205
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Fesleğen (Ocimum basilicum L.) kallus kültürlerinin antioksidan kapasitesinin belirlenmesi
Bu çalışmanın amacı Ocimum basilicum L. bitkisinin farklı bitki büyüme düzenleyicileriyle yetiştirilen kallusların toplam fenolik, toplam flavonoid ve antioksidan kapasitesini belirlemektir. O. basilicum L. kalluslarının yetiştirilmesinde beş farklı bitki büyüme düzenleyicilerinin ikili kombinasyonları kullanılmıştır. Bu kapsamda, O. basilicum L. kallusları konsantrasyonları ve çözücüleri aynı tutularak bitki büyüme düzenleyicilerin etkisiyle oluşacak farkılıklar karşılaştırılmıştır. Kallus oluşumu gözlenen fesleğen bitkisi örneklerin her biri için ayrı ayrı olmak üzere toplam fenolik, toplam flavonoid ve antioksidan kapasite analiz ve belirleme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Böylece bitkinin kalluslarının antioksidan özelliklerini tespit edip, ileri dönemlerde ilaç, tarım, gıda, kozmetik gibi alanlara sunulmasının olumlu ve olumsuz etkileri/değerleri üzerinde tartışılması sağlanacaktır. Ayrıca, yapılan literatür taramalarında daha önce böyle bir çalışma türünün oldukça az olması, geliştirilebilir ve ilerletilebilir bir çalışma olması akademik önemini ve fesleğen bitkisinin literatür kaynağına katkısını arttıracaktır. Yapılan çalışmalardaki sonuçlar etanol ve metanol çözücülerine göre gösterilmiştir. O. basilicum L. kalluslarının etanol ekstrelerinin toplam fenolik madde miktarının 1.044±0.188 – 0.417±0.049 mg GAE/g arasında olduğu, metanol ekstrelerinin toplam fenolik madde miktarının ise 2.547±0.110 – 0.701±0.095 mg GAE/g arasında olduğu saptanmıştır. Flavonoid madde tayini için; etanol ekstrelerinin toplam flavonoid madde miktarının 2.058±0.122 – 0.446±0.063 mg kuersetin/g arasında olduğu, metanol ekstrelerinin toplam flavonoid madde miktarının ise 3.010±0.336 – 0.341±0.041 mg kuersetin/g arasında olduğu saptanmıştır. Antioksidan madde tayini için; etanol ekstrelerinin antioksidan madde miktarının 2.826±0.141 – 5.736±0.201 mmol/g TEAC arasında olduğu, metanol ekstrelerinin antioksidan madde miktarının ise 4.180±0.394 – 1.050±0.211 mmol/g TEAC arasında olduğu saptanmıştır.
Çeşitli bitki büyüme düzenleyicilerinin şeftali (Prunus persica (L.) Batsch) anacının in vitro çoğaltımı üzerine etkileri
Şeftali (Prunus persica L. ( Batsch) ), hem meyve hem de süs bitkisi olarak yetiştiriciliği yapılan bir bitki çeşididir. Şeftali bitkisinin geleneksel vejetatif çoğaltma yöntemleri, zaman alıcıdır ve mevsimsel olarak düşük çoğalma hızına sahiptir. Bu değerli bitki materyallerinin sınırlı kullanımına neden olur. Son yıllarda meyve fidan yetiştiriciliği "in vitro" kültür yöntemlerini kapsayan yüksek miktarlarda verim ve hastalıksız bitki üretimine olanak tanıyan "biyoteknolojik" yöntemlerle yapılmaktadır. Bu çalışmada şeftali bitkisinin mikroçoğaltımı için bir protokol geliştirmek amacıyla, nodal eksplantları kullanılarak sterilizasyon, sürgün oluşturma, köklendirme ve aklimatizasyon çalışmaları yapılmıştır. Nodal eksplantlar ilk olarak yüzey sterilizasyonu yapılıp; ticari NaOCl (% 5 NaOCl içeren-ACE) içerisinde farklı sürelerde ve farklı konsantrasyonlarda tutulmuştur. Sürgün oluşumu için bitki büyüme düzenleyicisi olarak (BBD); 0.5 ve 1 mg/ L Benzilaminopürin (BAP) ile beraber 0.25, 0.5, 1 mg/ L'lik 3 farklı konsantrasyondaki 5 tip oksin [Indol-3 Asetik asit (IAA), Indol-3 bütirikasit (IBA), Naftalin asetik asit (NAA), Pikloram (P), 2,4-Diklorofenoksiasetikasit (2,4-D)] kullanılmıştır. Besiyeri ortamı olarak MS (Murashige Skoog, 4.4 g/L) kullanılmış, 30 g/L sükroz, 8 g/ L agar ilave edilmiş ve pH'sı 5.75-5.80 aralığında tamponlanarak 121◦C'de 15 dakika otoklavlaşmıştır. Steril eksplantlar kültüre alınarak 24±2 ◦C'de 16 saat aydınlık /8 saat karanlık olan periyotlardaki kültür odasına alınmıştır. Belirli aralıklarla sürgün oluşumu gözlemlenmiş olup sürgün, yaprak sayısı ve uzunluğu kaydedilmiştir. Veriler varyans analizine (ANOVA) tabi tutulmuştur. En iyi sterilizasyon, seyreltilmemiş ticari NaOCl' ün 13 dakika muamele edildiği çalışmada elde edilmiştir. Sürgün oluşumu, en iyi 1 mg/L BAP+1 mg/L NAA içeren besiyerinde gözlemlenmiştir. "P" içeren besi yerlerinde sürgün yerine sadece kallus oluşumları gözlemlenmiştir. En az sürgün oluşumu ise, 2,4-D içeren besi yerlerinde kaydedilmiştir. Köklendirme aşamasında; 6 farklı şekilde hazırlanan MS+ Sükroz ve 0.25 0.5, 1, 2 mg/ L'lik IBA, NAA, 2,4- D, IAA kullanılmıştır. En fazla köklenme ¼ MS+ ¼ sükroz içeren 1 mg/ L NAA'lı besiyerinde kaydedilmiştir. IAA içeren besiyerlerinde hiçbir köklenmeye rastlanmamıştır. Son aşama olarak da gelişmesini tamamlamış köklü bitkicikler aklimatizasyon ortamlarına alınmış ve hayatta kalma oranları hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Prunus persica (L.) Batsch; mikroçoğaltım; in vitro; şeftali
Serbest ve immobilize edilmiş Saccharopolyspora erythraea suşu ile farklı bileşenleri içeren ortamlarda eritromisin üretimi
Bu çalışmada, serbest ve immobilize edilmiş Saccharopolyspora erythraea suşu kullanılarak farklı bileşenleri içeren ortamların eritromisin üretimi üzerine etkileri araştırılmıştır. Antibiyotikler, prokaryotik ve ökaryotik organizmaların belli bölgelerine olumlu ve/veya olumsuz yönde etki gösterebilen, düşük moleküler ağırlığa sahip, mikrobiyal kökenli sekonder metabolitlerdir. Eritromisin antibiyotiği klinikte en çok kullanılan makrolid grubunda yer alan bir antibiyotiktir. Çalışmamızda, eritromisin üretimi için, karbon kaynağı olarak farklı konsantrasyonlarda ticari glikoz ve şeker pancarı melası içeren iki farklı ortam kullanıldı. Bakteri hücreleri hem serbest olarak, hem de kalsiyum aljinat ve poliakrilamid jel ile immobilize edilerek eritromisin üretimi üzerine etkileri incelendi. Çalışmamız sonucunda, karbon kaynağı olarak kullanılan 60 g/l şeker pancarı melası fermantasyon ortamında 5. gün sonunda 0,271 µg/ml*saat ile en yüksek verimlilik değerine ulaşıldı. Yapılan immobilizasyon deneyleri sonucunda, kalsiyum aljinat immobilizasyonu ile 6. gün sonunda 0,584 µg/ml*saat ile en yüksek verimlilik değeri elde edildi. Sonuç olarak şeker pancarı melası karbon kaynağının ticari glikoza göre hem ucuz hem de 4,37 kat daha yüksek verimlilik değerine ulaşılmıştır. Ayrıca kalsiyum aljinat ile immobilizasyon sonunda serbest hücreye göre 2.16 kat daha yüksek verimlilik değerine ulaşılmıştır.
İn vitro sürgün ucu yöntemiyle erik Pprunus domestica L.) anacının klonal çoğaltımı
Eriğin, kültür tarihinin günümüzden 2000 yıl öncesine kadar gittiği ve daha o zamanlarda çok güzel ve çeşitli kültür çeşitlerinin bulunduğu bilinmektedir. Erik için dünya üzerinde sekiz ayrı anavatan bölgesi (gen merkezi) belirlenmiştir. Bu anavatan bölgelerinden biri de Anadolu'dur. Eriğin tipik olarak çoğaltımı, tohum, keserek vejetatif olarak ve aşılama ile yapılmaktadır. Keserek çoğaltma tercih edilmesine rağmen mevsime bağımlı oluşu, zahmetli ve çoğaltmak için geniş alanlar gerektiriyor olması yönleri ile zorluklar oluşturmaktadır. Tohum, kesme ve aşılama ile erik üretiminde karşılaşılan problemlerin in vitro kültür veya mikroçoğaltım ile üstesinden gelinebilmektedir. Erik bitkisinin mikroçoğaltımı için bir protokol geliştirmek amacıyla yapılan bu çalışmada sürgün ucu içeren eksplantlar kullanılarak sterilizasyon, sürgün oluşturma, köklendirme ve aklimatizasyon çalışmaları yapılmıştır. Eksplantlar ilk aşamada yüzey sterilizasyonuna tabi tutulup; EtOH (etanol) ve ticari NaOCl (% 5 NaOCl içeren-ACE)'de farklı sürelerde bekletilmiştir. Sürgün oluşumu için bitki büyüme düzenleyicisi olarak (BBD); 0.5 ve 1 mg/L 6-Benzilaminopürin (BAP) ile beraber 0.25, 0.5, 1 mg/ L'lik 3 farklı konsantrasyondaki IAA, NAA, IBA, 2,4D ve Picloram oksinleri kullanıldı. Besiyeri ortamı olarak MS kullanılmış, 30 g/L sükroz, 8 g/ L agar ilave edilerek pH'sı 5.7-5.8 aralığına tamponlanarak 121◦C'de 15 dakika otoklavlanmıştır. Steril eksplantlar besiyerine ekilmiş ve 22±2 ◦C'de 16 saat aydınlık 8 saat karanlık olan foto periyotlardaki kültür odasına alınmıştır. Belirli aralıklarla sürgün oluşumu gözlemlenmiş sürgün ve yaprak sayısı kaydedilmiştir. Elde edilen veriler varyans analizine (ANOVA) tabi tutulmuştur. Sterilizasyonda en iyi sonuç 30 sn % 70'lik EtOH ve 10 dk ticari NaOCl (% 5 NaOCl içeren-ACE) + 2-3 damla Tween 80 muamele edildiği çalışmada elde edilmiştir. En fazla sürgün oluşumu 1mg/l BAP+ IBA konsantrasyonları ile 0,5 mg/l BAP ve NAA konsantrasyonlarında gözlemlenmiştir. Sürgünlerin yaprak sayısı bakımında incelendiğinde 0,5 mg/L BAP+0,25 mg/L IBA içeren besiyerinde en fazla yaprak sayısı gözlemlenmiştir. Köklendirme aşamasında; iki farklı protokol (½ MS+ Tam sükroz ve 0.2, 0.3, 0.5, 1, 2 mg/ L'lik IBA ve ½ MS + ½ sükroz ve 0.2, 0.3, 0.5, 1, 2 mg/ L'lik IBA konsantrasyonları) kullanılmıştır. En fazla kök sayısı ½ MS+ ½ sükroz içeren 1 mg/ L IBA'lı besiyerinde kaydedilmiştir. Son aşama olarak da gelişmesini tamamlamış köklü bitkiler aklimatizasyon ortamlarına alınarak gelişimleri gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler; Prunus domestica L., mikroçoğaltım, erik, in vitro
Sığırlarda paratüberküloz hastalığının serolojik teşhisinde laboratuvar yapımı Elisa kitinin değerlendirilmesi
Paratüberküloz, Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis'in sebep olduğu, kronik gastroenteritis, ishal, zayıflama ve süt veriminde azalma ile seyreden ve bazen ölümle sonuçlanabilen bakteriyel bir enfeksiyondur. Hastalık sığırlarda uzun süre klinik belirti göstermeden subklinik olarak seyredebilir. Subklinik enfekte hayvanlar dışkı, süt ve kolostrumlarıyla etkeni saçarak hastalığın sağlam hayvanlara bulaşmasına neden olurlar. Paratüberküloz tüm dünyada görülen ve süt sığırı işletmelerinde önemli ekonomik kayıplara yol açan zoonotik karakterde bir hastalıktır. Bu araştırmanın amacı, laboratuvar yapımı Enzyme-Linked Immonosorbent Assay (ELISA) kiti ile Elazığ ilinde 2 yaşın üzerindeki sütçü sığırlarda paratüberkülozun yaygınlığını araştırmaktır. Bu amaçla görünürde sağlıklı 150 sütçü sığırdan kan serumu örnekleri toplandı. Mycobactin J ve ANV (amphotericin, nalidixic acid ve vancomycin) içeren Herrold's Egg Yolk Agar besiyerinde üretilen Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis suşundan (DSMZ 44133) antijen hazırlandı. Optimizasyon çalışmaları sonunda; antijenin 0.125 µg/kuyucuk şeklinde hazırlanan dilüsyonunun, serumun 1/60 ve konjugatın 1/20000 dilüsyonunun ELISA testinde kullanılabileceği belirlendi. ELISA testinde her serum çift olarak test edildi. Serum örneklerinin optik dansitelerinin aritmatik ortalamaları alınarak herbir serumun S/P oranı hesaplandı. İncelenen toplam 150 serumun 15'i (%10) pozitif, 4'ü (%2.66) düşük pozitif, 3'ü (%2) şüpheli ve 128'i (% 85. 33) negatif olarak saptandı. Bir ticari ELISA kiti ile karşılaştırma sonucunda, hazırlanan kitin sensitivitesi % 95 ve spesifitesi % 96 olarak hesaplandı. Hayvanların yaşına göre pozitiflik oranları arasındaki farklılık istatistiksel olarak önemli (p˂0.05) bulunmasına karşın, hayvan ırkına göre pozitiflik oranları arasındaki farklılık önemli bulunmadı (p>0.05). Bu çalışmanın sonuçları, Elazığ ilinde paratüberkülozun önemli bir sorun olduğunu ve koruma ve kontrol programlarının titizlikle uygulanması gerektiğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Paratüberküloz, Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis, Sığır, ELISA, Teşhis
Metabolik mühendisliği yaklaşımı ile likopenin mikrobiyal biyosentezi
