içerik tayini (TPC) ve enkapsülasyon verimliliği testi yapılmıştır. Ekstraktlardan hazırlanan 100-200-400-800 g/mL konsantrasyonlarındaki solüsyonlar TPC miktarının belirlenmesini sağlamıştır. Sonuçlara göre, iki ekstraktında her konsantrasyondaki TPC sonuçları kıyaslanmış, Ege'ye ait örnekteki TPC miktarı Marmara örneğine kıyasla daha yüksek bulunmuştur. Codium sp. Marmara ve Ege ekstraktlarının enkapsülasyon verimliliği sırasıyla %67,56 ve %76,92 olarak hesaplanmıştır. DPPH analizinde öncelikle renk değişimi beklendiği için, Codium sp. Marmara ve Ege örneklerinde renk değişimi incelenmiştir. Marmara ve Ege ekstraktlarının EC50 değerleri sırasıyla 429,21μg/mL ve 834,29 μg/mL olarak hesaplanmıştır. Bu tez çalışmasının sonuçlarına göre; lipozom ile formüle edilecek az miktarda ekstrakt antimikrobiyel etki için yeterli olmaktadır. Ayrıca, lipozom formülasyonu ve ekstrakt kıyaslandığında, formülasyonun ekstraktın antioksidan aktivitesinde herhangi bir kayba sebebiyet vermediği görülmüştür.
Komagataeibacter rhaeticus kullanılarak nanoparçacık katkılı bakteriyel selüloz üretimi ve karakterizasyonu
Bakteriyel selüloz (BS), biyoteknoloji alanında, özellikle sağlık ve doku mühendisliği gibi pek çok farklı uygulamada, saflığı, yüksek kristallik derecesi, su tutma kapasitesi, gerilme direnci ve geniş ölçekte uyum sağlama yeteneğine sahip olması nedeniyle kullanılmaktadır. Aynı zamanda, eklenen katkı malzemeleri ile antibakteriyel aktivite gibi önemli özellikler kazandırılabilmektedir. Bu çalışmada, Komagataeibacter rhaeticus K23 kullanılarak biyo-selüloz üretimi için optimum sıcaklık, pH, inokulum konsantrasyonu ve inkübasyon süresi değerleri Taguchi yöntemi ile belirlenmiştir. Deneyler sonucunda, maksimum BS üretimi için optimum parametreler, 32 °C, pH 5,5, 8 log KOB·mL−1 inokulum konsantrasyonu ve 14 gün inkübasyon süresi olarak tespit edilmiştir. Bu parametrelerden, BS verimini en çok etkileyen faktör inokulum konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Bu nedenle, daha farklı inokulum konsantrasyonları (8,5, 9, 9,5, 10 ve 10,5 log KOB·mL−1) denenmiş ve 8 log KOB·mL−1 inokulum değeri diğer konsantrasyonlardan anlamlı ölçüde daha yüksek (p < 0,002) BS verimi sağlamıştır. Ayrıca, 14 gün inkübasyon süresi, 7, 9, 11,13, 15, 16, 17, 21 ve 28 gün olmak üzere diğer inkübasyon sürelerinden anlamlı ölçüde daha yüksek (p < 0,001) BS verimi ile sonuçlanmıştır. Bunların yanı sıra, Komagataeibacter rhaeticus tarafından optimize edilen parametreler ile üretilen BS'ye, sentezlenen çinko oksit (ZnO) nanoparçacıkları katılarak antimikrobiyal özellik kazanıp kazanmayacağı ve kristallik derecesi, su tutma kapasitesi, termal ve mekanik davranışı gibi özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. BS-ZnO nanokompozit malzemeler, BS membranlarının %1 çinko oksit çözeltisine daldırılması ile elde edilmiştir. Daha sonra, ZnO çözeltisine daldırılmış membranlar 24 saat boyunca 37 °C'de kurutulmuştur. Nanokompozit malzemenin antibakteriyel özelliği, Gram-pozitif ve Gram-negatif bakteriyel suşlara (Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 29213 ve Bacillus subtilis RSKK 388) karşı test edilmiş ve antibakteriyel aktivite göstermiştir. Aynı zamanda, üretilen BS-ZnO nanokompozitler XRD, SEM, FTIR, DSC, TGA, su tutma kapasitesi ve mekanik özellikler bakımından karakterize edilmiştir. XRD sonuçları, ZnO-NP'lerin hegzagonal wurtzite yapısına sahip olduğunu, SEM sonuçları ise ZnO-NP'lerin homojen dağılımını göstermiştir. ZnO-NP'lerin eklenmesi, BS membranının termal stabilitesini ve mekanik dayanıklılığını önemli ölçüde artırmıştır (p < 0,05) ve antibakteriyel aktivite kazanmasını sağlamıştır. Bununla beraber, Young modülü BS-ZnO nanokompozit için önemli ölçüde azalmış (p = 0.000) ve BS-ZnO nanokompozitinin su tutma kapasitesi, BS ile benzer bulunmuştur (p > 0,05). Bu çalışma, fonksiyonel ve daha stabil biyomalzemeler olarak BS-ZnO nanokompozitlerinin sentezlenmesine yönelik önemli ve yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır.
