Kaliks[4]aren amit ve Schiff bazı türevleri kullanılarak sulu ortamda bazı farmasötik bileşiklerin kalitatif ve kantitatif olarak algılanması

Bu çalışmada, son yıllarda kullanımı artan ilaçların etken maddesi olan farmasötik bileşiklerin sulu ortamda kalitatif ve kantitatif olarak tespit edilmesi amaçlandı. Bunun için, farklı fonksiyonel gruplar içeren kaliks[4]aren Schiff bazı ve amit türevleri kullanılarak spektroskopik ve QCM sensör çalışmaları gerçekleştirildi. Rodamin B ve floresein yapıları kullanılarak sırasıyla kaliks[4]aren K-Rh ve K-Fl türevleri, 8-hidroksikinolin, 5-fenilazo-8-hidroksikinolin, benzatiyazol ve semikarbazit yapıları kullanılarak ise sırasıyla kaliks[4]aren K-8HQ, K-8HA, K-Ben ve K-SK türevleri sentezlendi ve tüm bileşiklerin yapıları 1H-NMR spektroskopisi ile doğrulandı. Bu bileşiklerin daha sonra seçilmiş bazı farmasötik bileşikler (askorbik asit (AA), difenhidramin (DIF), 4-dimetilaminoantipirin (DMAP), trimetoprim (TRI), sülfametoksazol (SUL), atenolol (ATE), naproksen (NAP), fenitoin (FEN), ibuprofen (IBU) ve parasetamol (PAR)) için sensör özellikleri öncelikle spektroskopik olarak incelendi. QCM sensör çalışmaları ise spektroskopik sensör özelliği olan bileşikler için gerçekleştirildi. K-Rh türevinin etanol-su ortamında farklı farmasötik bileşiklere karşı spektroskopik sensör özellikleri incelendiğinde AA'ya karşı florimetrik olarak seçimli ve hassas bir sensör olduğu görüldü. Burada K-Rh türevinin sensör özelliğinin ortaya çıkmasında yapı üzerinde halka açılma reaksiyonunun gerçekleşmesiyle 585 nm'de şiddetli bir emisyonun gözlenmesinin etkili olduğu şeklinde değerlendirildi. K-Rh:AA komplekleşmesinin 1:1 oranında gerçekleştiği ve sensörün LOD değerinin 2,59 µM olduğu belirlendi. K-Rh türevinin AA için QCM çalışmaları da gerçekleştirildi. Fonksiyonel grubun etkisini görmek amacıyla aldehit grubu taşıyan kaliks[4]aren K-4 türevi ile karşılaştırıldığında AA algılanmasında rodamin gruplarının etkili olduğu görüldü. Stokiyometrik oran değerlerinden algılamada K-Rh ve AA arasında 1:1 oranında etkileşim olduğu belirlendi. Bu da hem spektroskopik yöntemin hem de QCM yönteminin bu noktada birbirini doğruladığını gösterdi. K-Fl türevinin asetonitril-su ortamında farklı farmasötik bileşiklere karşı spektroskopik sensör özellikleri incelendiğinde kayda değer bir sonuç gözlenmedi. Bunun üzerine ikinci bir yöntem olarak K-Fl türevinin aynı koşullarda farklı katyonlara karşı spektroskopik sensör özellikleri incelendiğinde Cu2+ iyonuna karşı kolorimetrik olarak seçimli ve hassas bir sensör olduğu görüldü. Burada K-Fl türevinin sensör özelliğinin ortaya çıkmasında yapı üzerindeki floresein gruplarına bağlı olarak 535 nm'de şiddetli absorpsiyon maksimumu vermesinin etkili olduğu şeklinde değerlendirildi. K-Fl:Cu2+ kompleksleşmesinin 1:2 oranında gerçekleştiği ve sensörün LOD değerinin 5,3 µM olduğu belirlendi. Yöntemin devamında K-Fl:Cu2+ kompleksinin üzerine farklı farmasötik bileşikler ilave edildiğinde kolorimetrik olarak FEN için 652 nm'de yeni bir absorpsiyon maksimumunun oluştuğu görüldü. Aynı zamanda florimetrik olarak da FEN ilavesinde çözelti renginin değiştiği ve oluşan kompleksin floresein halkasını açmaya zorlayarak 518 nm'de şiddetli bir emisyon gerçekleştiği görüldü. Ayrıca K-Fl türevinin etanol-su ortamında farklı farmasötiklere karşı spektroksopik sensör özellikleri incelendiğinde ATE, NAP, FEN ve IBU için floresans spektrumunlarında değişimler gözlendi. Ancak burada ilgili farmasötik bileşiklerin bazik karakterli olmasından dolayı halkanın kompleksleşme nedeniyle değil de ortamın pH'sının değişmesinden dolayı açıldığı belirlendi. Bunun üzerine bu kez K-Fl türevinin etanol-su ortamında farklı katyonlara karşı spektroskopik sensör özellikleri incelendiğinde ise Hg2+ iyonu için floresein halkasının açılmasından dolayı 518 nm'de şiddetli bir emisyon