Bu tez çalışmasında likopenin Escherichia coli bakterisinde metabolik mühendisliği yaklaşımı ile mikrobiyal üretimi amaçlanmıştır. Likopenin E. coli'de mikrobiyal üretimi için Gibson assembly metodu kullanılarak likopen sentezini gerçekleştiren enzimlerin anlatımını sağlayan genleri (crtEBI) içeren plazmidin (pAC-EHER-EBIidi) inşası gerçekleştirilmiştir. İnşa edilen plazmid farklı E. coli suşlarına (E. coli MG1655, E. coli NEB 10-beta, E. coli DH5α, E. coli DH5α-Pro, E. coli NEB-Turbo, E. coli XL1-Blue, E. coli TOP10, E. coli EPI300, E. coli DE3) aktarılmıştır ve plazmid aktarılan bu suşların sıvı kültürleri hazırlanmıştır. Hazırlanan sıvı kültürlerden zamana bağlı likopen üretimi 24 saatte bir asetonla likopen ekstraksiyonu ve ekstraksiyon ürünlerinin Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (HPLC) ile analizi yapılarak gerçekleştirilmiştir
Zeaksantin öncül maddesini kullanarak safran apokarotenoidlerinin heterolog mikrobiyal biyosentezi
Bitki sekonder metabolitleri; çiçeklerin rengi, yemeğin tadı, zararlılara ve hastalıklara karşı direnç gibi özellikler için çok önemlidir. Dahası, ilaçlar, boyalar ve kokular gibi birçok değerli kimyasal maddenin kaynağıdır. Bu nedenle, bitkilerde sekonder metabolit üretimi, daha iyi bir kimyasal üretmek, daha az toksik bir bileşik üretmek veya yeni bileşikler üretmek için mühendisliğini yapabilmek oldukça ilgi çekmiştir. Bitki sekonder metabolitleri ile ilgili yapılan çalışmalar son yıllarda giderek artmıştır. Sekonder metabolitlerin üretiminin geliştirilmesi ile ilgili yeni alanlar ortaya çıkmaya başlamıştır. Rekombinant Dna teknolojisi gibi yeni gelişen alanlar, sekonder metabolit yolaklarının üzerinde çalışmalar yaparak sekonder metabolit üretimini geliştirmeyi amaçlamışlardır. Fakat bu yolaklar üzerinde bazı sıkıntıların aşılması başarılamamıştır. Bu eksikliklerin giderilebilmesi için metabolik mühendisliği ve sentetik biyoloji gibi yeni gelişen ve çözüm odaklı çalışmalar başarıyı beraberinde getirmiştir. Bakteriler, mayalar gibi mikroorganizmaları kullanılarak bitkide üretimi olan metabolitlerin yolak yapısını bakteriye entegre edilerek metabolit üretimi arttrılmaya çalışılmıştır. Bu çalışmada bitkiye ihtiyaç duyulmadan yolak genleri bakteriye aktarılarak bitki sekonder metabolitleri üretim aşamaları geliştirilmiştir. Safran bitkisinde (Crocus sativus L.) bulunan sekonder metabolitleri olan krosin, safranal ve pikrokrosin sentez aşamaları incelenmiştir. Metabolit biyosentezinin geçekleşebilmesi için CCD2 ve UGT genlerinin plazmid inşaları yapılmıştır. Plazmid inşaları yapılan genlerin ekspresyonu için E. coli NEB 10-beta ve E. coli MG1655 soyları kullanılmıştır. Safran metabolitlerinin biyosentezi HPLC cihazı kullanılarak incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda HPLC analizlerine dayanarak pikrokrosin üretiminin gözlendiği fakat safranal ve krosin biyosentezinin gerçekleşmediği görülmektedir. Birçok alanda oldukça ekonomik değere sahip olan safran bitkisinin bitki-bağımsız üretilebilmesi için alternatif ve ilgi çekici çalışmalar yapılmıştır. Anahtar kelimeler: Sekonder metabolit, sentetik biyoloji, metabolik mühendisliği, safran, krosin, pikrokrosin, safranal, Crocus sativus L.
İmmobilize edilmiş Streptomyces griseus hücreleri ile streptomisin üretimi
Antibiyotikler, bakterileri öldüren veya gelişmesini durduran, biyolojik kaynaklı ya da sentetik olarak elde edilen, insan ve hayvan hastalıklarının tedavisinde yaygın olarak kullanılan biyoaktif maddelerdir. Streptomisin antibiyotiği pekçok hastalığın tedavisinde kullanılan bir antibiyotik olması yönüyle aminoglikozidler arasında önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmada serbest ve immobilize edilmiş S.griseus hücreleri kullanılarak farklı sıcaklık, farklı çalkalama hızı ve farklı karbon kaynekları içeren ortamların streptomisin antibiyotiğinin üretimi üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışmamızda, streptomisin üretimi için, karbon kaynağı olarak nişasta ve farklı konsantrasyonlarda şeker pancarı melası içeren iki farklı ortam kullanıldı. Hem serbest bakteri hücrelerinin hem de PVA/aljinat ile immobilize edilen bakteri hücrelerinin streptomisin üretimi üzerine etkileri incelendi. Çalışmamız sonucunda, karbon kaynağı olarak kullanılan 30 g/l şeker pancarı, 33oC sıcaklık ve 200 rpm fermantasyon ortamında 3. gün sonunda 0,986 µg/ml*saat ile en yüksek verimlilik değerine ulaşıldı. PVA/aljinat ile yapılan immobilizasyon deneyleri sonucunda ise ilk gün 2,019 µg/ml*saat ile en yüksek verimlilik değeri elde edildi. Sonuç olarak şeker pancarı melası karbon kaynağıyla yapılan deneylerde nişasta karbon kaynağına göre daha düşük maliyette bir streptomisin üretimi sağlanmış, daha yüksek verim ve verimlilik değerleri elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Streptomisin, İmmobilizasyon, Streptomyces griseus, Antibiyotik
Prinanın mikrodalga ısıtmalı auger reaktöründe pirolizinin incelenmesi
Bu çalışmada zeytin meyvesinden yağ üretimi sırasında bir yan ürün olarak elde edilen prinanın mikrodalga destekli bir Auger reaktörde pirolizinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu nedenle çalışmanın amaçları arasında, yeni bir tasarım olan mikrodalga ısıtmanın uygulanabileceği bir sonsuz vida ile kütle taşınımının sağlandığı Auger reaktörün hayata geçirilmesinin yanı sıra bu sistemde ürün verimi ve kalitesi üzerine piroliz şartlarının etkilerinin incelenmesi de yer almaktadır. Çalışmada ilk olarak sabit yataklı bir piroliz sisteminde prinanın pirolizi incelenmiştir. Daha sonra oluşturulan mikrodalga ısıtmalı bir auger sistemde prinanın pirolizi üzerine biyokütle akış hızı, mikrodalga absorplayıcı olarak aktif karbon miktarı ve mikrodalga gücünün etkileri deneysel tasarım teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalar sabit yatak pirolizi ve mikrodalga pirolizi ile elde edilen sıvı ve katı ürünlerin benzer özelliklere sahip olduğunu göstermiştir. Mikrodalga pirolizinde sıvı ürün verimini ve toplam gazlaşabilen ürün verimini besleme hızı, aktif karbon oranı ve mikrodalga gücünüe bağlayan model eşitlikleri elde edilmiştir. Sıvı ürün veriminin ve toplam gazlaşabilen ürün veriminin düşük akış hızlarında ve yüksek mikrodalga gücünde maksimum olduğu belirlenmiştir. Yapılan doğrulama deneyleriyle, ortaya konulan model eşitliğinin çözümünden elde edilen sonuçlar arasında yüksek bir uyum olduğu tespit edilmiştir. Maksimum verim 19,7 sürücü ayar değeri, % 18,66 aktif karbon içeriği ve % 94 mikrodalga gücü şartlarında sıvı ve toplam gazlaşan ürün verimleri olarak % 32,15 ve % 63,78 olarak elde edilmiştir.
Mikroalglerin ince tabaka kuruma davranışı ve kuruma model eşitliğinin belirlenmesi
Bu çalışmada, Porsuk çayına ait karışık kültür mikroalg örneklerinin çoğaltılarak kuruma davranışı ve kuruma model eşitliği belirlenmiştir. Bu amaçla, alg kültürü hava kaldırmalı bir fotobiyoreaktörde çoğaltılmıştır. Üretilen karışık mikroalg biyokütlesi (KMB) örneklerinin, bir tepsili kurutucuda kurutma deneyleri gerçekleştirilmiştir. 30 L hacim kapasiteli fotobiyoreaktör başlıca zaman ayarlı ışıklandırma ve havalandırma ekipmanlarından oluşmaktadır. KMB üretiminde literatürde de çok kullanılan Zarrouk besi yeri ortamı kullanılmıştır. Besi yeri hazır olan reaktöre aşılama ile ilave edilen karışık mikroalg kültürü 15 gün süre ile çoğaltılmıştır. Deney süresi sonunda reaktörlerden toplanan KMB örnekleri santrifüj edildikten sonra kurutma deneylerinde kullanılmak üzere +4 °C'de muhafaza edilmiştir. Kurutma deneyleri 0,5-1,5 m/s hava akış hız aralığı, 30-60 °C sıcaklık aralığı ve atmosferik şartlarda yürütülmüştür. Tipik bir kurutma deneyi, sıcaklık ve hava akış hızı ayarlanmış kurutucu haznesine yerleştirilen belirli bir miktar KMB'nin belirli zaman aralıklarında ağırlığının ölçülmesi şeklinde yapılmıştır. KMB örneklerinin ölçülen son iki ağırlık değeri yaklaşık aynı olunca deneyler sonlandırılmıştır. Süre ilerledikçe KMB nem içeriği değerlerinin çalışılan tüm sıcaklık değerlerinde azalarak sıfıra düştüğü gözlenmiştir. Kuruma eğrilerinden, 1,5 m/s akış hızı hariç, hava akış hızının sıcaklığa nazaran kuruma süresini belirgin şekilde etkilemediği sonucuna ulaşılmıştır. Düşük sıcaklıklarda (30 ve 40 °C) kuruma hızı eğrileri KMB örnekleri için tüm kurumanın iki ya da daha çok kademeli sabit hız periyodunda gerçekleştiğini göstermiştir. Bu durum kurumanın katı yüzeyinde meydana geldiğinin göstergesidir. Yüksek sıcaklıklarda (50 °C ve özellikle 60 °C) KMB kuruma olayının azalan hız periyodunda olduğu görülmüştür. 50 ve 60 °C'de KMB kuruma verilerinden faydalanarak oluşturulan t-lnM grafikleri yardımıyla etkin difüzyon katsayıları da hesaplanmıştır. Etkin difüzyon katsayısı değerlerinin hava akış hızından pek fazla etkilenmediği, buna karşılık artan sıcaklık ile arttığı belirlenmiştir. Bu çalışmada kuruma deney verilerinin çeşitli kuruma model eşitlikleri ile istatistiksel olarak karşılaştırılması da yapılmıştır. İstatistiksel analiz sonucunda KMB örneklerinin kuruma olayını en iyi Modified Page eşitliğinin temsil ettiği saptanmıştır. Bu çalışmanın son aşamasında kurutulan KMB örneklerinin karakteristik analizleri gerçekleştirilmiştir. Protein, yağ, SEM, FTIR gibi analizler sonucunda genel olarak literatürdeki mikroalg örneklerine benzer sonuçlar elde edildiği söylenebilir.
Kiraz sineği (Rhagoletis cerasi L.) (Diptera:Tephritidae) mücadelesinde ışık kaynağı ilaveli sarı renkli yapışkan tuzakların farklı tonları ile sürüm tekniklerinin etkilerinin belirlenmesi
Bu çalışma; kiraz sineği (Rhagoletis cerasi L.) mücadelesinde farklı tonda sarı renkli tuzakların ışıklı ve ışıksız formları ile farklı sürüm tekniklerinin kiraz sineği populasyonuna etkilerini belirlemek amacıyla 2019 yılında yürütülmüştür. Çalışmalar Harput lokasyonu ile Elazığ Merkez Sütlüce köyünde yürütülmüştür. Dört farklı tuzak rengi ışıklı ve ışıksız olarak Rebell® amarillo tuzağı ile karşılaştırılmıştır. 1023 renkli ışıklı tuzak standart Rebell® amarillo tuzağına kıyasla daha fazla sayıda kiraz sineği erginini çekmiştir. Ayrıca 1023 renkli ışıklı tuzakların asılı olduğu ağaçlardan toplanan meyvelerin vuruk oranı %1 olarak hesaplanmışken, Rebell tuzağının asılı olduğu ağaçlardan toplanan meyvelerin vuruk oranı %3 olarak hesaplanmıştır. Görsel tuzakların ışık ile kombinasyonunun ışıksız tuzaklardan daha iyi çekim etkinliğine sahip olduğu belirlenmiştir. İstatistiki analizler sonucunda kontrol ile 1016 ışıksız arasında, kontrol ile 1023 ışıksız arasında, 1016 ışıksız ile 1003 ışıklı arasında 1016 ışıksız ile 1021 ışıklı arasında, 1016 ışıksız ile 1023 ışıklı arasında, 1023 ışıksız ile 1021 ışıklı arasında, 1023 ışıksız ile 1023 ışıklı arasında, 1003 ışıksız ile 1021 ışıklı arasında, 1003 ışıksız ile 1023 ışıklı arasında, 1021 ışıksız ile 1023 ışıklı arasında p-değeri < 0.05 olduğundan anlamlı fark vardır. Ayrıca; kontrol ile 1016 ışıklı arasında, kontrol ile 1003 ışıklı arasında, kontrol ile 1021 ışıklı arasında, kontrol ile 1023 ışıklı arasında, 1016 ışıksız ile 1003 ışıklı arasında 1016 ışıksız ile 1021 ışıklı arasında, 1016 ışıksız ile 1023 ışıklı arasında, 1023 ışıksız ile 1021 ışıklı arasında, 1023 ışıksız ile 1023 ışıklı arasında, 1003 ışıksız ile 1021 ışıklı arasında, 1003 ışıksız ile 1023 ışıklı arasında p-değeri < 0.05 olduğundan anlamlı fark ortaya çıkmıştır. Bu çalışmanın sonuçları; kiraz entegre mücadele çalışmaları ile organik tarımda zararlılarla mücadele çalışmaları açısından önemli sonuçlar içermektedir.
