Bakteriyel biyosentez yaklaşımıyla gümüş nanopartiküllerin üretimi ve karakterizasyonu

Bu tez çalışmasında, çevre dostu, ekonomik, güvenilir ve kontrollü üretimi sağlayan biyosentez (biyolojik) yöntemi kullanılarak gümüş nanopartiküllerin (AgNP'ler) üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu biyosentez çalışması için Pseudomonas fluorescens kullanılarak bakteri aracılı AgNP'ler elde edilmiştir. Bu bakterinin seçilmesi, tampon çözelti içerisinde yapılan ön denemelerde yüksek konsantrasyonda dahi üç güne kadar canlı kalabilmesi etkili olmuştur. Stok kültürlerden elde edilen 18 farklı bakteri türüne ait izolatlar ile yapılan ön denemeler sonucunda, canlılığını sürdürebilen ve biyosentez kapasitesi yüksek olan aktif izolat olarak Pseudomonas fluorescens belirlenmiş olup çalışmalar bu izolatla devam ettirilmiştir. Bu sayede, hem bakterinin optimum faaliyet göstereceği ideal bir ortam belirlenmiş hem de nanopartikül oluşumu için uygun koşullar sağlanmıştır. Sentezlenen AgNP'lerin optik özelliklerin belirlenmesinde ultraviyole-görünür bölge spektroskopisi (UV-Vis), yapısal özellikler için dinamik ışık saçılımı (DLS), zeta potansiyel, X-ışını difraktometrisi (XRD), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve enerji dağılımlı X-Işını spektroskopisi (EDX) analizleri, morfolojik ve boyut özelliklerin belirlenmesinde ise transmisyon elektron mikroskopu (TEM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleme teknikleri kullanılmıştır. UV-Vis analizinde beklenen yüzey plazmon rezonans pikine ulaşılamamış olup bu durumun, bakteriyel süpernatant içerisinde yer alan organik kalıntıların absorpsiyon özelliklerini etkilemesinden kaynaklandığı düşünülmüştür. Buna karşın diğer karakterizasyon teknikleri AgNP'lerin başarılı şekilde sentezlendiğini ve organik kalıntıların varlığını doğrulamışlardır. AgNP'lerin 5–50 nm aralığında partikül boyutları, küresel görünümlü, polidispers morfoloji ve partiküllerin etrafındaki biyolojik halo yapısı sonuçlarına ulaşılmıştır. Antimikrobiyal aktivite değerlendirmesi kuyu difüzyon ve disk difüzyon yöntemleri ile gerçekleştirilmiş, elde edilen sonuçlar ticari antibiyotik diskleri ile karşılaştırılmıştır. Sentezlenen AgNP'ler, özellikle Acinetobacter baumannii, Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus ve Escherichia coli gibi patojen bakterilere karşı inhibitör etki göstermiştir. Bazı ticari antibiyotiklerin etkinlik göstermediği durumlarda dahi AgNP'lerin anlamlı zon çapları oluşturduğu gözlenmiştir. Antikanser aktivite değerlendirmesi, HCT116 kolorektal kanser hücre hattı üzerinde gerçekleştirilmiş ve yüksek konsantrasyonlardaki AgNP uygulaması bu kanserli hücrelerin yaklaşık %90 oranında ölümüne neden olmuştur. Potansiyometrik sensör uygulaması ise kurşun iyonlarının tespiti amacıyla gerçekleştirilmiş; ancak beklenen seçicilik sergilenememiş olup, bu alanla ilgili ileri düzey çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Sonuç olarak, bu çalışma ile çevreye duyarlı, düşük maliyetli ve etkili bir bakteri aracılı biyosentez yöntemi kullanılarak AgNP'lerin başarıyla üretilebileceği gösterilmiştir. Ayrıca bu çalışma, biyolojik sentez süreçlerinde organik kalıntıların AgNP'leri çevreleyerek aglomerasyonu engellemesi, nanopartiküllerin tekil halde stabil kalmasına olanak tanıyarak literatüre özgün bir katkı sağlamaktadır. Anahtar Kelimeler: Gümüş nanopartikül, Biyosentez, Karakterizasyon teknikleri, Antimikrobiyal aktivite, Antikanser aktivite, Potansiyometrik sensör