Levan-encapsulated magnetıc nanocomposıtes


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: İlker Çalgeriş

Danışman: EBRU TOKSOY ÖNER

Özet:

LEVAN-KAPLAMALI MANYETİK NANOKOMPOZİTLER Hipertermi, kanserli hücrelere hedeflenen metal nanopartiküllerin manyetik özelliği kullanılarak sıcaklığın yükseltilip kanserli hücrelerin vücuttan temizlenmesini sağlayan alternatif tedavi yöntemidir. Demir oksit nanopartikülleri bioyuyumlu olması ve fonksiyonel grupların takılabilirliğinden dolayı bu uygulama için uygun adaylardır. Bu tez çalışmasında CoFe2O4 nanopartikülü ortak çöktürme metodu ile sentezlenmiştir. Sentez aşamasında sıcaklık ve pH parametreleri değiştirilerek bu çalışmada en uygun koşullarda CoFe2O4 sentezi yapılmıştır. FTIR, SEM, EDS AFM, TG-DTA, VSM, manyetik ısıtma testleri 85oC reaksiyon sıcaklığı ile pH12’ de optimum özelliklerde CoFe2O4 nanopartikülleri elde edildiğini göstermiştir. CoFe2O4 nanopartiküllerine N-(Phosphonomethyl)iminodiacetic acid hydrate (PMIDA) bileşiği kullanılarak –COOH fonksiyonel grupları takılmıştır. Modifiye CoFe2O4 nanpartiküllerine Folik asit takılarak kanserli hücrelere hedefleme tasarlanmıştır. Folik asit üzerindeki hidroksil grubu ile modifiye CoFe2O4 üzerindeki karboksil grubu etkileşerek ester bağı oluşturmuştur. Bu bağ FTIR analizinde tespit edilmiştir. Bu aşamada nanopartiküllerin floresans spektroskopisindeki özelliği araştırılmış ve 265-300nm aralığında floresans özelliği gözlenmiştir. Nanopartikül büyüklükleri SEM ve AFM sonuçlarından anlaşıldığı üzere ortalama 20nm civarındadır. Çıplak nano parçacıklar kimyasal olarak aktiftirler, hava ile kolayca okside olurlar ve biraraya gelerek enerjilerini azaltmak eğilimindedirler. Bu nanopartiküller sentez sonrasında stabilize edilerek bu problem kolayca aşılabilir. Bu çalışmada, levan fosfonat ile nanopartiküller enkapsüle edilerek bu sorun aşılmaya çalışılmıştır. Levan fosfonat, mikroorganizmalardan elde edilen Levan biyopolimerinin PCl3 ile etkileştirilmesi sonucu elde edilmiştir. FTIR, SEM-EDS, AFM analizleri yapılarak elde edilen yapışkan özellliği fazla olan malzemenin fosfonatlanmış levan olduğu anlaşılmıştır. Levan fosfonat ile enkapsüle olmuş nanopartiküller TEM, AFM and SEM ile tespit edilerek son aşamada biyolojik testleri yapılmıştır. -------------------- ABSTRACT LEVAN-ENCAPSULATED MAGNETIC NANOCOMPOSITES Hyperhermia application is one of the alternative treatment methods that uses the magnetic properties of metal nanoparticles targeted to cancerous cells to increase the temperature and to remove the cancerous cells. Iron oxide nanoparticles are suitable candidates for this application because of their biocompatibility and the ability to attach functional groups. In this work, CoFe2O4 nanoparticle was synthesized by the co-precipitation method. CoFe2O4 synthesis was carried out by changing the parameters of temperature and pH in the synthesis phase. FTIR, SEM, EDS AFM, TG-DTA, VSM, magnetic heating tests have shown that CoFe2O4 nanoparticles are obtained at optimum parameters at pH 12 with a reaction temperature of 85°C. CoFe2O4 nanoparticles were attached with -COOH functional groups using the PMIDA compound. Modified CoFe2O4 nanoparticles were designed by attaching folic acid to target cancerous cells. Hydroxyl groups on the folic acid interacted with the carboxyl group on the modified CoFe2O4 to form ester bond. This bond was detected in the FTIR analysis. At this stage, the properties of the nanoparticles on the fluorescence spectroscopy were investigated and fluorescence properties were observed in the range of 265-300 nm. Nanoparticle sizes were about 20 nm as understood from the SEM and AFM results. Nanoparticles are chemically active, readily oxidized by air, and tend to aggregate to reduce their energy. These nanoparticles can be stabilized after synthesis to overcome this problem easily. In this study, this problem was tried to overcome by encapsulating nanoparticles using levan phosphonate. Levan phosphonate was obtained with the interaction of PCl3 and levan biopolymer. FTIR, SEM-EDS, AFM analysis were performed and it was understood that the material with excess adhesive property is phosphonated levan. TEM, AFM and SEM Mapping results showed that nanoparticles encapsulated with levan phosphonate were identified. At the final stage, encapsulated nanoparticles were biologically tested.