Farklı bitkisel ekstraktlarının tribolium confusum (Caleoptera: Tenebrionidae) üzerine etkilerinin belirlenmesi
Bu çalışma; 2019 yılında yürütülmüştür. Çalışmada; Grainpro AITC-Alpha, Grainpro AITC-EUC, Grainpro AITC-GAMMA ve Grainpro Gamma Eug formülasyonlarının Tribolium confusum (Coleoptera: Tenebrionidae) üzerindeki ölüm oranlarına etkileri incelenmiştir. Ergin bireylere karşı yapılan ilaç uygulamalarının uygulamanın yapıldığı ikinci günden sonra beslenme engelleyici etki yaptığı; ancak belirli sayıda bireyinin ise uygulamaya rağmen buğday daneleriyle beslenme olmadan yaşamaya devam ettiği gözlemlenmiştir. Bu formülasyonların; akut toksik etkisinden çok repellent etkisinin daha fazla öne çıktığı belirlenmiş, ileriki çalışmalarda bu doğrultuda çalışmaların detaylandırılmasının daha etkili sonuçlar elde etme anlamında kazanımlar sağlayacağı belirlenmiştir. Ergin bireylerin ölüm oranlarına bakıldığında; Grainpro AITC-Alpha'nın 1 µL dozunda 96 saat sonunda bireylerin %24'ünü öldürdüğü, Grainpro AITC-EUC'nin 1 µL dozunda 96 saat sonunda bireylerin %40'ını öldürdüğü, Grainpro AITC-GAMMA'nın 1 µL dozunda 96 saat sonunda bireylerin %26'sını öldürdüğü, Grainpro Gamma Eug'un 1 µL dozunda 96 saat sonunda bireylerin %40'ını öldürdüğü belirlenmiştir. Doz arttırımıyla Grainpro AITC-EUC 1,10 µL dozunun 8. Günde bireylerin % 50'sini öldürdüğü saptanmıştır. Bu çalışmanı sonuçları bu zararlıyla mücadelede bitkisel ekstraktlarla mücadele açısından önemlidir.
FE3O4-ÇDKNT yapısının sentezlenmesi ve sulu çözeltilerden antibiyotik gideriminde kullanımının incelenmesi
Bu çalışmada, insan ve veteriner tıbbi uygulamalarında sıklıkla kullanılan sülfametoksazol (SMZ) ve oksitetrasiklin (OTC) antibiyotiklerinin sulu çözeltilerden manyetik çok duvarlı karbon nanotüpler (Fe3O4-ÇDKNT) kullanılarak giderimi incelenmiştir. Fe3O4-ÇDKNT sentezi, kimyasal ortak çöktürme yöntemiyle gerçekleştirilmiştir ve tüm deneyler Cevap Yüzey Yöntemi (CYY) kullanılarak modellenmiştir. Modelleme çalışmasında cevap değişkeni olarak seçilen antibiyotik giderim yüzdesi üzerine etkin olan parametreler, çözelti başlangıç pH'ı, antibiyotik konsantrasyonu, Fe3O4-ÇDKNT konsantrasyonu ve temas süresi olarak seçilmiştir. Varyans analizleri (ANOVA) sonucunda SMZ ve OTC giderimleri için yüksek regresyon katsayıları elde edilmiştir. SMZ ve OTC antibiyotiklerinin sulu çözeltilerden Fe3O4-ÇDKNT ile giderimi üzerine sıcaklığın etkisini incelemek amacıyla farklı sabit sıcaklıklarda (20, 30, 40 ve 50 oC) süreye bağlı olarak deneyler gerçekleştirilmiştir. Bu veriler sözde I. mertebe ve sözde II. mertebe adsorpsiyon kinetik modellerine uygulanmıştır ve proseslerin sözde II. mertebeden kinetik modele daha iyi uyduğu belirlenmiştir. İzoterm çalışmaları sonucunda, SMZ adsorpsiyonunun Langmuir ve Redlich-Peterson izotermine, OTC adsorpsiyonunun ise Freundlich ve Redlich-Peterson izotermine daha iyi uyum gösterdiği belirlenmiştir. Adsorpsiyon prosesleri için termodinamik parametreler (ΔH°, ΔG°, ΔS°) değerlendirilmiştir. ΔH° değerleri SMZ ve OTC giderimleri için sırasıyla, -16.08 ve -17.44 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Sonuçlar, adsorpsiyon proseslerinin ekzotermik olduğunu göstermiştir. SMZ ve OTC adsorpsiyon deneylerinin yapıldığı tüm sıcaklıklarda ΔG° değerlerinin negatif olduğu görülmüştür. Bu durum belirtilen sıcaklıklarda proseslerin kendiliğinden gerçekleştiğini göstermiştir. Elde edilen ΔS° değerlerinin pozitif olması SMZ ve OTC moleküllerinin Fe3O4-ÇDKNT yüzeyine rastgele adsorplandıklarını göstermiştir. Ayrıca, sentezlenen Fe3O4-ÇDKNT'lerin karakterizasyonu için SEM, FTIR, BET yüzey alanı ve pHzpc analizleri yapılmıştır. Karakterizasyon çalışmalarıyla hem sentezlenen Fe3O4-ÇDKNT'in hem de adsorpsiyon sonrası Fe3O4-ÇDKNT'in yüzey ve fonksiyonel özelliklerinin durumu ortaya konulmuştur.
Dolgulu kolon biyoreaktör sisteminde glukonik asit üretimi
Bu çalışmada hammadde kaynağı olarak önemli bir maliyet unsuru olan glukoz yerine pancardan şeker üretimi esnasında oluşan yan ürünlerden melas ve küspe ile Aspergillus niger kullanılarak Raimbault kolonda ticari olarak en fazla üretilen organik asitlerden glukonik asit üretimi araştırılmıştır. Raimbault kolonlarında biyoreaktör işletme koşullarının incelenmesi ve bu değişkenlerin glukonik asit üretimine etkilerinin gözlenmesi bu çalışmanın temel amacıdır. Glukonik asit üretimi amacıyla Raimbault kolonda radyal sıcaklık gradyanlarını azaltmak için 3 cm kolon çapı seçilmiştir ve 20 cm yükseklikte tasarlanmıştır. Çalışmada, Raimbault kolon biyoreaktörde glukonik asit üretimi üzerine fermantasyon sıcaklığı, tanecik boyutu, dolgu miktarı ve havalandırma hızı olmak üzere 4 işletme parametresinin etkisi Merkezi Kompozit Tasarım yardımıyla incelenmiş ve sonuçlar istatistiksel olarak aynı program ile analiz edilmiştir. Belirli zamanlarda alınan örneklerdeki glukonik asit miktarları yüksek performanslı sıvı kromotografisi kullanılarak tayin edilmiştir. Sonuç değişkeni olarak glukonik asit konsantrasyonu ve glukonik asit verimliliği ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Glukonik asit konsantrasyonunun cevap değişkeni olarak belirlendiği deney sonuçlarıyla istatiksel olarak önerilen uygun matematiksel ifadenin kuadratik formda olduğu görülmüştür. Sonuç değişkeni olarak zamanın da etkisinin olduğu verimlilik sonuç değişkenine önerilen uygun model ise lineer matematiksel denklem formunda elde edilmiştir. Deneysel sonuçlarının istatiksel analizleri sonucunda reaktör dolgu miktarındaki artış ve tanecik boyutundaki azalma, glukonik asit üretiminde önemli bir artışa neden olduğu görülmüştür. Kolon içeriğindeki dolgu miktarı önemli bir reaktör işletme parametresidir. Dolgu miktarındaki artış ile glukonik asit konsantrasyonu ve verim miktarı lineer olarak arttığı görülmüştür. Raimbault kolon sıcaklığının glukonik asit üretiminde önemli bir parametre olduğu, en uygun ortam sıcaklığının merkez nokta civarında (29 ⁰C) olduğu görülmüştür. En yüksek glukonik asit konsantrasyonu (40 g/L) hava besleme hızının ve dolgu miktarının üst (0,5 L/sa, 10 g), tanecik boyutun alt (0,6 mm) ve ortam sıcaklığının merkez noktasında elde edilmiştir.
E. coli w pqq+ ve e. coli w pqq+vgb+ rekombinant suşları kullanılarak sentetik ortamda glukonik asit üretimi
Bu çalışmada, bir TUBİTAK (117R003) Projesinde yapılan çalışmalarla elde edilen iki farklı E. coli W rekombinant suşu kullanılarak glikoz bazlı besiyerinden glukonik asit üretim özellikleri araştırılmıştır. E. Coli W pqq + vgb- suşu yalnızca heterolog PQQ genine sahipken, E. Coli W pqq+ vgb+ suşu, PQQ geninin yanı sıra vitrocilla hemoglobin genine sahiptir. Placket-Burman (PB) deneysel tasarım tekniği kullanılarak glukonik asit üretimi için önemli besiyeri bileşenlerini belirlemeye yönelik çalışmaların sonuçları, her iki suş için glikozun yanı sıra önemli bileşenlerin Na2HPO4, maya ekstraktı, CaCO3 olduğunu göstermiştir. Bu ortam bileşenlerinin miktarını optimize etmek için Merkezi Bileşik Tasarım (MKD) yöntemi kullanılarak ikinci bir deneysel tasarım çalışması yapılmıştır. Her iki suş için optimum ortam bileşen konsantrasyonları 150 g/L glikoz, 1,5 g/L Na2HPO4, 7,5 g/L maya ekstraktı ve 30 g/L CaCO3 olarak belirlendi. Erlen çalışmalarında, 30℃ sıcaklık ve 200 rpm çalkalama hızı koşullarında optimize edilmiş ortam kompozisyonu için her iki suş için maksimum glukonik asit konsantrasyonları yaklaşık 150 g/L olarak belirlenmiştir. Optimize edilmiş ortam bileşimi için 30℃ sıcaklık, 650 d/dk karıştırma hızı, 3 L/dak hava besleme koşulları altında bazı biyoreaktör deneyleri gerçekleştirildi. Biyoreaktör çalışmasının sonuçları, glukonik asit fermentasyonunun her iki suş için yaklaşık 32 saat içinde tamamlandığını gösterdi. Bu nedenle biyoreaktördeki fermantasyon işleminin erlen çalışmalarına göre yaklaşık 4,5 kat daha hızlı olduğu söylenebilir. Sonuç olarak, E. coli W'dan elde edilen rekombinant suşların, A. niger gibi klasik mikroorganizmalarla karşılaştırıldığında yüksek verimlilik ve hızlı fermantasyon gibi önemli avantajlara sahip olduğu söylenebilir.
Farklı mikroorganizmalar kullanılarak çay atıklarından biyoetanol üretiminin incelenmesi
Bu çalışmada, substrat kaynağı olarak çay atıkları kullanılarak farklı mikroorganizmalar ile biyoetanol üretimi incelenmiştir. Çay atıklarına asidik, bazik ve enzimatik ön işlem teknikleri uygulanarak holoselüloz (selüloz+hemiselüloz) yapıdan indirgen şekerler elde edilmiştir. Seyreltik asit hidroliz deneylerinde sıcaklık, süre, katı konsantrasyonu, asit konsantrasyonu ve partikül büyüklüğü parametrelerinin optimizasyonu yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre çay atığının seyreltik sülfürik asit ile hidroliz edilmesinde optimum koşullar sıcaklık 120 °C, süre 130 dk., çay konsantrasyonu 55 g/L, asit konsantrasyonu % 1,15 (v/v) ve geometrik ortalama partikül boyutu 840 µ olarak belirlenmiştir. Optimum koşullarda gerçekleştirilen hidrolizde holoselüloz yapıda bulunan şekerlerin % 38'i hidrolizat ortamına alınmıştır. Fermantasyon çalışmaları 250 mL'lik erlenlerde 100 mL çalışma hacminde oksijensiz koşullar sağlanarak kesikli olarak yürütülmüştür. Bu koşullarda farklı mikroorganizmalar kullanılarak gerçekleştirilen fermantasyonda hidrolizat ortamında bulunan 20 g/L indirgen şekerden E.coli KO11 ile 5,1 g/L ve S. cerevisiae ile 3 g/L biyoetanol üretim verimi elde edilmiştir. Ayrıca tez çalışmalarında fabrika atığı, yeşil çay ve paket çay olmak üzere farklı çayların da hidroliz ve biyoetanol üretim verimleri incelenerek atık çay ile karşılaştırmalar yapılmıştır.
Piyasada hazır halde satılan pul biberdeki aflatoksin B1 miktarının amonyak ile azaltılması
Küflerin çevresel faktörlerle kolaylıkla taşınabilir olması, çeşitli gıda ürünlerinde çoğalıp, bu ürünlerin bozulmalarını hızlandırmaktadır. Bazı küf türleri, bu tarz bozulmalara yol açmakla kalmayıp, insan sağlığını tehdit eden mikotoksinlerin (toksik metabolit) oluşmasına da sebep olmaktadır. Şu ana kadar çok sayıda mikotoksin çeşidi tespit edilmiş ve sınıflandırılmıştır. Yapılan bilimsel çalışmalar en tehlikeli ve yaygın görülen mikotoksin grubunun aflatoksinler olduğunu ortaya koymuştur. Aflatoksinlerin en tehlikelisi de aflatoksin B1'dir. Çeşitli gıda ürünlerindeki aflatoksin B1 miktarının azaltılması için bugüne kadar çok sayıda bilimsel çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada, önemli bir ticari ürün olan ve aynı zamanda çoğunlukla aflatoksin B1 içeren pul biber, açık bir sistemde; belirli sıcaklık (100-121 oC), süre (5-75 dk) ve konsantrasyonlardaki (%0-2) amonyak çözeltisi buharına maruz bırakılmıştır. Böylece, pul biberdeki aflatoksin B1'in önemli ölçüde giderilmesi sağlanmıştır. Daha sonra, olası yapısal farkların tespiti için FTIR analizleri yapılmıştır.
