Grafitik karbon nitrür (g-C₃N₄) uygulanan bakterilere ayva (Cydonia oblonga) ve böğürtlen (Rubus fruticosus) ekstraktlarının antimikrobiyal etkilerinin araştırılması

Günümüzde nanomalzemeler, artan bakteriyel direnç sorununa karşı yeni ve etkili çözümler sunmaları nedeniyle önem kazanmaktadır. Yapısal özellikler ile biyolojik yanıt arasındaki ilişkinin anlaşılması hem yeni malzeme tasarımına hem de mevcut uygulamaların geliştirilmesine katkı sağlamaktadır. Bu çalışmada, g-C₃N₄ belirli koşullar altında termal ve kimyasal tabakalarına ayrılma yöntemleriyle sentezlendi ve elde edilen nanoparçacıklar FT-IR, SEM, BET ile Zeta potansiyel ölçümleriyle karakterize edilmiştir. FT-IR sonuçları, 1200–1600 cm⁻¹ aralığındaki karakteristik titreşimlerin g-C₃N₄ bulk nanoparçacığında daha belirgin olduğunu, 2400 cm⁻¹ bölgesindeki geniş bandın ise tabaka ayrılma işlemleri sonrasında yapısal düzenin zayıfladığını göstermiştir. SEM görüntülerinde, bulk g-C₃N₄'ün heterojen bir yüzey yapısına sahip olduğunu; termal tabakaların ayrılmasında gözenekliliğin arttığı, kimyasal tabakada daha pürüzlü fakat homojen bir morfoloji oluşturduğu; termal-kimyasal kombine edilmiş tabaka ayrılma ile elde edilen nanoparçacıkta yüzey düzenini belirgin olarak iyileştirdiğini ortaya koymuştur. BET analizleri, termal işlemde edilen g-C₃N₄ nanoparçacığının daha yüksek yüzey alanı ve gözenek hacminin olduğunu; buna karşı olarak bulk ve kimyasal tabaka ayrılmasında elde edilen g-C₃N₄ nanoparçacıklarının daha sınırlı adsorpsiyon kapasitesi gösterdiği saptanmıştır. Zeta potansiyeli ölçümleri, bulk, termal ve kimyasal tabaka ayrılmasında, nanoparçacıkların −15 mV düzeyinde kararlı dispersiyon özellikler gösterdiğini, buna karşılık termal-kimyasal kombine edilen tabaka ayrışmasında g-C₃N₄ nanoparçacığın −10.3 mV ile daha düşük kararlılık gösterdiği tespit edilmiştir. Ayrıca, ayva ve böğürtlen yapraklarından elde edilen ekstraktların iyileştirici potansiyeli değerlendirilmiş; fenolik analizlerde sırasıyla 1916,37 ve 1746 mg GAE/g değerlerine ulaşan yüksek fenolik içerik belirlenmiş, DPPH ve CUPRAC sonuçları güçlü antioksidan kapasitenin olduğu değerlendirilmiş ve HPLC verileri ile fenolik çeşitlilik saptanmıştır. Diğer bir aşamada, g-C₃N₄ ve türevlerinin, bitki ekstraktlarıyla birlikte veya tek başına 32–0,0625 mg/mL aralığında test edilmesi sonucunda, özellikle termal-kimyasal kombine edilmiş tabaka ayrılmasında elde edilen g-C₃N₄'ün Gram pozitif türlerde 32 mg/mL düzeyinde aktivite gösterdiği belirlenmiştir. Bitki ekstraktları 2–8 mg/mL aralığında daha güçlü antibakteriyel aktivite göstermiştir; bazı birlikte uygulamalarda ise antagonistik OD artışları gözlemlenmiştir. g-C₃N₄ türevlerinin yapısal düzeni, yüzey özellikleri ve kolloidal davranışının biyolojik yanıtla yakından ilişkili olduğunu, bitki ekstraktlarının ise yüksek fenolik içeriğe bağlı güçlü bir iyileştirici potansiyel olduğu tespit edilmiştir. g-C₃N₄ ve türevlerinin yapısal özelliklerinin antibakteriyel yanıtı doğrudan etkilediğini; özellikle yüzey alanı ve morfolojisi iyileşen nanoparçacıkların Gram pozitif bakterilerde daha belirgin etkili olduğu değerlendirilmiştir. Ayva ve böğürtlen ekstraktlarının yüksek fenolik içerik ve güçlü antioksidan kapasite ile kayda değer bir biyolojik potansiyel sunduğu görülmüş; bazı birlikte uygulamalar antagonistik davranışlar sergilese de belirli koşullarda malzeme–ekstrakt uyumunun artırılabileceği anlaşılmıştır. Bu çalışma, hem g-C₃N₄ tabanlı nanoyapıların biyolojik uygulamalar için geliştirilmesine hem de bitki temelli doğal bileşiklerle desteklenen yeni antimikrobiyal stratejilerin tasarlanmasına yönelik bilimsel temeli güçlendirmektedir.