Nanokristal kuantum nokta filmler ile escherichia coli arasındaki etkileşimin incelenmesi
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Abdullah Gül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Nanoteknoloji Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Evren Mutlugün
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: İngilizce
Özet:
Kuantum noktacık olarak adlandırılan yarı iletken nanokristaller yüksek fotolüminesans verimi, değiştirilebilir boyut ve üstün optik özellikleri ile ekran teknolojileri, güneş panelleri ve biyouygulamalarda önemli bir yere sahiptir. Emisyon dalga doyu spektrumu ultraviyole bölgeden kızılötesi bölgeye kadar uzanmaktadır. Literatürde QD tabanlı çalışmalar görünür spektral alanda, özellikle toksik ve ağır bir metal olan kadmiyum kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Düşük toksisiteye sahip alternatiflerin arayışı InP gibi kadmiyum içermeyen bileşikleri ortaya çıkarmıştır. Kadmiyum içermeyen kuantum noktacıkların biyoalgılama ve biyoişaretleme alanlarında floresan ajanlar olarak kullanım potansiyeli son yıllarda yapılan çalışmalarla ortaya konmuştur. Patojenler canlıları su üzerinden özellikle nehir, yeraltı kaynakları ve rezervler yoluyla tehdit etmektedir. Patojenik bakteriler tarafından yapılan kontaminasyon tüm dünyayı endişelendiren bir olgu haline gelmiştir. Bu probleme yönelik çözüm arayışları, bakteriler ve onların tespiti için kritik öneme sahip olan membran özelliklerinin geniş bir perspektifte ele alınmasını gerektirmektedir. Bakteriler genellikle membran yapılarına göre (gram pozitif ve gram negatif) sınıflandırılmaktadır. Peptidoglikan tabaka olarak da adlandırılan ekstra hücre duvarı gram pozitif bakterileri çevresine karşı daha dirençli yapmaktadır. İnce bir duvarla çevrili olan gram negatif bakteriler ise dışarıdan gelen etkilere daha açıktır. En iyi bilinen patojenik bakteri türlerinden biri olan E. Koli şimdiye kadar dünya çapında birçok yaşamı tehdit etmiş ve zarar vermiştir. Yüksek çoğalma kapasitesi bu mikroorganizmanın kısa sürede büyük alanlara yayılmasına imkan vermektedir. Bu sebeplerden dolayı su kaynaklarındaki bakterilerin doğru ve kesin tespiti elzemdir. Bu çalışmanın ana iskeletini bakterilerin kuantum noktacık bazlı biyoalgılaması oluşturmaktadır. Öncelikle triositilfosfin-sülfür ligandına sahip kuantum noktacıklar (50% ışıma verimi) sentezlendi ve başarılı bir faz transferi ile su bazlı (20% ışıma verimi) kuantum noktacıklar hazırlandı. Ligand değişimi sırasında ortaya çıkan yüzey hasarına rağmen, yüksek verimle ışıyan su bazlı kuantum noktacıklar elde edildi. NH2 kaplı SiO2, yüzey etkileşimi yaratan karboksilik ligandlara sahip kuantum noktacıklar ile kaplandı. Bu parçacıkların üzerine tekrar SiO2 kaplanarak silika içeren kuantum noktacık yapıları oluşturuldu. Bu yapıların bakteri tespitinde kullanılması floresan ajanların dönel kaplama yöntemiyle hazırlanan polimerik filmlerin içerisine gömülmesiyle sağlandı. Uygun bir şekilde büyütülen yeşil floresan protein sentezleyen DH5 alfa (E. Koli ırkı) algılama için patojen olarak kullanıldı. Silika kaplı hibrit yapıyı içeren polimerik filmler içerisinde E. Koli DH5 alfa bulunduran su ile muamele edildi. Pozitif yüklü hibrit yapı ile negatif yüklü bakteri arasındaki etkileşim zaman çözünürlüklü spektroskopi ve floresan mikroskobu ile analiz edildi. Böylece, kuantum noktacıkların patojen biyoalgılamada sensör olarak kullanılabileceği gösterilmiş ve gelecek çalışmalara ışık tutması amaçlanmıştır. Anahtar kelimeler: biyoalgılama E.koli, kuantum noktacık, yarıiletkenler, silika kaplı kuantum noktacıklar, indiyum fosfat, InP QD