Katı hal biyoreaktöründe α-amilaz üretiminin incelenmesi
Bu çalışmada, katı substrat fermentasyonunda kullanılan önemli biyoreaktör tasarımlarından biri olan döner tambur biyoreaktör, yarı katı hal fermentasyonuna uygun bir şekilde tasarlanmış ve reaktör işletme parametrelerinin α-amilaz üretimi üzerine etkileri deneysel tasarım yöntemiyle incelenmiştir. Döner tambur biyoreaktör tasarımında oksijen transfer etkinliğinin artırılması amacıyla seramik mikro hava difüzörü kullanılmıştır. α-Amilaz üretim çalışmalarında daha önce erlenlerde yapılan çalışmalarda belirlenen optimum koşular (25 g/l mısır kepeği, 10 g/l yeast ekstrakt ve 1 g/l KH2PO4) kullanılmıştır. Erlenlerde yapılan çalışmalarda en yüksek enzim aktivitesi 20,68 U/ml değerine ve spesifik verimlilik 25,36 U/g mısır kepeği.st değerine ulaşılmıştır. Döner tambur biyoreaktörde fermentasyon esnasında pH, çözünmüş oksijen konsantrasyonu, sıcaklık ile çıkış gazındaki oksijen ve karbon dioksit konsantrasyonu online olarak takip edilmiştir. -Amilaz aktivitesinin tayini için dinitrosalisilik asit metodu (Bernfeld, 1955) kullanılmıştır. Döner tambur biyoreaktör'de α-amilaz üretimi üzerine devir sayısı, havalandırma hızı, doluluk oranı, difüzörün gözenek çapı, tampon boyutu, ortam sıcaklığı ve aşı miktarı olmak üzere 7 reaktör işletme parametresinin etkisi Plackett-Burman tasarımı ile incelenmiştir. Plackett-Burman tasarımndan elde edilen ANOVA sonuçlarına göre Model F-değerinden (17,46) ve çok düşük probabilite değerinden (0,0075) anlaşıldığı üzere, model anlamlıdır. Devir sayısı, havalandırma hızı ve tampon boyutu değişkenlerine ait temel etkiler Bu çalışmada, katı substrat fermentasyonunda kullanılan önemli biyoreaktör tasarımlarından biri olan döner tambur biyoreaktör, yarı katı hal fermentasyonuna uygun bir şekilde tasarlanmış ve reaktör işletme parametrelerinin α-amilaz üretimi üzerine etkileri deneysel tasarım yöntemiyle incelenmiştir. Döner tambur biyoreaktör tasarımında oksijen transfer etkinliğinin artırılması amacıyla seramik mikro hava difüzörü kullanılmıştır. α-Amilaz üretim çalışmalarında daha önce erlenlerde yapılan çalışmalarda belirlenen optimum koşular (25 g/l mısır kepeği, 10 g/l yeast ekstrakt ve 1 g/l KH2PO4) kullanılmıştır. Erlenlerde yapılan çalışmalarda en yüksek enzim aktivitesi 20,68 U/ml değerine ve spesifik verimlilik 25,36 U/g mısır kepeği.st değerine ulaşılmıştır. Döner tambur biyoreaktörde fermentasyon esnasında pH, çözünmüş oksijen konsantrasyonu, sıcaklık ile çıkış gazındaki oksijen ve karbon dioksit konsantrasyonu online olarak takip edilmiştir. -Amilaz aktivitesinin tayini için dinitrosalisilik asit metodu (Bernfeld, 1955) kullanılmıştır. Döner tambur biyoreaktör'de α-amilaz üretimi üzerine devir sayısı, havalandırma hızı, doluluk oranı, difüzörün gözenek çapı, tampon boyutu, ortam sıcaklığı ve aşı miktarı olmak üzere 7 reaktör işletme parametresinin etkisi Plackett-Burman tasarımı ile incelenmiştir. Plackett-Burman tasarımndan elde edilen ANOVA sonuçlarına göre Model F-değerinden (17,46) ve çok düşük probabilite değerinden (0,0075) anlaşıldığı üzere, model anlamlıdır. Devir sayısı, havalandırma hızı ve tampon boyutu değişkenlerine ait temel etkiler sahip oldukları düşük p değerleri (p<0,05) ile istatistiksel açıdan önemli bulunmuştur. Plackett-Burman tasarımının önerdiği doğrulama deneyinde devir sayısının (18 rpm), havalandırma hızının (2 l/dk) ve tampon boyutunun (4 cm) olduğu şartlarda enzim aktivitesi 26,64 U/ml değerine ve spesifik verimlilik 50,86 U/g mısır kepeği.st değerine ulaşılmıştır.sahip ol dukları düşük p değerleri (p<0,05) ile istatistiksel açıdan önemli bulunmuştur. Plackett-Burman tasarımının önerdiği doğrulama deneyinde devir sayısının (18 rpm), havalandırma hızının (2 l/dk) ve tampon boyutunun (4 cm) olduğu şartlarda enzim aktivitesi 26,64 U/ml değerine ve spesifik verimlilik 50,86 U/g mısır kepeği.st değerine ulaşılmıştır.
Şeker pancarı melasından gluconacetobacter xylinus nrrl b-759 kullanarak farklı kültür teknikleri ile bakteriyel selüloz üretimi
Bu çalışmada, şeker pancarı melasından Gluconacetobacter xylinus NRRL B-759 kullanarak farklı kültür teknikleri (geleneksel statik ve kademeli kolon statik kültür) ile bakteriyel selüloz (BS) üretimi incelenmiştir. Deneyler fermantasyon süresi belirleme, optimizasyon, kademeli kolon statik kültür (KKSK) ve üretilen BS'lerin karakteristik özelliklerinin belirlenmesi aşamalarından oluşmaktadır. KKSK ve geleneksel statik kültür tekniğiyle yapılan çalışmalar 20-120 g/L şeker konsantrasyonlarında 100-500 ml kültür hacimlerinde ve % 5-15 inokülasyon hacimlerinde yürütülmüştür. Fermantasyon ve KKSK sisteminde kademeler arası geçiş süresinin belirlenmesi için Hestrin-Schraam (HS) besi yerinde glikoz tüketimi ve BS oluşumu 20 gün boyunca incelenmiş ve fermantasyon süresi ile kademeler arası geçiş süresi 10 gün olarak bulunmuştur. Belirlenen fermantasyon süresinde RSM' den elde edilen optimizasyon sonuçları şeker konsantrasyonu-kültür hacmi etkileşiminin optimum BS üretiminde en önemli parametre olduğu göstermiştir. Çalışma kapsamında geleneksel statik kültür ve yeni geliştirilen KKSK karşılaştırılmıştır. KKSK deneyleri ile statik kültürde substrat inhibisyonu ve pH'nın BS üretimine negatif etkisinin olmadığı şartlarda hava transferi probleminin giderildiği görülmüştür. KKSK deneyleri sonucunda 20 ve 40 g/L şeker konsantrasyonlarında geleneksel statik kültüre göre BS üretiminde önemli bir artış gözlemlenmemiştir. Fakat 60, 80 ve 100 g/L şeker konsantrasyonlarında KKSK' da BS üretimi sırasıyla % 12.46, % 17.49 ve % 22.02 oranlarında artmıştır. Son olarak, bu çalışmada üretilen BS'ler için yapılan su tutma kapasitesi, SEM, FTIR, XRD, TGA ve çekme testleri gibi karakteristik özelliklerin literatürde üretilen BS'ler standardında olduğu görülmüştür.
Safran (Crocus sativus L.) bitkisinin mikroçoğaltımı
Bu çalışmada, in vitro şartlarda safran (Crocus sativus L.) bitkisinin soğanlarından elde edilen sürgün uçları kullanılarak, somatik embriyo üretimi amaçlanmıştır. Bu amaçla; besin ortamlarına farklı kombinasyon ve konsantrasyonlarda bitki büyüme düzenleyicileri eklenmiş ve bunların somatik embriyo oluşumu üzerine etkileri incelenmiştir.
Salep orkidelerinin mikroçoğaltımı
Bu çalışmada, salep eldesi için bilinçsiz toplama sonucu yok olma tehdidiyle karşı karşıya olan ve mikroçoğaltımı amaçlanan Orchis laxiflora bitkisinin yumrularından elde edilen sürgünler eksplant kaynağı olarak kullanılıp in vitro ortamda yumru elde edebilmek amaçlanmıştır. Yumrulardan sürgün elde etmek için Murashige Skoog (MS) besin ortamı kullanılmıştır. Farklı konsantrasyonlardaki yüzey sterilizatörleri farklı sürelerle uygulanarak sterilizasyon işlemi yapılan yumrular MS besin ortamlarına ekildikten 45 gün sonra sürgünler elde edilmiş ve bu sürgünler Benzil Amino Pürin (BAP)'ın iki farklı konsantrasyonu (0,5 mg/L ve 1 mg/L) ile Naftalin Asetik Asit (NAA), Pikloram(P), İndol Asetik Asit (IAA), İndol Bütirik Asit (IBA) ve Diklorofenoksi asetik asit (2,4D) bitki büyüme düzenleyicilerin (BBD) farklı konsantrasyon ve kombinasyonlarının olduğu MS besin ortamlarına ekilerek yumru oluşumu açısından gözlemlenmiştir. Sonuç olarak 30 gün sonra yumru oluşmaya başlamıştır. Yumru oluşumu açısından en etkin konsantrasyon 0,5mg/L BAP ile 0,05mg/L NAA BBD' lerinin birlikte kullanılmasıyla sağlanırken en az etki gösteren BBD' ler ise 2,4D ve IBA olmuştur. Yumru gelişimleri diğer BBD' lerde farklı oranlarda gözlendi.
Sarı kar lalesi (Fritillaria minima rıx)'nin doku kültürüyle çoğaltılması
Bu çalışmada ülkemiz için endemik ve türü tehlike altındaki Fritillaria minima Rix'in in vitro çoğaltımı amaçlandı. Bitkinin soğan, açmamış çiçek tepalleri ve çiçek saplarının eksplant kaynağı olarak kullanıldığı deneylerde, besin ortamı olarak MS (vitaminli) ortamı kullanıldı. %3 ve %6 sükroz ile NAA, IAA ve BA gibi bitki büyüme düzenleyicileri (PGR) kullanılarak Fritillaria minima'nın farklı eksplantlarının kallus ve organogenezis oluşum oranları belirlendi. Yüzey sterilizasyonu işlemleri farklı konsantrasyonlarda etil alkol ve sodyum hipoklorit (NaOCl) kullanılarak yapıldı. Eksplantlar 20±1 oC'de gelişmeye bırakıldı. 8 saat karanlık ve 16 saat ışık fotoperiyot uygulandı. İlk 30 günlük inkübasyon sonunda, tüm soğan eksplantlarında görülen enfeksiyon oranı %6 seviyesinde tutulmuştur. Burada gelişme görülmeyen ve enfekte olan eksplantlar gelişmeyen eksplantlar kategorisinde değerlendirilmiştir. Buna bağlı olarak canlı kalan eksplant oranı %92.06 olarak belirlenmiştir. Canlı kalan eksplantlardan soğan eksplantlarının %25.43'ünde kallus oluşumu, %9.05 inde soğancık oluşumu görüldü. 120 günlük inkübasyon süresinin sonunda en iyi sonuç %3 sükroz içeren yüksek sitokininli ortam (1 BA + 0.6 NAA + 0.4 IAA)'da alındı. Bu ortamda soğan eksplantlarının %94.29'sinde direkt veya endirekt organogenez, geriye kalan %5.71'inde sadece kallus oluşumu görüldü. PGR içermeyen temel besi ortamında sükroz bulunmadığı zaman %37.93 oranında kallus oluşumu görüldü. %3 sükroz içeren yüksek sitokinin ortamında indirekt organogenezle %40 oranında sürgün oluşumu meydana geldi. İndirekt organogenezle meydana gelen en yüksek soğancık oluşumu ise %3 sükroz içeren düşük sitokinin ortamında elde edildi (%35.29). %6 sükroz içeren yüksek sitokininli ortam direkt organogenezle sürgün oluşumunda en etkili ortam olarak belirlendi (%14.28). Direkt organogenezle soğancık oluşumunda ise en etkili ortamın %3 sükroz içeren düşük sitokininli ortam olduğu gözlemlendi (%23.52). Eksplant başına endirekt sürgün oluşumu en yüksek, %3 sükroz içeren yüksek sitokininli ortamda (13.1) , eksplant başına endirekt soğancık oluşumu en yüksek %3 sükroz içeren düşük sitokininli ortamda (14.1) elde edildi. Sürgün ve soğancık oluşumu görülen eksplantlar ½ MS + %0.6 agar + %3 sükroz + 5mg/l NAA + 0.5 mg/l BA içeren ortamda köklenmeye alındı. Köklenme ortamındaki ilk 30 günlük inkübasyon sonunda tüm eksplantların %45'inde, 60 günlük inkübasyonu sonunda tüm eksplantların %76.25'inde köklenme gerçekleşti. Soğan eksplantlarından in vitro şartlarda elde edilen tam bitkiciklerin dış ortama adaptasyonunda kayda değer bir sonuç elde edilemedi. Ayrıca açmamış çiçek petalleri ile çiçek saplarının eksplant olarak kullanıldığı deneylerde herhangi bir oluşum gözlemlenmedi.