Klinik ve gıda kaynaklı enterokoklar tarafından üretilen bakteriyosinin bazı patojen bakteriler üzerine antimikrobiyel aktivitelerinin karşılaştırılması
Bu çalışmada, hem gıda kökenli hem de klinik kaynaklı enterokok suşlarından (E. faecium ve E. faecalis) kısmi saflaştırma ile bakteriyosinler elde edilmiş ve bu bakteriyosinlerin bazı patojen mikroorganizmalara (Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus ve Salmonella Enteritidis) karşı antimikrobiyel aktiviteleri karşılaştırılmıştır. 20 adet enterokok suşundan elde edilen bakteriyosinlerin, 13'ü S. Enteritidis'e karşı (L13, P18, JS1, A1, E5, NS1, 226, 227, 228, V105, V188, V150, V198) ; 8'i B. cereus'a karşı (L13, JS1, A1, E5, LS1, 226, 227, V198); 4'ü E. coli'ye karşı (L13, P18, 227, V98), ve 1'i de S. aureus'a karşı (L13) antimikrobiyel etki göstermiştir. Gıda kaynaklı enterokok suşu olan L13 (E.faceium) çalışmamızda kullanılan tüm patojen mikroorganizmalar üzerine antimikrobiyel etki göstermiştir. Şimdiye kadar yapılan çalışmalarda daha çok gıda kaynaklı enterokok suşlarının doğal koruyucu olarak kullanım potansiyelleri üzerinde durulmuştur. Diğer yandan, klinik kaynaklı enterokokların da yüksek antimikrobiyel aktiviteye sahip bakteriyosin üretmeleri, bunların da doğal koruyucu olarak kullanılma potansiyellerinin araştırılması gerekliliğini ortaya koymaktadır.
Bor katkılı NiMnSb şekil hafızalı alaşımların antibakteriyel özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Ni50Mn35.8-xSb11B3.2+x (x=0.0, 0.2, 0.4, 0.6 ve 0.8 % at.) kimyasal kompozisyona sahip şekil hatırlamalı alaşımlar ark ergitme yöntemi ile üretildi ve Ni50Mn35.8Sb11B3.2, Ni50Mn35.6Sb11B3.4, Ni50Mn35.4Sb11B3.6, Ni50Mn35.2Sb11B3.8, Ni50Mn35.0Sb11B4.0 alaşımlarına sırasıyla C0, C1, C2, C3 ve C4 kodları verildi. Bu şekil hatırlamalı alaşımların bazı fiziksel özellikleri ve antibakteriyal özellikleri araştırıldı. Taramalı elektron mikroskobu (SEM-EDX) ölçümlerinde hazırlanan alaşımların homojen bir kimyasal dağılım gösterdiği belirlendi. Oda sıcaklığında X-ışınları alınan alaşımların martensit fazı temsil eden 10M ve 4M mikro yapıya sahip olduğu belirlendi. Alaşımların faz dönüşüm sıcaklıkları, termodinamik parametreleri belirlemek için diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) kullanıldı. Alaşımın Mn oranının azalması ve bor oranının artması ile e/a oranın azaldığı buna bağlı olarak da faz dönüşüm sıcaklıklarının önemli ölçüde azaldığı belirlendi. Ayrıca değişen kimyasal yapıya bağlı olarak faz dönüşümü için gerekli olan entalpi değerlerinde azalma olduğu belirlendi. Escherichia coli ve Staphylococcus aureus bakterileri ile yapılan çalışmada bu alaşımların bu bakterilere karşı duyarlı olduğu ve mikroorganizmaların gelişimini engelledikleri görüldü.
Kastamonu yöresinde etnobotanik açıdan yenilebilen bazı bitki taksonlarının gıda patojeni olan mikroorganizmalar üzerine antimikrobiyal etkileri
Bu çalışmada Kastamonu yöresinde yüksek potansiyeli olan gıda ve tıbbi amaçla kullanılan;Crocus ancyrensis, Smilax excelsa, Salvia verticillata subsp. amasiaca, Salvia forskahlei, Origanum vulgare Tusilago farfara türlerinin ekstraktlarının;Pichia membranifaciens, Candida albicans, Escherichia durans, Salmonella kentucky, Salmonella Thyphimurium, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes ve Klebsiella pneumoniae gibi farklı bakteri ve maya suşları üzerindeki farklı çözücü ve konsantrasyonlardaki antimikrobiyal etkileri araştırılmıştır.
