Nanostructured materials for biological imaging and chemical sensing

Son yıllarda, biyolojik görüntüleme ve kimyasal sensör uygulamalarında kullanılmak üzere floresan nanopartiküllerin sentezi, floresans yöntemlerin yüksek hassasiyetlerinden ve floresan nanopartiküllerin mükemmel fotokararlılık ve ışıma şiddetlerinden dolayı oldukça fazla ilgi çekmektedir. Bu partiküllerin sentezi konusunda bugüne kadar ciddi ilerlemeler gerçekleştirilmiş olsada, floresan nanopartiküllerin geniş uygulama alanları bulmaları için ucuz ve yüksek verimli yöntemlerin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Buna ek olarak, floresan nanopartiküllerin toksik potansiyellerin ayrıntılı olarak incelenmesi, bu partiküllerin kullanılmasından doğabilecek istenilmeyen etkilerin önüne geçilmesi açısından oldukça önemlidir. Bu tez, asıl olarak çok fonksiyonlu floresans nanopartiküllerin sentezi için yeni ve basit yöntemlerin geliştirilmesi ve üretilen nanopartiküllerin biyolojik organizmalar ile uyumluluğunun araştırılması üzerine yoğunlaşmaktadır. Ayrıca, üretilen nanopartiküllerin biyolojik görüntüleme, terapi ve kimyasal teşhisi alanlarındaki uygulamalarıda rapor edilmektedir. İlk olarak, kendiliğinden bir araya gelme yöntemi kullanılarak, polietilenglikol (PEG) veya kısa dizili peptitler ile fonksiyonalize edilmiş mezoboşluklu silika nanopartiküller (MSN) hücre işaretleme ve kontrollü ilaç salımı uygulamalarında kullanılmak üzere sentezlenmiştir. Hazırlanan partiküllerin hücre ve kan uyumlulukları gösterilmiştir. Daha sonra, yüzey arttırıcı moleküllerin yarıdımı ile oldukça parlak silika nanopartiküllerin hazırlanması ve bu nanopartiküllerin değişik hücre çeşitleri ile olan uyumluluğu gösterilmiştir. Nanopartiküllerin hücre işaretleme, kemo- ve fotodinamik- terapi ve patlayıcı tespiti uygulamaları rapor edilmiştir. Bunlara ek olarak, nanopartiküllerin yüzey kimyasının nanopartiküllerin kan bileşenleri ile uyumluğu üzerine etkisi yüzeyleri değişik özelliklere sahip (iyonik, polar, nötür ve hidrofobik) fonksiyonel gruplarla modifiye edilmiş MSN' ler kullanılarak ayrıntılı olarak incelenmiştir. Son olarak, polidopamin nanopartiküllerin optik özellikleri incelenmiş ve yeni hazırlanmış polidopamin nanopartiküllerin floresan özellikte olduğu gösterilmiştir. Floresan polidopamin nanopartikül oluşumu, dopamine nörotransmitterinin hassas ve seçici bir şekilde tespit edilmesinde kullanılmıştır.