Fruktozdan 5-hidroksimetilfurfural (HMF) üretimi ve antikanserojen etkisinin in vitro incelenmesi
Bu çalışmada, fruktozdan 5-Hidroksimetilfurfural (HMF) üretimi ve antikanserojen etkisi araştırılmıştır. Fruktozdan HMF üretimi karıştırmalı basınç reaktöründe gerçekleştirilmiş ve deneysel şartlar, cevap yüzey yöntemi (RSM) kullanılarak optimize edilmiştir. Basınç reaktörü kullanılarak fruktozdan HMF üretimi için optimum şartlar 50 g/l fruktoz konsantrasyonu, 40 g/l katyonik iyon değiştirici reçine (Amberlysts 15 hydrogen form) miktarı, 120 °C sıcaklık ve 104 dk süre olarak belirlenmiş olup bu şartlarda HMF verimliliğinin % 59.9 olacağı bulunmuştur. Fruktoz konsantrasyonunun ise optimum olarak belirlenen konsantrasyonunun üstündeki noktalarda yan ürün oluşumunun artışına sebep olarak HMF üretimini olumsuz yönde etkilemiştir. Aynı şekilde iyon değiştirici reçine miktarı da optimum noktaya kadar HMF oluşumunu artırmış ve daha sonra HMF üretimini etkilememiştir. Fruktozun HMF'ye dehidrasyonu için katalizör olarak kullanılan iyon değiştirici reçinelerin önemli olduğu görülmüştür. Fruktozdan HMF üretimi için çözücü olarak kullanılan dimetilsülfoksit (DMSO) vakumlu evaporatör yardımıyla yüksek oranda geri kazanılmıştır. Böylelikle, çözücü olarak kullanılan DMSO'nun yüksek oranda geri kazanımı HMF üretim yönteminin ekonomikliği açısından önemlidir. Ayrıca reaksiyon sonrasında reçine geri kazanımı da test edilmiş ve kullanılan reçinenin de geri kazanılabileceği ortaya konulmuştur. HMF'nin antikanserojen etkisi hem sağlıklı hücrelerde hem de kanser hücrelerinde incelenmiş ve antikanserojen etkiye sahip olduğu belirlenmiştir.
Bina tasarımında aydınlatma ve renk olgusunun biyoharmoloji ve biyosüreç açısından incelenmesi
Bir insanın dış dünyayla bağlantı kurmasında, hafızasının çalışmasında, beyninin öğrenme görevini yerine getirmesinde rengin önemi büyüktür. Çünkü insan, olaylar ve mekanlar, kişiler ve nesneler arasında ancak dış görünüşleri ve renkleri sayesinde sağlıklı bir bağlantı kurar. Sadece ses ya da dokunma, cisimleri tanımlamada yeterli olmaz. İnsan için dış dünya ancak renkleriyle bir bütündür ve bir anlam ifade eder.Mimari aydınlatmanın en önemli amaçları, görüş keskinliği ve doğru renk algılamasını sağlamak, mekanın mimari özelliklerini ve içindeki eşyaların özelliklerini ortaya koymak, elektrik enerjisini en az harcayarak en çok randımanı almak, baskın bir etki yaratarak istenilen atmosferi sağlamak ve belirli noktalara dikkat çekebilmektir.Bu çalışmada, günümüzün %90'nı geçirdiğimiz yapılarda, yeterli aydınlatma ve psikolojimizi olumlu yönde etkileyecek, hastalık, yorgunluk, depresif vb etkiler oluşturmayacak renk ve aydınlatma tasarımları, biyoharmoloji ve biyosüreç açısından incelenecektir.Yapılarımızdaki mevcut durumun belirlenmesi ve gerekli çözüm önerileri getirilmesi için, ilköğretim okulları, özel eğitim ve rehabilitasyon merkezleri ve kütüphanelerde incelemeler yapılmış, mevcut durum çerçevesinde gerekli çözüm önerileri sunulmuştur.
Köpeklerde kortikal ve spongiyöz otogreftlerin uygulanması ile oluşan kallusun çekme ve basma dayanımlarının incelenmesi
Bu çalışma, ortopedik cerrahide büyük bir sorun olan kemik defektlerinin onarımında otojen kortikal ve spongiyöz kemik greftlerinin uygulanması sonucunda oluşacak kallusun biyomekaniksel yöntemlerle çekme ve basma dayanım değerlerinin saptanması amacıyla gerçekleştirildi.Çalışmada değişik ırktan, 2-3 yaşlarında, ağırlıkları 25-30 kg arasında değişen 12 adet dişi köpek kullanıldı. Genel anestezi altında, köpeklerin herhangi bir radius'unda 0.7 cm uzunluğunda segmental bir defekt oluşturuldu. Oluşturulan defektler köpeklerin 6 tanesinde otojen kortikal kemik grefti ile, 6 tanesinde ise otojen spongiyöz kemik grefti ile dolduruldu. Bütün olgularda ilk iki hafta görülen topallık daha sonraki incelemelerde tamamen ortadan kalktı. Hayvanlar iki, 4 ve 6. ayın sonunda sakrifiye edilerek greft uygulanan radiusları çıkarıldı ve çekme, basma testleri uygulandı.Uygulanan mekanik testlerin sonucunda otojen spongiyöz kemik greftinin çekme ve basma değerlerinin otojen kortikal kemik greftinde elde edilen değerlere göre daha yüksek olduğu saptandı.Sonuç olarak, otojen spongiyöz kemik greftlerinin çekme ve basmaya karşı dayanımlarının otojen kortikal kemik greftlerine göre daha yüksek olduğu ve elde edilen bu bulgular sonucunda otojen spongiyöz kemik greftlerinin kullanımının otojen kortikal kemik greftleri kullanımına göre daha avantajlı olduğu kanısına varıldı.Anahtar Kelimeler: Otogreft, Kortikal greft, Spongiyöz greft, Çekme testi, Basma testi.
Tıbbi verileri çizge bölütleme yöntemi ile sınıflandırma ve kümelendirme
Bilgisayar başta olmak üzere bilgi teknolojilerinin hızlı gelişiminin olumlu etkisiyle ?Bilgi Çağı? olarak tanımlanan günümüz dünyasında karmaşık biçimlerdeki büyük veri yığınları içinden değerli bilgi parçalarını ayıklamak ve kullanılır hale getirmek ?Veri Madenciliği? işlemleri ile olmaktadır. Bilgisayar mühendisliği ve biyomühendislik bilim dallarında veri miktarının artması sonucunda uzmanın yararlı bilgiyi çıkarması zorlaşmaktadır. Bu yararlı bilgiyi çıkarmada, veri toplanması veya üretilmesi için sinyali doğru algılama, verilerin doğru sınıflandırılması ve kümelendirilmesi ile çok boyutlu ilişkilerinin ortaya konularak analizi çok önemlidir.Bu çalışmada ?tıbbi verileri çizge bölütleme yöntemi ile sınıflandırma ve kümelendirme? için doğrusal cebir tabanlı bir hesapsal yöntem kullanılarak ve bu yöntemin başarımının ortaya konulması için veri madenciliği alanına uygulaması yapıldı.Çizge bölütleme yöntemi, başta tıbbi verilerde sınıflandırma ve kümelendirme problemleri olmak üzere bir çok bilimsel problemin çözümünün kolaylaştırılması veya bu çözümün bulunması amacıyla yapılan çalışmalar sonucunda ortaya çıkmıştır. Bundan dolayı çizgelerin analizi ve testi yöntemin geliştirilmesi çok önemlidir.Bu çalışmanın en önemli özelliği, tıbbi verileri çizge bölütleme yöntemi ile sınıflandırma ve kümelendirme algoritmalarının uygulamasının yapılmış olmasıdır.
Matlab görüntü işleme aracı kullanarak endometriozis hastalığının ultrason görüntülerinde tespiti
Günümüzde hızla gelişen teknolojiyle birlikte görüntü işleme yöntemleri yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında kadınlarda sık rastlanılan bir hastalık olan endometriozisin ultrason görüntülerinde, hastalıklı yerin tespit edilmesini kolaylaştırmaya yönelik olarak, görüntü işleme tekniklerini kullanan ve kitlenin sınırlarını yakalamaya çalışan bir yöntem üzerinde durulmuştur. Görüntü işleme tekniklerinin klasik yapısal programlama dilleri kullanılarak gerçekleştirilmesi zor olmaktadır. Bu zorluklar çoğunlukla yoğun matematiksel işlemlerin gerekliliği, işlenecek veri sayısının yüksek oluşu ve algoritma karmaşıklığının yanında oluşturulan uygulama programına ait doğruluğun her adımda test edilmesi şeklinde ortaya çıkmaktadır. Bu problemi aşmak için bu tez çalışmasında Matlab programı kullanılmıştır.Tez çalışmasında, ultrason görüntülerinde endometriozis hastalığının kitle sınırının bulunması için aktif sınır yakalama yöntemlerinden yararlanılmıştır. Yapılan çalışmada gri seviye ultrason görüntüleri kullanılmış, eğri uydurma için görüntüler üzerinde farklı yerlerde ve boyutlarda başlangıç sınırları denenerek algoritma farklı iterasyonlarda çalıştırılarak sonuçlar görüntülenmiştir. Gri seviye ultrason görüntülerinde sınır bulmanın zorluğu ve başlangıç eğrisinin yeri, boyutu ve algoritmanın iterasyon sayısının görüntü üzerindeki nesne sınırının bulunmasında önemi görülmüştür. Buna rağmen sonuçta algoritmanın çalıştırılmasıyla gri seviye ultrason görüntülerindeki endometriozis kistinin gerçek sınırlarına yakın sınırlar elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler : Endometriozis, Görüntü İşleme, Bölütleme, Yılan Modeli, Geometrik Biçim Değiştirme Modeli, Aktif Yörünge Modeli
Çok amaçlı genetik algoritma kullanarak DNA mikrodizi verilerinin kümelenmesi
DNA mikrodizi teknolojisi, önemli biyolojik süreçlerdeki binlerce gen ifadesi seviyelerinin aynı anda izlenmesini olanaklı kılar. Gen ifadesi verilerinde saklı örüntüleri açıklama fonksiyonel genomu anlama için muazzam bir fırsat sunar. Bununla birlikte, biyolojik ağların karmaşıklığı ve çok büyük miktarlardaki genler, oluşan veriyi anlama ve yorumlamada bazı problemleri de beraberinde getirir. Bu problemlerin çözümü için sunulan bir alternatif, kümeleme tekniklerinin kullanılmasıdır. Kümeleme, mevcut verideki ilginç örüntüleri tanımlama ve doğal yapıları açığa çıkarmak için kullanılan veri madenciliği yöntemlerinden biridir. Kümeleme analizi verilen bir veri kümesini belirlenmiş özelliklere göre gruplara parçalama çabasıdır. Böylece bir grup içindeki veri noktaları, farklı gruptaki noktalara göre birbirine daha çok benzerdir.Kümeleme algoritmalarında küme sayıları genellikle önceden verilir. Fakat bir veri kümesi için uygun küme sayısının önceden tahmin edilmesi alanın uzmanı için zor bir işlemdir. Bu tez çalışmasında bu problemin üstesinden gelebilmek için çok-amaçlı genetik algoritma tabanlı bir kümeleme yöntemi önerilmiştir. Yöntem k-means kümeleme algoritmasıyla çok-amaçlı genetik algoritma sürecini birleştirir. Leukemia, Lymphoma ve Kolon kanseri veritabanlarına uygulanan yöntemin sonuçları literatürde çokça kullanılan Dunn, Davies Bouldien, Silhoutte, C, SD ve S-Dbw küme geçerlilik indeksleriyle karşılaştırılmış ve yüksek doğruluk oranlı etkin çözümler verdiğini göstermiştir.
Tıbbi veri kümeleri arasındaki birliktelik kurallarının çok amaçlı genetik algoritma ile çıkarılması
Tıbbi verilerin hacimlerinin artması nedeniyle bu verilerden bilgi çıkarmak oldukça zorlaşır. Günümüzde çok büyük miktarda bilgi sürekli bir biçimde hastaların fizyolojik parametreleri gözlemlenerek toplanılmaktadır. Artan veri miktarları tıp uzmanları tarafından yapılan manüel analizleri bıktırıcı ve bazen imkansız birer görev haline getirmiştir. Analiz yapanlar, potansiyel olarak faydalı olabilecek bazı bilgilerin farkına varamayabilmektedir. Veri miktarında meydana gelen hızlı artış sonucu faydalı bilginin çıkarımı konusunda otomatikleştirilmiş bir yola ihtiyaç duyulur. Bu problem için kullanılan yaklaşımlardan biri veritabanları üzerinde bilgi keşfi veya veri madenciliği yöntemidir.Bu tezin amacı, şizofreni hastalığına ait tıbbi verilerden çok amaçlı genetik algoritma kullanarak bağıntı ve sınıflandırma kurallarını çıkarmaktır. Bağıntı ve sınıflandırma kuralları özellikle tıbbi teşhis alanında uygulanan tıbbi problemler için faydalıdır. Bu tip kurallar tıbbi uzmanlar tarafından doğrulanabilir ve bu durum mevcut problemin daha iyi anlaşılmasını sağlar.Son on yılda veri madenciliğinde kural keşfi üzerine pek çok teknik uygulanmıştır. Bu tekniklere örnek olarak uzman sistemler, yapay sinir ağları, veritabanı sistemleri ve evrimsel algoritmalar verilebilir. Evrimsel algoritmalar doğal evrim sürecinden esinlenerek geliştirilen hesapsal tekniklerin bir sınıfıdır. Doğal evrim süreci, gerçek hayatta karşılaşılan problemleri çözmek için doğal seçim ve en iyinin hayatta kalması mekanizmalarını örnek alır. Çok amaçlı evrimsel algoritmalar, kıyaslanamayan ve çoğunlukla rekabet halinde olan amaçların eş zamanlı optimizasyonu ile uğraşır.Bu tezdeki amaç, çok amaçlı genetik algoritma kullanarak sınıflandırma ve birliktelik kurallarını etkin bir şekilde bulmaktır. Bu maksatla şizofreni hastalarının sosyodemografik ve biyokimya verilerine uygulanan yöntem, suç işleme durumları dikkate alındığında sosyodemografik verilere daha bağımlı olduğu gözlenmiştir.
