Evaluation of performance of arsenic bioreporter immobilized electrospun membranes for arsenic detection in water
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: NEHİR ARIK KINALI
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hüseyin Avni Öktem
Eş Danışman: Ayşen Tezcaner
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Gittikçe büyüyen ve insan sağlığının yanısıra diğer tüm canlıların da sağlığını tehdit eden ağır metal kirliliği yaşam boyu ciddi sonuçlara yol açabilir. Çevre kirliliğine yol açan bu ağır metallerin tespit edilmesi ve izlenmesi oldukça önem arz etmektedir. Geleneksel laboratuvar tekniklerine ek olarak, ağır metalleri tespit etmek amacıyla bakteriyel biyosensörlerin kullanımı odak haline gelmiştir. Ayrıca bu bakteriyel biyosensörlerin immobilizasyonunun serbest haldekilere nazaran daha stabil olması ve korunabilmesi gibi birçok açıdan daha avantajlı olduğu bilinmektedir. Bu tez çalışmasında, arsenik varlığında içerdiği raportör genin ifadesi artan ve bunu da floresan sinyali olarak kaydedebildiğimiz arsenik biyoraportörlerinin, ağırlıkça %12.5 selüloz asetat (CA) ve ağırlıkça %10 polikaprolakton (PCL) electrospun liflerine immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen elektrospun liflerin karakterizasyon testleri taramalı electron mikroskopi (SEM), fourier dönüşümlü kızıl ötesi (FTIR) spektroskopi ve temas açısı ölçer aracılığıyla yapılmıştır. Geliştirilen lif destek membranların boncuksuz ve homojen görüntüde lifler (Çapları, CA için: 2.15 μm ±0.55; PCL için: 0.61 μm ±0.20) olduğu ayrıca her ikisinin de hidrofobik özellikte (CA için 143.6°±13.5, PCL için 106°±0.3) olduğu görülmüştür. İmmobilizasyon çalışmalarının parametreleri değiştirilerek optimizasyonu sağlanmaya çalışılmıştır. Bunun için arsenik varlığında yaydıkları floresan sinyali ile immobilize edilen hücrelerin konsantrasyonları ve büyüme fazları arasındaki ilişkiyi tespit etmek amacıyla farklı koşullarda denemeler yapılmıştır. Ayrıca AlamarBlue yöntemi ile yapılan canlılık deneyine göre CA lifine immobilize edilen biyoraportörlerin canlılıkları % 55.4 iken PCL lifine immobilize edilenlerin % 91 olduğu bulunmuştur. Daha sonra çalışmalara PCL lifi üzerinden devam edilmiş ve büyüme ortamının ve farklı immobilizasyon sürelerinin floresan sinyali üzerine etkisi incelenerek PCL üzerine immobilize edilmiş biyoraportör sistemin özellikleri belirlenmeye çalışılmıştır. Optimizasyon çalışmalarını takiben, PCL üzerine immobilize edilmiş biyoraportör sistemin özelliklerini belirleyebilmek için de hassasiyeti, seçiciliği, arsenik metaline karşı verdiği yanıt süresi ve saklama koşulları değiştirilerek saklama ömrü tayini yapılmıştır. Çalışma sonuçları göstermektedir ki PCL üzerine immobilize edilmiş biyoraportör sistem çevresel olarak güvenli konsantrasyonlardaki arsenik ağır metalini tespit etmek amacıyla kullanılabilirler. Ayrıca çalışmanın literatürdeki bu alandaki eksik yanları dolduracağı ve gelecek çalışmalara ışık tutacağı düşünülmektedir.