Özel tasarım yüzey aktif maddeler kullanılarak nano/mikro boyutlu tübüler yapıların oluşturulması,karakterizasyonu ve uygulamaları
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2014
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HANDE ÜNSAL
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): NİHAL AYDOĞAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Kendiliğinden kümeleşme yöntemiyle oluşturulan lipit nanotüpler, kolay üretim prosedürleri, yüksek biyo-uyumlulukları ve elektronikten biyoteknolojiye uzanan geniş kullanım alanları gibi avantajları sayesinde son yıllarda oldukça ilgi gören konular arasında yer almaktadır. Özellikleri dış uyarıcılar ile tersinir olarak değiştirilebilen akıllı lipit nanotüp sistemlerinin oluşturulması ise lipit nanotüplerin fonksiyonelliklerini daha da arttıracaktır. Literatürde dış uyarıcılarla morfolojisi değiştirilebilen lipit nanotüplerle ilgili bazı çalışmalar bulunsa da bu çalışmalar oldukça yetersiz ve kısıtlıdır. Ancak nanotüp morfolojisinin dış uyarıcılarla kontrolü son dönemde giderek daha çok ilgi çeken bir alan halini almaktadır. Bu nedenle bu çalışmada, biyomakromoleküllerin veya mikroorganizmaların kapsüllenmesi, ilaç taşınımı ve kontrollü salınımı, şablon uygulamaları, organik-metal hibrit tek boyutlu yapıların oluşturulması gibi proseslerde kullanılabilecek, özellikleri ortam koşulları değiştirilerek tersinir olarak kontrol edilebilen, akıllı lipit nanotüplerin kendiliğinden kümeleşme yöntemiyle elde edilmesi ve çeşitli alanlardaki kullanımlarına dair ön incelemelerin yapılması amaçlanmıştır. Tez çalışması kapsamında ayrıca molekül yapısı ile kümeleşme özellikleri arasındaki ilişkinin araştırılması da hedeflenmiştir. Bu hedefler doğrultusunda, yapısına özel olarak yerleştirilmiş COOH ve antrakinon grupları sayesinde, ortam koşullarına karşı çift-cevap özelliği taşıyan, pH'a duyarlı ve redoks-aktif Aqua (AQ-NH-(CH2)10COOH) molekülü tasarlanmış ve sentezlenmiştir. Aqua molekülü, kendisi ile molce eşit miktarda etanolamin varlığında, sulu ortamda, sol-yönelimli nanotüpler oluşturmaktadır. Akiral Aqua molekülünün kiral nanotüpler oluşturması, nanotüp oluşumunun kiral-simetri kırılması mekanizmasına dayandığını göstermektedir. Oluşan lipit nanotüplerin özellikleri Aqua derişimi, zıt iyon türü ve ortamda bulunan tuz miktarı gibi parametrelerden de oldukça etkilenmektedir. Aqua nanotüplerinin morfolojisi, hedeflendiği gibi, hem pH hem de redoks reaksiyonları etkileriyle tersinir olarak değiştirilebilmektedir. Aqua molekülünün pKa değeri olan 4.9'un altındaki pH'larda, nanotüp morfolojisinde bozulmalar oluşmakta ve nanotüpler, pH düştükçe kademeli olarak açılarak, daha gevsek nanotüpler veya tamamen açılmış levha tipli yapılar haline dönüşmektedir. Bu değişim pH 3-9 değerleri arasında büyük ölçüde tersinirdir ve bozulmuş nanotüp yapılarına ait çözelti pH'ı tekrar arttırıldığında orijinal çözeltideki nanotüp yapısı tekrar oluşmaktadır. Aqua nanotüp çözeltisi indirgendiğinde ise nanotüpler, çok daha ince kurdele tipli yapılara dönüşmekte ve indirgenmiş çözeltinin tekrar yükseltgenmesi sonucunda ise bu kurdele tipli yapılar tersinir olarak tekrar nanotüp formuna kavuşmaktadır. Molekül yapısındaki fonksiyonel grupların nanotüp oluşumu üzerine etkilerine dair çalışmalar ise, antrakinon ve COOH gruplarının molekül yapısında birlikte bulunmasının ve hidrokarbon zincir uzunluğunun tek sayı olmasının lipit nanotüp oluşumu ve oluşan nanotüplerin çaplarının küçültülmesi açılarından sinerjik bir etki yarattığını göstermiştir. Aqua molekülü organik çözücüler ve bu çözücülerin sulu karışımlarında ise çoğunlukla ipliksi yapılar oluşturmakta ve çözücü türü ve bileşimi değiştirilerek elde edilen bu yapıların çap ve boy değerleri geniş bir aralıkta kontrol edilebilmektedir. Farklı ortamların birçoğunda ipliksi yapılar elde edilmesi Aqua'nın molekül tasarımına bağlı olarak, uzun kümeleşmeler oluşturma eğiliminin oldukça baskın olduğunu göstermektedir. Aqua nanotüpleri, çeşitli protein ve ilaç yapılarını yüksek kapasitede tutabilmekte ve pH'a duyarlı bir salım profili sergilemektedir. Bu durum ise Aqua nanotüplerinin enkapsülasyon ve kontrollü salım uygulamaları için kullanışlı bir alternatif olabileceğini göstermektedir. Ayrıca Aqua nanotüpleri kloroaurik asit tuzunu indirgeyerek nanotüp yüzeylerinde altın nanopartiküllerin oluşmasını sağlamakta ve Aqua-altın hibrit nanotüp yapıları oluşturulabilmektedir. Literatürde hem pH hem redoks etkileriyle tersinir olarak nanotüplerinin morfolojik kontrolü gerçekleştirilebilen ilk molekül Aqua'dır. Bu özellikleri sayesinde ise Aqua nanotüplerinin çok geniş alanlarda etkin kullanıma sahip olabileceği düşünülmektedir.