Yapılarda huzur kriterlerinin incelenmesi
Son yıllarda gelişen teknoloji ile birlikte bireylerin kapalı mekânlarda kalma süreleriartmış ve buna paralel olarak da kapalı mekânlara bağlı sağlıklı problemleri ortayaçıkmıştır. İç hava kalitesi kullanıcıların sağlığı ve verimi ile doğrudan ilişkilidir ve bubakımdan temel yaşam alanı olan konutlardaki iç hava kalitesinin durumunun tespitedilmesi son derece önemlidir. Bu çalışmada, kapalı mekânlardaki huzur kriterleri ile ilgiliolan konfor şartları ve iç hava kalitesi alt başlıkları Elazığ'da 3 farklı merkezde hermerkezde yaklaşık 65'er anket uygulaması ve yaklaşık 30'ar evde eş zamanlı olaraksıcaklık, bağıl nem, hava hızı, gürültü, ışık şiddeti CO2, O2, CO ölçümleri yapılmıştır. Herev için misafir odası, oturma odası ve mutfakta gerekli ölçümler alınmıştır. Elde edilenanket ve ölçüm sonuçları literatürdeki çalışmalar, ulusal ve uluslararası standartlar ilekarşılaştırılmış ve çözüm önerileri geliştirilmiştir.
Biyoseramik kaplamanın MA8M ve AA6061-T4 alaşımlarında korozyon direncine etkisi
Kalsiyum fosfat esaslı bir seramik olan Hidroksiapatit [Ca10(PO4)6(OH)2] (HA), biyouyumlu oluşundan dolayı biyomedikal uygulamalarda kemik yerine geçebilen ve hasarlı kemik dokuların onarımında kullanılabilen biyoseramik bir malzemedir. Bu malzeme doğrudan greft veya daha iyi implant-kemik integrasyonu için metalik implantlar üzerine kaplama malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bu tür kalsiyum fosfat esaslı malzemeler, kemik integrasyonu ve yeni kemik oluşumunu teşvik ederek implantların daha hızlı tespitini (osteointegrasyonunu) sağlamaktadırlar. İmplant malzemeler üzerine HA kaplamada elektroporetik, plazma sprey, magnetron sputter, CVD gibi metodların yanısıra Sol-Jel yöntemi de oldukça etkin bir metotdur. Bu yöntem; düşük işlem sıcaklığı, daha kompleks parçaların kaplama kolaylığı ve yüksek yüzey alanı ve serbest enerjiye sahip katıların daha düşük sıcaklıkta sinterlenmesi bakımından avantajlı sayılabilir.Bu çalışmanın amacı mevcut implant uygulamalarına alternatif olarak Mg alaşımı (MA8M) ve Al alaşımı (AA 6061-T4) malzemelerin yüzeylerini Sol-Jel yöntemi ile nano ve mikro-HA partikül boyutlarında, üç farklı kaplama kalınlığında (~30, ~60, ~85µm) biyoaktif-HA tabakası kaplayarak, adezyon dayanımı, HA tane boyutu ve kaplama kalınlığına bağlı olarak yapay vücut sıvısı içerisinde korozyon davranışlarını incelemektir. Bu amaçla, adezyon testleri ile Ringer sıvısı içinde korozyon deneyleri Potansiyostat cihazında yapılan numunelerin, karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışınları difraktometresi ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan incelemelerden, mikro-HA kaplı Mg alaşımı numunelerin korozyon ve adezyon direnci kaplama kalınlığı arttıkça azaldığı gözlenmiştir. Al alaşımı taban malzemelerin kullanıldığı HA kaplamaların aktivasyon kontrollü bir korozyon mekanizması ile korozyona uğradıkları görülmüştür. Al alaşımları için optimum düzeyde değerleri sağlayan numune ~30µm kaplama kalınlığına sahip nano-HA kaplı Al alaşımı numuneler, Mg alaşımları için optimum düzeyde değerleri sağlayan numuneler ise ~30µm kaplama kalınlığına sahip mikro-HA kaplı Mg alaşımı numunelerin olduğu görülmüştür.Anahtar sözcükler: Alüminyum ve Magnezyum, Biyoseramik kaplama, Hidroksapatit, Korozyon
Uzamsal bulanık c-ortalamalar kümeleme yöntemlerinin medikal imge bölütleme açısından değerlendirilmesi
Bu tez çalışmasında farklı bulanık c-ortalamalar (BcO) kümeleme algoritmaları incelenmiş ve bu yöntemlerin medikal görüntü bölütleme uygulamalarındaki başarımları test edilmiştir. Bu bağlamda, öncelikle standart BcO algoritması ve daha sonra standart BcO algoritmasından geliştirilmiş olan iki farklı BcO algoritması ayrıntılı olarak incelenmiştir. İncelenen yöntemlerin bilgisayar benzetimleri MATLAB ortamında gerçekleştirilmiş ve farklı görüntülerin bölütlenmesi sağlanmıştır. Yapılan uygulamalarda yapay görüntüler, gerçek görüntüler ve biyomedikal görüntüler (beyin MR) kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlardan standart BcO algoritmasının, görüntü bölütleme uygulamalarında ki zayıflığı belirgin olarak görülmektedir. Bunda en büyük etken standart BcO algoritmasının görüntüyü bölütlerken piksellerin sadece parlaklık değerlerini göz önüne alması etkili olmaktadır. Zira bu standart BcO algoritmasının en büyük dezavantajıdır ve geliştirilmeye çalışılan tüm yeni algoritmalar bu zayıflığı gidermeye yöneliktir. Diğer taraftan değiştirilmiş BcO ve uzamsal BcO algoritmaları, standart BcO algoritmasından çok daha başarılı sonuçlar üretmiştir. Bunda en büyük etken, her iki geliştirilmiş BcO yönteminin, her bir piksel ile birlikte bu piksele komşu diğer piksellerin de göz önüne alınmasının sonucudur.Anahtar Kelimeler: görüntü bölütleme, bulanık c-ortalamalar, uzamsal bulanık c-ortalamalar, medikal görüntüler
Anatomi eğitiminde öğrenme nesnelerinin tasarlanması
Üniversitelerin tıp fakültelerinde okutulan anatomi dersinin anlatım ve anlama zorluğu karşısında her alanda ihtiyaç duyulduğu gibi eğitim içerikli bilgisayarlı öğrenme nesnelerinin hazırlanması kaçınılmaz olmuştur.Bu çalışmada. kulağın anatomisinin anlatımına yönelik bilgisayar tabanlı öğrenme nesneleri hazırlandı. Bu öğrenme nesneleri hazırlanırken anatomi resimleri ve bilgileri kullanıldı. Bilgisayar tabanlı öğrenme nesneleri, metinsel bilgiler ile görsel bilgileri belli bir konu sistematiği içerisinde, eğitici kontrollü sunumuna dayanmaktadır.Bu çalışmanın nihayetinde eğitimcilerin konusunu daha rahat anlatabileceği, öğrencilerin de daha kolay anlayıp kendilerinin tekrar edebilecekleri öğrenme nesneleri üretilmiştir.Anahtar Kelimeler: Kulak Anatomisi, Öğrenme Nesnesi, Photoshop, Flash, e-öğrenme
Sağlık yapılarının biyosüreç ve biyoharmoloji açısından incelenmesi: Fırat Tıp Merkezi örneklemi
ÖZETYüksek Lisans TeziSAĞLIK YAPILARININ B YOSÜREÇ VE B YOHARMOLOJ AÇISINDANNCELENMES : FIRAT TIP MERKEZ ÖRNEKLEMSadık Sezgin OZANFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüBiyomühendislik Anabilim Dalı2006, Sayfa : 90Bu çalışmada, insan hayatının ve yapılaşmanın en önemli kurumlarından birisayılabilecek sağlık yapıları ve hastaneler; son yıllarda yeni gelişen bilim dalları olanbiyosüreç ve biyoharmoloji bakış açıları ile incelenmiştir. Bir ülkenin gelişmişlik düzeyinigösteren parametreler arasında genel sağlık hizmetleri yer almaktadır. Yaşamımızın büyünbölümlerinde görülen gelişmeler ve değişmeler her şeyden önce, temel bir toplumsal görevolacak şekilde sağlık işlerine değinmektedirler. Çünkü tekniğin ilerlemesi özelikle tıpalanında göze batacak, hatta heyecanlandıracak bir biçimde gerçekleşmektedir. Sağlıkyapılarının kısaca, insan-mekan, yapı-çevre ilişkisi demek olan, biyoharmolojiçerçevesinde değerlendirilmesinin bir bütünün çok önemli bir parçası olduğu göz ardıedilmemelidir.Anahtar Kelimeler: Biyoharmoloji, Biyosüreç, Sağlık Yapıları, Fırat Tıp MerkeziI
Veri madenciliği kullanarak biyokimya verilerinden hastalık teşhisi
ÖZETYÜKSEK LİSANS TEZİVERİ MADENCİLİĞİ KULLANARAK BİYOKİMYA VERİLERİ İLE HASTALIK TEŞHİSİŞengül DOĞANFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüBiyomühendislik Anabilim Dalı2007, Sayfa: 91Elektronik değişimin yaşandığı günümüzde tıp, sanayi, eğitim gibi pek çok alanda verihacmi hızla artmaktadır. Bu veriler geniş veri havuzları oluşturmakta ve mevcut verilerdenamaçlanan verilere ulaşmak oldukça zorlaşmaktadır. Özelikle tıbbi veri tabanlarında verilerinanalizi, karar alma ve yönetim aşamalarında yeni bilgilerin keşfedilmesi ve bu bilgilerin etkilibir şekilde kullanılması işlemlerinin bilgisayar tarafından seri ve hızlı bir şekilde yaptırılmasıuzmanlara büyük kolaylık sağlamaktadır.Bu tez çalışmasında, Miyokard infarktüsü, Hiperlipidemi, Demir eksikliği anemisi veHipertiroidi-Hipotiroidi hastalıklarının teşhisinde kullanılacak bir karar destek sistemitasarlanmıştır. Karar destek sisteminde veri madenciliği tekniklerinden karar ağaçları yöntemikullanılmıştır. Sistemde belirlenen her bir hastalık için doktorların tanıda bulunurkenkullandıkları biyokimya verilerinden seçilen parametreler baz alınarak değerlendirmeyapılmıştır. Bu amaçla, delphi programlama dili kullanılarak bir paket program geliştirilmiştir.Sonuçta elde edilen veriler uzman bir doktorun verdiği kararla karşılaştırılmıştır.Anahtar kelimeler: Veri madenciliği, Örüntü tanıma, Uzman sistemler, Karar ağaçları, Karardestek sistemleri, Biyokimya parametreleri.VIII
COVID-19 patogenezinin moleküler düzeyde tanımlanması ve tahmini için spektrokimyasal ve açıklanabilir yapay zekâ yaklaşımlarının birlikte değerlendirilmesi
Bu tez çalışması, ATR-FTIR spektroskopisi ile spektrokimyasal ve açıklanabilir yapay zekâ (AYZ) yaklaşımlarının birleştirilmesiyle COVID-19 hastalarındaki moleküler değişiklikleri ve hastalık ilerlemesini incelemektedir. Entübe hastalardan (EC), hastane hizmetleri alan hastalardan (SC) ve iyileşen hastalardan (PC) alınan kan serumu örnekleri, olası spektrokimyasal serum biyobelirteçlerini belirlemek amacıyla analiz edilmiştir. Lipid, protein, nükleik asit konsantrasyonları ve IgG glikozilasyonu gibi spektrokimyasal parametreler kantifize edilerek hastalık şiddetini yansıtan önemli değişiklikler ortaya konmuştur. Özellikle, EC hastalarında SC ve PC gruplarına kıyasla artmış lipid içeriği, değişmiş protein konsantrasyonları ve artırılmış protein fosforilasyonu gözlemlenmiştir. Serum AGR (Albümin/Globulin Oranı) indeksi hasta grupları arasında belirgin farklılık göstermekte olup COVID-19 şiddeti için hızlı bir biyokimyasal belirteç olma potansiyeli taşımaktadır. Buna ek olarak, IgG glikozilasyonu ve glukoz konsantrasyonlarındaki değişikliklerin hastalık şiddeti ile ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca ağır hasta gruplarının (EC ve SC) serum IgG, IgM ve IgA antikor seviyelerinde PC gruba göre artış gözlemlenmiştir. Spektral analiz, EC hastalarında gözlemlenen belirgin değişikliklerle nükleik asit konsantrasyonlarını gösteren spesifik bantları vurgulamaktadır. AYZ teknikleri, COVID-19'un etkisinin heterojenliğini vurgulamakta ve hasta kategorileri arasında hastalık şiddetini tahmin etmede çeşitli spektral özelliklerin önemini daha belirgin hale getirmektedir. Genel olarak, bu kapsamlı yaklaşım COVID-19 patogenezinin altında yatan moleküler mekanizmalara dair önemli içgörüler sunmakta ve karar alma süreçlerine ve hasta yönetimine yardımcı olmak amacıyla şeffaf ve yorumlanabilir bir tahmin algoritması önerilmektedir.
Yeni doğan buzağılarda ishale bağlı ölümcül hastalığın teşhisine yönelik serum biyobelirteçleri temelinde makine öğrenimi ile hızlı teşhis yönteminin geliştirilmesi
Bu çalışma, ATR-FTIR spektroskopisi ve makine öğrenimi temelli öngörücü analizlerin entegre kullanımıyla, yenidoğan buzağı ishalinin hızlı, duyarlı ve invaziv olmayan biçimde teşhis edilmesine yönelik yenilikçi bir tanı platformu sunmaktadır. Yenidoğan buzağı ishalleri, sığır yetiştiriciliğinde ciddi ekonomik kayıplara ve hayvan refahı sorunlarına yol açan başlıca hastalıklardan biridir. Mevcut tanı yöntemlerinin zaman alıcı ve invaziv olması, erken teşhis ve müdahaleyi güçleştirmektedir. Çalışmada, sağlıklı (S), hasta (H) ve iyileşen (İ) buzağılardan elde edilen serum örneklerinin özgün biyokimyasal parmak izleri analiz edilmiştir. Spektral veriler ön işleme tabi tutulmuş, Temel Bileşen Analizi (PCA) ile indirgenmiş ve ardından Doğrusal Ayrım Analizi (LDA) ile Destek Vektör Makineleri (SVM) kullanılarak sınıflandırılmıştır. Bu öngörücü modeller, buzağıların fizyolojik durumlarını yüksek doğrulukla ayırt ederek önerilen sistemin güvenilir bir tanı aracı olabileceğini ortaya koymuştur. Çalışmanın bir diğer özgün katkısı, PO₂⁻ simetrik gerilme bandının Amide A bandına oranından türetilen yeni bir spektrokimyasal gösterge olan 1080 cm⁻¹/3300 cm⁻¹ indeksidir. Bu indeks, hastalığın ilerlemesi ve iyileşmesiyle ilişkili moleküler değişimleri yansıtarak tanısal doğruluğu güçlendirmekte ve erken müdahale için kantitatif bir parametre sunmaktadır. Ayrıca, serum kızılötesi spektroskopisi kullanılarak hastalık patogenezinde rol oynayan biyomoleküler işaretler tanımlanmış, 4000–650 cm⁻¹ aralığındaki kritik bantlar belirlenmiş ve lipit, protein ve nükleik asit düzeylerindeki değişimler nitel ve nicel olarak analiz edilmiştir. Bant alanı, bant genişliği ve ROC analizleri ile bu değişimlerin patogenez ile ilişkisi değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, spektral verilerin kolay yorumlanabilir bir metriğe dönüştürülmesi, yenidoğan buzağı ishalinin erken teşhisini mümkün kılarak hayvan refahının iyileştirilmesine ve sürdürülebilir hayvancılık yönetimine önemli katkılar sağlamaktadır.