Doğu ballıbabası (Wiedemannia orientalis) bitkisinin su ekstraktlarının in vitro sitotoksik potansiyelinin incelenmesi
Günümüzde bitkilerin biyolojik aktiviteleri üzerine yapılan çalışmalar giderek hız kazanmaktadır. Literatürde Lamiaceae familyasında bulunan Wiedemannia orientalis (Doğu ballıbabası) Fisch. & Mey. türünün biyolojik aktivitelerini irdeleyen detaylı bir çalışma bulunmamaktadır. Bu tez çalışmasında Doğu ballıbabası'nın kök, gövde, yaprak ve çiçek kısımlarından hazırlanan su ekstraktlarının meme kanseri hücre hatlarına karşı sitotoksik, insan patojenlerini temsil eden bakterilere karşı antibakteriyel ve bir takım biyoindikatör suşlara karşı quorum sensing inhibitör etkinliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda ekstraktların MCF-7 ve MDA-MB-231 meme kanseri hücre hatları üzerine sitotoksik etkileri MTT yöntemi ile araştırılmıştır. Antibakteriyel aktivite testleri on Gram-negatif ve üç Gram-pozitif bakteri suşuna karşı sıvı mikrodilüsyon yöntemi ile incelenmiştir. Ekstraktların anti-QS aktiviteleri ise Chromobacterium violaceum ATCC 12472 suşuna karşı yumuşak agar yöntemi kullanılarak viyolasin pigment inhibisyonu üzerine ve Pseudomonas aeruginosa PAO1 suşuna karşı kristal viyole yöntemi kullanılarak biyofilm oluşumunun inhibisyonu üzerine araştırılmıştır. Ekstraktların MDA-MB-231 hücre hattına karşı önemli seviyede sitotoksik aktivite sergilemediği ancak MCF-7 hücre hattına karşı değişen oranlarda sitotoksik aktiviteye sahip olduğu tespit edilmiştir. Özellikle kök ekstraktının en etkili sitotoksik aktiviteye sahip ekstrakt olduğu gözlenmiştir (IC50=589,3 µg/mL). Buna karşın tüm ekstraktların çalışılan konsantrasyonlarda antibakteriyel aktivite sergilemediği (MİK>500 µg/mL) ve viyolasin pigment üretimini inhibe etmedikleri saptanmıştır. Tüm ekstraktların değişen oranlarda biyofilm oluşumunu inhibe ettikleri özellikle de çiçek ekstraktının biyofilm oluşumunu (%44,5 oranında) en fazla inhibe eden ekstrakt olduğu gözlenmiştir. Bu tez çalışmasından elde edilen bulgular Doğu ballıbabası türünün özellikle kök ve çiçek ekstraktlarının sırasıyla antikanser ve anti-biyofilm ajanlarının geliştirilmesine katkıda bulunacağını göstermektedir.
Farklı kaynaklardan izole edilen aktinomisetlerden ekstraselüler pigment karakterizasyonu ve bazı biyofonksiyonel özelliklerin incelenmesi
Bu çalışmada, Türkiye'nin farklı bölgelerinden (Burdur, Denizli, Kütahya, Balıkesir) alınan 49 toprak ve 4 çamur örneğinden izole edilen 130 aktinomiset ile daha önceki projelerden elde edilen 45 aktinomiset olmak üzere toplam 175 izolat, ekstraselüler pigment üretimi açısından değerlendirilmiştir. Pigment üretimi gösteren 71 izolat arasından seçilen Streptomyces griseorubens K3, Streptomyces variabilis B23 ve Streptomyces variabilis B25 suşlarının kültürel ve morfolojik özellikleri incelendikten sonra tür tanımı yapılmıştır. Bu suşların kültür ortamından durağan faz sonunda elde edilen pigment ekstraktları detaylı yapısal analizlere tabi tutulmuştur. Melanin pigmentlerinin yapısal karakterizasyonu için UV-Vis, FT-IR, ¹H NMR, SEM-EDS ve LC-MS Q-TOF analizleri gerçekleştirilmiştir. Tüm suşlardan elde edilen ekstraktların ömelanin, feomelanin ve nöromelanin bileşenlerini içerdiği belirlenmiştir. Streptomyces variabilis B23 suşuna ait ekstrakte melanin, test edilen tüm Gram-negatif ve Gram-pozitif bakterilere karşı anti-bakteriyel etki göstermiştir. Streptomyces variabilis B25 suşundan elde edilen ekstrakte melanin ise, SW-620 kolon kanseri ve CCD18Co normal kolon hücre hatları üzerinde test edilmiş ve IC50 değerleri 1000 µg/mL'den büyük olarak bulunmuştur. Çalışma, S. griseorubens ve S. variabilis türleri tarafından ekstrakte edilen ilk melaninler olmasının yanı sıra Streptomyces melaninlerinin yapısal çeşitliliğini, anti-bakteriyel ve anti-kanser özellikleri ile bir arada ortaya koyması açısından literatürde öncü olma niteliğini taşımaktadır. Elde edilen veriler, doğal kaynaklı melanin pigmentlerinin biyoteknolojik potansiyelleri ile ilgili önemli ipuçları sunmaktadır.