gözlendi. K-Fl:Hg2+ kompleksleşmesinin 1:2 oranında gerçekleştiği ve sensörün LOD değerinin 0,15 µM olduğu belirlendi. K-Fl:Hg2+ kompleksinin üzerine farklı farmasötik bileşikler ilave edildiğinde ise kayda değer bir değişim gözlenmedi. K-8HA türevinin asetonitril-su ortamında farklı farmasötik bileşiklere karşı spektroskopik sensör özellikleri incelendiğinde kayda değer bir sonuç gözlenmedi. İkinci bir yöntem olarak aynı şartlarda K-8HA türevinin farklı katyonlara karşı spektroskopik sensör özellikleri incelendiğinde de kayda değer bir değişim olmadı. Bunun üzerine benzer yapıda ancak azo grubu içermeyen 8-hidroksikinolin ile fonksiyonlandırılmış K-8HQ türevinin asetonitril-su ortamında farklı farmasötik bileşiklere karşı spektroskopik sensör özellikleri incelendiğinde ise yine kayda değer bir değişim gözlenmedi. Ancak ikinci bir yöntem olarak K-8HQ türevinin aynı koşullarda farklı katyonlara karşı spektroskopik sensör özellikleri incelendiğinde Cu2+ iyonuna karşı kolorimetrik olarak seçimli ve hassas bir sensör olduğu görüldü. Burada K-8HQ türevinin sensör özelliğinin ortaya çıkmasında yapı üzerindeki 8-hidroksikinolin gruplarına bağlı olarak 490 nm'de şiddetli bir absorpsiyon maksimumu vermesinin etkili olduğu şeklinde değerlendirildi. K-8HQ:Cu2+ kompleksleşmesinin 1:1 oranında gerçekleştiği ve sensörün LOD değerinin 3 µM olduğu belirlendi. Yöntemin devamında ise K-8HQ:Cu2+ kompleksinin üzerine farklı farmasötik bileşikler ilave edildiğinde florimetrik olarak herhangi değişim gözlenmezken kolorimetrik olarak sadece DMAP için renk değişiminin gözlendiği ancak oluşan K-8HQ:DMAP kompleksinin kararlılığının zayıf olduğu görüldü. K-Ben türevinin DMSO-su ortamında farklı farmasötik bileşiklere karşı spektroskopik sensör özellikleri incelendiğinde kayda değer bir sonuç gözlenmedi. Bunun üzerine ikinci bir yöntem olarak K-Ben türevinin aynı koşullarda farklı katyonlara karşı spektroskopik sensör özellikleri incelendiğinde Zn2+ iyonuna karşı florimetrik olarak seçimli ve hassas bir sensör olduğu görüldü. Burada K-Ben türevinin sensör özelliğinin ortaya çıkmasında yapı üzerindeki benzotiyazol gruplarına bağlı olarak 480 nm'de şiddetli bir emisyon vermesinin etkili olduğu şeklinde değerlendirildi. K-Ben:Zn2+ kompleksleşmesinin 1:1 oranında gerçekleştiği ve sensörün LOD değerinin 2,6 µM olduğu belirlendi. K-Ben:Zn2+ kompleksinin üzerine farklı farmasötik bileşikler ilave edildiğinde ise DIF durumunda kompleksin bozulduğu ve 480 nm'deki emisyonun sönümlendiği görüldü. K-Ben türevinin DIF için QCM çalışmaları da gerçekleştirildi. Elde edilen frekans değişimleri incelendiğinde konsantrasyon değeri arttıkça, frekans değişiminin arttığı, ancak artış hızının giderek azaldığı görüldü. Stokiyometrik oran değerlerinden algılamada K-Ben ve DIF arasında 1:1 oranında etkileşim olduğu belirlendi. Bu da hem spektroskopik yöntemin hem de QCM yönteminin bu noktada birbirini doğruladığını gösterdi. K-SK türevi kaplı QCM sensörün farklı farmasötik bileşiklerin sulu ortamda algılama çalışmaları gerçekleştirildiğinde NAP ve IBU için en yüksek frekans değişimlerinin meydana geldiği, en düşük frekans değişiminin de AA için elde edildiği görüldü. Yapılan tüm QCM çalışmalarında kaplama kalınlığının etkisi incelendi ve kaplama kalınlığı arttıkça stokiyometrik oran değerlerinde azalma olduğu görüldü. Bunun başlıca sebebinin, yüzeyde bulunan algılayıcı madde miktarının fazla olması dolayısıyla kaplama sürecinde moleküllerin üst üste gelerek çoklu tabaka oluşturması nedeniyle algılayıcı bölgelerin kapanması olarak değerlendirildi. Her ne kadar düşük kaplama değerlerinde stokiyometrik olarak yüksek algılama gerçekleşse de algılama kapasitesi düşük oldu. QCM çalışmalarında etkileşimlerin adsorpsiyon prosesi üzerinden yürümesi nedeniyle Langmuir, Freundlich ve Scatchard izotermleri çizilerek adsorpsiyon parametreleri belirlendi.