İndirgenmiş grafen oksit ve karbon kuantum nokta katkılı polikaprolakton nanofiber üretimi ve karakterizasyonu
Bu tez kapsamında, hem indirgenmiş grafen oksit (RGO) hem de karbon kuantumu nokta (CQDs) dolgulu poli(ɛ-kaprolakton) (PCL) esaslı nanofiberlerin morfolojisi, termal, mekanik, elektriksel iletkenlik ve biyolojik özellikleri arasında karşılaştırmalı bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Katkısız PCL nanofiberi ile karşılaştırıldığında kristal boyutu değerleri, ağ. %1,5 ve %2,0 RGO içeriğinde %50,6 ve ağ. %1,5 CQDs içeriğinde %57,9 oranında arttığı tespit edilmiştir. Termal analiz sonuçları, hem RGO hem de CQDs dolgularının çekirdeklenme etkisi yarattığını ve termal kararlılığı arttırdığını göstermiştir. Elektron mikroskobu görüntülerinden RGO dolgu maddesi ilavesi ile ortalama nanofiber çapında artış, CQDs ilavesi ile ortalama nanofiber çapında azalma gözlenmiştir. PCL/RGO ve PCL/CQDs nanofiberlerin iletkenlik testi sonuçları yalıtkan özellikler sergilediklerini göstermiştir. Nanofiberlerin mekanik test sonuçları, PCL matriksinde RGO ve CQDs katkılarının homojen dağılımlarının yük aktarımını sağlayabilmelerine ve polimer-dolgu etkileşimi ile yapı içerisinde sıcaklık artarken bile boşluklar oluşmadan matrikste sertlik artışına sebep olduklarını göstermiştir. PCL/1.5CQDs nanofiberin katkısız PCL nanofiberi ile karşılaştırıldığında elastik modül %73 ve nanosertlik değerinde %160 artış, PCL/2CQDs nanofiberin depolama modülünde %210,79 ve kayıp modülünde %595,27 artışlar sergiledikleri tespit edilmiştir. Üretilen nanofiberlerin hidrofilik yapıları biyobozunurluğu arttırmıştır. 56 günün sonunda en yüksek % ağırlık kaybı değerleri ağ.% 2,0 RGO ve CQDs içeren nanofiberlerde sırasıyla %3,66 ve %3,75 değerlerinde gözlenmiştir. 7 günlük biyoaktivite testi sonucunda apatit kristallerinin mikroskop görüntüleri, EDS analiz sonuçlarında Ca/P oranları (1,48) ve 32,8° (211) ve 44,7° (222) düzlemlerine ait keskin pikler hidroksiapatit oluşumunu kanıtlamıştır. RGO ve CQDs dolgu maddelerinin oksidatif stres oluşturmaması nedeniyle nanofiberlerin antibakteriyel özellik göstermedikleri de belirlenmiştir.
Alıev-panfılov modeli kullanarak kalbin elektriksel aktivitesinin 3-boyutlu simülasyonu
Kalbin elektriksel aktivitesi ile ilgili veriler kalbin fonksiyonel durumu hakkında bilgiedinilmesini sağlar. Kalbin elektriksel aktivitesinin araştırılmasında deneysel ölçümyöntemleri en çok kullanılan yöntemler olmalarına rağmen ölçümlerin yapılmasısırasında girişimsellik, sınırlı konumsal çözünürlük ve etik problemler gibi sorunlarortaya çıkmaktadır. Bu problemleri ortadan kaldıran matematiksel modellere dayalıyöntemler ise deneysel ölçümleri baz olarak kalbin elektriksel aktivitesinimatematiksel ifadelerle ortaya koyarlar. Matematiksel modeller iyonik ve dokusalmodeller olmak üzere ikiye ayrılır. İyonik modeller iyonik akımların dinamikdavranışlarını ifade ederken dokusal modeller elektriksel yayılımı tanımlar. Buçalışmada, dokusal modellerden biri olan Aliev-Panfilov modeli kullanarak kalbinelektriksel aktivitesinin 3-Boyutlu (3B) simülasyonu gerçekleştirilerek deneyselverilerle karşılaştırılması ortaya koyulmaktadır. Deneysel ölçümler ve simülasyonlarfarklı köpek kalpleri üzerinde gerçekleştiği için köpek kalplerine geometri çakıştırmaişlemi uygulanır. Sonuç olarak simülasyon verileri ile deneysel veriler arasında hatakriterleri hesaplanır. Bu hesaplama sonucunda; ilinti katsayısı (İK) için 0,87 m 0,06 ,hata karelerinin ortalamalarının karekökü (HKOK) için 12,85 m 4,38 ve göreceli hata(GH) için 0,199 m 0,045 değerleri bulunmuştur. Deneysel veriler kendi içerisindekarşılaştırıldığında İK için 0,87 m 0,08 , HKOK için 20,8 m 4,37 ve GH için 0,335 m 0,095değerleri bulunmuştur. Bu sonuçlar Aliev-Panfilov modelinin kalbin 3B elektrikselfaaliyetinin simülasyonunda kullanılabilirliğini göstermektedir.ANAHTAR SÖZCÜKLER: Kalp haritalaması, Aliev-Panfilov modeli, geometriçakıştırma, kalbin elektriksel aktivitesinin simülasyonu.Danışman: Yrd. Doç. Dr. Bülent Yılmaz, Başkent Üniversitesi, BiyomedikalMühendisliği Bölümü.
PLLA membranların gözenek büyüklüğü belirlemesi ve mikroyapı analizi
PLLA MEMBRANLARIN GÖZENEK BÜYÜKLÜĞÜ BELİRLEMESİ VE MİKROYAPI ANALİZİ Çiğdem BOZDEMİR Dokuz Eylül Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Biyomekanik Anabilim Dalı 35340 İnciraltı/İzmir Biyolojik olarak degrede olabilen materyallerin gelişimi; elde edilen ürünlerin protezlerdeki geçici materyaller olarak kullanımını uygun duruma getirmek amacıyla canlı organizma ile etkileşimlerini araştırmada yenilenen ilgiye neden olmuştur. Poli-L-laktik asit (PLLA) biyolojik olarak degrede olabilen bir poliester olup mükemmel biyouyumluluğu ve mekanik özellikleri nedeniyle son zamanlarda birçok araştırmanın konusu olmuştur ve rastgele veya blok kopolimerleri; ilaç dağıtım sistemleri, kemik fiksasyonu için implant materyalleri ve biyolojik olarak absorbe olabilen cerrahi dikişler gibi biyomedikal uygulamalar için kullanılmaktadır. Bu çalışmada PLLA membranların yüzey morfolojisi ve kemiğin trabeküler yapısına yatkınlığının araştırılması hedeflenmektedir. Metilen klorür çözeltisi ile hazırlanan %8'lik PLLA çözeltisinden elde edilen hem selülozik destek yapıya sahip hem de desteksiz membranlar oluşturulmuştur. Membranlar arasındaki temel fark değişen miktarlardaki PLLA içeriğidir. Bunun yanı sıra selülozik destek yapıya sahip membranlar etanol çözeltisinde koagule edilerek elde edilmiştir. Elde edilen PLLA membranların morfolojik özellikleri SEM, AFM ve IR gibi karakterizasyon teknikleriyle incelenmiştir. PLLA membran özellikleri üzerine yaptığımız araştırma sonucunda hücrelerin entegre olmasına olanak sağlayacak porozite yapısının çok uygun olduğu çalışmamızda da ortaya koyulmuştur. PLLA membran hücre kültürlerinde mekanik ve diğer stimülasyonlara bağlanmaya kolayca uyum ve olanak sağlayacak bir yapı olarak göz önüne alındığında, araştırmamız bu yöndeki çalışmalara teşvik edici nitelikte yol göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Poli-L-laktik asit; Biyouyumluluk; Yüzey morfolojisi; Porozite.
Recognition of angiotensin II via molecularly imprinted polymers
Anjiyotensin-II (ANGII) molekülü, bazı enfeksiyonların, tümörlerin ve özellikle kardiyovasküler hastalıkların tanı ve takibi için önemli bir biyobelirteçtir. Anjiyotensin analizinin sağlık uygulamalarında rutin olarak yapılabiliyor olmasına rağmen, bu proteinin kandan tayini oldukça zahmetli ve pahalıdır. ANGII'nin, afinite sistemlerinin hazırlanması için güvenilir bir teknik olan moleküler baskılama tekniği ile doğrudan kandan saptanması için gerçekleştirilmiş bir çalışma bulunmamaktadır. Yapılan tez çalışmasında, ANGII baskılanmış polimerik süngerler (ANGIIMIP), ANGII'nin saptanması için mevcut yöntemlere alternatif olarak farklı oranlarda çapraz bağlayıcı, fonksiyonel monomer ve kalıp molekülü (ANGII) kullanılarak tasarlanmış ve üretilmiştir. Sentezlenen ANGII-MIP kolonları, yüzey alanı ölçümleri (BET), şişme testleri, taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ile karakterize edilmiştir. Karakterizasyon çalışmalarında, ANGII-MIP kolonlarının yüzey alanı 52 m2 /g, kolonların şişme oranı %94.3 olarak bulunmuştur. ANGII-MIP kolonunda kalıp moleküle özgü boşluklar elde etmek için ANGII molekülleri, 0,5 M NaCl çözeltisi kullanılarak %80'in üzerinde başarı ile kolondan söküldü. ANGII molekülleri olmadan sentezlenen AngII baskılanmamış polimerler (ANGII-NIP) için de karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirildi. ANGII-MIP kolonunun ANGII molekülü için seçiciliği, Arg8 Vasopressin ve Angiotensin-I (AngI) yarışmacı moleküllerine karşı incelendi. Son olarak, sentezlenen ANGII-MIP kolonunun tekrar kullanılabilirliği, tekrar eden adsorpsiyon-desorpsiyon çalışmalarında incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Anjiyotensin II, Polimerik Kriyojeller, Moleküler Baskılama
Integrative and comparative omic approaches to identify molecular signatures of rheumatoid arthritis
Rheumatoid arthritis (RA) frequently seen chronic synovial inflammation causing joint destruction, chronic disability, and reduced life expectancy. The pathogenesis of RA is not completely known. In this study, several gene expression data including synovial tissue and macrophages cells, blood cells, T cells, 〖CD4〗^+ T cells, 〖CD8〗^+ T cells, natural killer T (NKT) cells, natural killer (NK) cells, neutrophils, and monocyte cells were analyzed with a holistic perspective and the molecular targets and signatures in RA were determined. Differentially expressed genes (DEGs) were identified from each dataset by comparing diseased and healthy samples. Afterward, the RA-specific protein-protein interaction (PPI) and hub proteins were identified. Molecular signatures were determined through a statistical test employing the hypergeometric probability density function by using the physical interactions of transcriptional regulators and PPI. Reporter metabolites of each tissue with RA were determined by using genome-scale metabolic networks and DEGs. It was determined the common hub proteins, novel reporter biomolecules (i.e. receptor, transcription factors, and miRNAs), metabolites in two or more tissue types. It was identified SOCS2 Cullin family members CUL1 and CUL3, HDAC family members HDAC2, HDAC4, HDAC9, RAS members KRAS, HRAS and NRAS, OCS family members SOCS1 and SOCS2, as hub proteins, AR, FOXP3 and GATA2 as TFs, NADP^+ NADPH, ADP, pyruvate, and Acetyl-CoA members as a reporter biomolecule. Importantly, miR-155-5p is common miRNAs in all tissues. Our findings could be a crucial resource for the understanding of RA molecular mechanisms and may be considered as drug targets and development of novel diagnostic strategies. Corresponding genes and miRNAs should be validated via experimental studies.
Double-imprinted polymers for selective HSA depletion from human serum
Human Serum Albumin (HSA) is the most abundant protein in human blood plasma ̶ it constitutes about half of serum proteins. As in the all proteomic studies of the blood plasma, high-abundant proteins, i.e. albumin, hemoglobin, interfere with the analysis of low-abundant and disease-related proteins, so removal or depletion of these proteins is vital for proteomic studies. In this thesis study, it was aimed to deplete HSA from human serum in one step using double-imprinted cryogels, prior to use in proteomic analysis. For this purpose, HSA-imprinted cryogels were synthesized with 8% monomer concentration and a second imprinting step with 16% monomer concentration in presence of HSA was achieved on the first gel. Thereby, HSA double-imprinted cryogel columns (HSA-DIP) were obtained. Cryogel column synthesized by double-layer imprinting technique but not containing template molecule (DL-NIP) and monolayer HSA-specific polymers with monomer concentrations of 8% and 16% (called HSA-MIP8% and HSA-MIP16%, respectively) were synthesized as the control group. Synthesized columns were characterized by swelling tests, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Micro Computed Tomography (Micro-CT) analysis. The water uptake ratios were calculated as 84% for HSA-DIP, 82% for DL-NIP, 89% for HSA-MIP8% and 88% for HSA-MIP16%. HSA adsorption capacity was investigated, and selectivity studies were performed against Human Hemoglobin (Hb) and Immunoglobulin G (IgG) molecules which occupy a significant portion of human serum. Obtaining results were investigated by kinetic analyses to determine adsorption properties of the system. Finally, depletion of HSA directly from human serum was studied. In addition, HSA-DIP columns were tested in terms of reusability, and it was demonstrated that they can be used up to 10 times without significant decrease in selective HSA adsorption capacity.
Investigation of the effect of B. spergulifolius extracts on insulin-resistant 3T3-L1 adipocytes
Diabetes mellitus (DM) is a metabolic disease with chronic hyperglycemia characterized by metabolic outcomes due to insufficient insulin secretion and/or insulin effect defect. DM often causes cardiovascular diseases and various complications on the eye, kidney and nervous system. Type 2 DM (T2DM) accounts for approximately 90% of the total DM. Therefore, it is very important to investigate new therapeutic approaches for T2DM and alternative, natural agents that target molecules in potential signal pathways. Medicinal plants are very significant resources in the research of alternative new drug active ingredients. Bolanthus spergulifolius (B. spergulifolius) is one of the genera of the family Caryophyllaceae. In the present study, it was aimed to investigate the potential anti-diabetic effects in-vitro of B. spergulifolius extracts on 3T3-L1 adipocytes. B. spergulifolius were extracted with methanol (MeOH), ethylacetate (EA) and Aqueous and evaluated for their total phenolic content (TPC) by Folin-Ciocalteu method. B. spergulifolius extracts showing highly TPC (Aqueous< MeOH< EA) and their different concentrations were caried out on preadipocytes differentiated in to mature 3T3-L1 adipocytes to investigate their half-maximal (50%) inhibitory concentration (IC50) by using MTT assay. The IC50 concentrations of MeOH, EA and Aqueous extracts were observed as 305.7 ± 5.583 µg/mL, 567.4 ± 3.008 µg/mL and 418.3 ± 4.390 µg/mL and were used for further experiments. A live/dead assay further confirmed the cytotoxic effect of MeOH, EA and Aqueous extracts (respectively, 69.75 ± 1.70%, 61.75 ± 1.70%, 70 ± 4.24% and for all P< 0.05). Also, effects of extracts on lipid accumulation in mature 3T3-L1 adipocytes were evaluated by Oil-Red O staining assay. The extracts effectively decreased lipid-accumulation compared to untreated adipocytes (for all P< 0.05). Morever, effect of extracts on apoptosis regulated by the Bax and Bcl-2 was investegated by qRT-PCR. The extracts significantly induced apoptosis by up-regulating pro-apoptotic Bax expression but down-regulating anti-apoptotic Bcl-2 gene expression compared to untreated adipocytes (for all P< 0.05). The Glut-4 expression linked with insulin resistance was determined by qRT-PCR, Western-blot and Immunofluorescence staining. In parallel, expression of Glut-4 in adipocytes treated with extracts was significantly lower compared to untreated adipocytes (for all P< 0.05). Extracts significantly supressed cell migration after 30 h of wounding in a scratch-assay (for all P< 0.05). Cell morphology and diameter were further evaluated by phase-contrast microscopy, Scanning electron microscope (SEM), Immunofluorescence (with F-Actin) and Giemsa staining. The adipocytes treated with extracts partially lost spherical morphology and showed smaller cell-diameter compared to untreated adipocytes (for all P< 0.05). In conclusion, these results suggest that extracts of B. spergulifolius causes to an induce apoptosis, a decrease lipid-accumulation, wound healing, Glut-4 level and migth contribute to the reducing of insulin-resistance in DM. Key Words: Bolanthus spergulifolius, diabetes mellitus, insulin-resistant, 3T3-L1 adipocytes, Glucose transporter-4, anti-diabetic
Drug repurposing in colorectal cancer by using transcriptomic data
Colorectal cancer (CRC) is one of the most fatal cancer types that people suffer from worldwide. In this study, we aimed to reveal the candidate drugs that may be usable in the treatment of CRC via a very popular approach known as drug repurposing (drug repositioning) and computational biology methods. Firstly, differentially expressed genes (DEGs) were identified in CRC via analyzing transcriptomic data. Then, differentially coexpressed gene modules were identified and prognostic significance of these module genes in CRC was demonstrated. Finally, based on the gene modules we uncovered, various treatment candidates that may alter the course of CRC were identified. These candidates include drugs or small molecules which were studied in experimental/clinical studies to demonstrate the effects on tumor growth or not used/studied originally in the treatment of CRC. In our study, we revealed a novel, differentially co-expressed, highly interconnected, and co-regulated prognostic gene module in CRC consisting of twenty two genes. We suggest fifteen drugs or small molecules comprising gallic acid, valinomycin, cysteamine, AZD8055, BRDK81473043, tyrphostin AG1478, BRD-A17065207, dovitinib, trametinib, HDAC6 inhibitor ISOX, AS605240, 480743.cdx, BRD-K03829970, L-6307 and NVP-TAE684 as repurposing candidates for CRC. We present HDAC6 inhibitor ISOX, AS605240, 480743.cdx, BRDK03829970, L-6307, and NVP-TAE684 as novel repuposing candidates whose anticarcinogenic effects on CRC tumorigenesis have not been investigated before. Clinical investigation of our findings is important in terms of creating new treatment options for CRC. Keywords: colorectal cancer, drug repurposing, transcriptomic data
DCNA: A tool for differential co-expression network analysis of gene expression data
A method was developed based on comparing gene expressions of tissues in two context-specific conditions (i.e. disease and normal samples or chemical applied and not applied samples), and differential-co-expression analysis was performed based on comparing the correlation relationships between the expression levels of genes in both states. Gene clusters (modules) with high interaction with each other in the created network structures were obtained. In this thesis, the web-based tool named DCNA was developed by using the new algorithm belonging to our research group. Codes and supplementary data are available in http://www.github.com/tyasird/differential-coexpression-network-analysis. Besides, the most important point of the study, a user-friendly web-based tool was designed, where researchers can easily analyze gene expression data (microarray & RNA-seq) without wasting time with coding. DCNA is accessible at http://dcna.computationalbiology.org/. Herewith method, gastric cancer microarray datasets were used as a case study and a cancer-specific correlation network was constructed. Significant gene modules were determined with the help of the DCNA web-based tool. We assert that disease-specific candidate gene modules found by the DCNA web-based tool will help to develop strategies for the prognosis and treatment of the disease.
AFB1 recognition from liver tissue via afb1 imprinted magnetic nanoparticles
Fungi grow rapidly depending on the increase in humidity and temperature, producing harmful toxins called "mycotoxins" in cereals, feed and almost all dry foods. The most important of these toxins is Aflatoxins which are produced mainly by Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus. Although there are more than 20 types of aflatoxins, types B1, B2, G1, G2 are the most important ones and Aflatoxin B1 is one of the most harmful among mycotoxins with its carcinogenic properties. As a result of consumption and metabolization of AFB1 contaminated food by animals, AFB1 and metabolites such as M1, M2, aflatoxicol can be found in meat and dairy products. People may be exposed to aflatoxicosis as a result of consumption of such contaminated animal products. Many of the methods used for the detection of aflatoxin require long extraction procedures which is time consuming, labourous and costly. In this thesis, AFB1 imprinted magnetic nanoparticles (magAFB1-MIP) were synthesized using molecular imprinting technology to be used in AFB1 recognition. Characterization studies of the synthesized polymers were carried out by swelling analysis, surface area measurements, scanning electron microscopy and particle size analysis. The effects of AFB1 concentration, temperature and interaction time on the adsorption capacity of magAFB1-MIPs from the aqueous solution were investigated. Selectivity of the magAFB1-MIP was analyzed calculating the selectivity coefficients against competitor molecules of AFB2, AFG1 and AFG2. Moreover as a final part of the thesis AFB1 recognition form liver tissue was investigated.
Controlled release of neurosin enzyme for alternative treatment of Parkinson's Disease
Parkinson's Disease (PD) is a common neurodegenerative disorder that shows the motor and non-motor symptoms. Misfolded alpha-synuclein aggregates (Lewy bodies) are found in the brain pathology of Parkinson's patients. As a result of studies, it has been determined that these alpha-synuclein aggregates were directly related to the degrees of neurodegeneration. Although these pathological aggregates are found inside the cell, they are able to pass to healthy neurons by a prion-like mechanism. In previous studies, neurosin (Kallikrein 6, KLK6) has been shown to destroy the alpha-synuclein by cleavage at the NAC (non Amyloid-β component) region of the enzyme. In controlled drug release systems, nanoparticles are preferred because of their nano size, allowing ease of uptake into cells. Human serum albumin (HSA), the most abundant protein in the body, is an important candidate for nanoparticle synthesis due to its easy purification, biocompatibility, biodegradability, and having many functional groups. The most common method in the synthesis of nanoparticles from HSA is the desolvation technique. In this method, generally glutaraldehyde, which has a toxic effect on cells, is used as a cross-linker. This study, it is aimed to encapsulate neurosin, which is a therapeutic agent candidate, into HSA nanoparticles by desolvation technique. Additionally, it is aimed to reduce the toxic effect by using natural crosslinker genipin instead of glutaraldehyde in the production of HSA nanoparticles. First of all, the optimum synthesis condition for genipin-crosslinked HSA nanoparticles was determined. Zetasizer, FTIR, SEM analyzes were performed for the characterization of the synthesized nanoparticles. Variables affecting nanoparticles production were estimated as HSA concentration, crosslinker concentration, crosslinking temperature, crosslinking time and speed of magnetic stirrer. According to the parameters examined, the optimum condition of nanoparticle synthesis was determined as 20 mg/ml HSA concentration and 0.2% w/w genipin per mg of HSA concentration. The condition of crosslinking was determined as 37°C for 2 hours at 600 rpm. Then, neurosin enzyme was loaded into HSA nanoparticles which were produced under optimum condition. Encapsulation efficiency was calculated using the ELISA kit. In vitro release study of neurosin loaded HSA nanoparticles was performed in PBS buffer using the dialysis membrane. As a result of the studies, genipin cross-linked HSA nanoparticles with desired properties were produced. In the release studies of neurosin loaded nanoparticles, it was observed that neurosin was released with burst effect in the first 30 minutes. Afterward, it was observed that the drug release continues slowly according to the samples taken for 7 days. It is predicted that neurosin loaded genipin-crosslinked HSA nanoparticles will contribute to the drug delivery systems and literature as an alternative drug system in Parkinson's disease.
Methods for increasing accuracy in modelling metal organic frameworks
High throughput screening of metal organic frameworks (MOFs) for gas mixture separations have produced large amounts of data. Reported gas permeabilities have been mainly calculated using an approximate approach. Permeability predictions of an alternative method (new method) have shown to significantly improve the predictions of the approximate method for noble gas mixtures. Permeabilities calculated using Onsager coefficients, detailed method, are accepted as correct answers, however constructing Onsager coefficient matrix is computationally cumbersome and not feasible especially for the high throughput screenings. Thus, new or approximate methods have been applied for calculating permeability and permeation selectivities of gas mixtures. However, permeability prediction accuracies of these methods for gas mixtures having dispersion and electrostatic interactions with the pores have not been discussed in the literature so far. In the first part of this thesis, we question the accuracy of permeability predictions for CO 2, H 2, CH 4 mixtures. Another perspective to increase the accuracy for screening MOFs is to determine the best net atomic charge calculation method. Density Derived Electrostatic and Chemical Charges (DDEC) method relies on optimizing the atomic electron density distribution to assign a chemically meaningful atomic charges. The method is considered to be the most reliable method, however it is computationally demanding. Non-DFT based Extended Charge Calculation (EQeq) method which is developed as an extended version of the Charge Equilibration Method assigns atomic charges by just requiring a reasonable assumption for the charge centre to compute all the ionization energies of electrons. In the second part of the thesis, we investigate the accuracy of charges assigned via EQeq with respect to the charges assigned using DDEC and discuss which method should be used for modelling MOFs.
Investigation effects of pterostilbene on differentiation and adipogenesis in 3T3-L1 cells
Diabetes mellitus (DM) is a chronic illness that occurs when there is inadequate insulin secretion and/or insulin action defect. DM is usually characterized by high blood sugar (hyperglycemia) above normal blood sugar levels. Having consistently high blood glucose causes general vascular damage that affects the kidneys, nerves, heart, eye vessels and can lead to a variety of health problems. In etiology, diabetes is divided into three main groups as gestational diabetes (GDM), type 1 diabetes and type 2 diabetes. Plant extracts are very important sources in the search for alternative new drug active ingredients. Pterostilbene is known as a naturally dimethylated analogue of resveratrol and its main source is grapes and blueberries. In this study, it was aimed to evaluate the effects of Pterostilbene on differentiation and adipogenesis in 3T3-L1 cells. For this purpose, Pterostilbene was treated to mature 3T3-L1 adipocytes at different concentrations and half-maximum inhibitory concentrations (IC50) were determined by MTT. Based on the results, 5 and 7.5 µM doses of Pterostilbene were chosen to apply to cells in subsequent experiments. In addition, Oil Red O was applied to determine the lipid accumulation and effects of Pterostilbene in preadipocytes and 3T3-L1 adipocytes, and it was observed that Pterostilbene treatment reduced lipid accumulation in adipocyte differentiation. The cytotoxic effect of Pterostilbene in 3T3-L1 adipocyte cells was confirmed by dead/live cell assay. Phase contrast microscopy and Giemsa staining, F-actin staining and DAPI staining were applied to investigate the effect of Pterostilbene on the morphology of 3T3-L1 adipocyte cells. According to the study result, adipocytes treated with a dose of 7.5 µM on day 14 showed less intense lipid deposition and a more spindle-like morphology compared to the other treatment group. Finally, the expression of Glucose transporter-4 (Glut-4) and Adinopectin associated with insulin resistance was evaluated by immunofluorescent staining and qRT-PCR. Especially on the 14th day, compared to the other treatment group, actin filaments were filamentous in adipocytes treated with Pterostilbene 7.5 µM compared to the other treatment group, the filaments were similarly oriented as in preadipocytes, and chromatin condensation was observed to be quite high. As a result of this study, it was observed that Pterostilbene induce apoptosis, reduce lipid accumulation but induce Glut-4 and Adiponectin level, and may conduce to the reduction of insulin resistance in diabetes. Keywords: Diabetes mellitus, Pterostilbene, 3T3-L1, Adipogenesis, Differentiation, Glucose transporter 4, Adiponectin.