LEE- Kimya-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 56
-
ÖgeGlutamik asidin temassız iletkenlik dedektörü kullanılarak kapiler elektroforez yöntemi ile çeşitli gıdalardaki tayini(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025-01-20)Teknolojinin de gelişmesiyle birlikte insanoğlunun paketli ve hazır gıdalara ulaşması gün geçtikçe kolaylaşmaktadır. Fakat kolay üretilebilir ve kolay tüketilebilir bu besin maddelerinin sağlığa olan etkileri her geçen gün yeni bir tartışma kapısı açmaktadır. Bu sebeptendir ki son yıllarda gıda analiz sektörü önem kazanmış olup fazlasıyla yatırım almaya başlamıştır. İnsanların bilgiye ulaşmasının kolaylaşması ile birlikte de sağlıklı, doğal ve güvenilir gıdaya yönelim artmaktadır. Özellikle hazır ve paketli gıdalarda rastladığımız katkı maddelerinin sağlık etkilerinin tartışılması ile bu maddelerin analizi ve tayini önem kazanmıştır. Bu maddelerden biri olan ve hemen hemen herkesin aşina olduğu monosodyum glutamat (MSG), glutamik asidin bir tuzudur. MSG'nin 1960'lı yıllardan beri insan sağlığına olumsuz etkisi olup olmadığı tartışılmaktadır. MSG, gıdalarda lezzet artırıcı olarak kullanılan bir katkı maddesidir. Cipslerde, soslarda, Çin eriştelerinde ve birçok paketli gıdada MSG kullanılmaktadır. Glutamik asit esansiyel olmayan bir aminoasittir. Dolayısıyla insan vücudunda üretilebilir. Suda çözündüğünde genellikle anyonik formda bulunur. İnsan vücudunda nörotransmiter madde olarak görev alır. Aynı zamanda gıdalara umami tat katar. Glutamik asit, domateste ve soyada yüksek miktarda bulunur. Kapiler elektroforez (CE), bir ayırma ve tayin yöntemidir. CE yönteminde ayrılma, taneciklerin elektrik alan altındaki mobilite farklılıklarına dayanarak gerçekleşir. Bu yöntem ile birlikte oldukça hızlı analiz yapmak mümkündür. Aynı zamanda az madde sarfiyatı, kolay uygulanabilmesi ve yüksek ayırma gücü diğer avantajları arasında yer alır. Bu tez çalışmasında CE, temassız iletkenlik dedektörü ile birleştirilmiştir. Temassız iletkenlik dedektörü (C4D) ile birlikte oldukça hassas analizler yapmak mümkündür. Bu sebeple CE-C4D yöntemiyle birlikte hızlı ve hassas bir şekilde glutamik asit tayini yapmak mümkündür. Literatürde de bu yöntem ile çeşitli gıdalarda glutamik asit tayini yapılan bir çalışma bulunmamaktadır. Dolayısıyla bu çalışmada gıda analizinde de kullanılabilecek yeni bir yöntem bulmak hedeflenmiştir. Bu çalışmada tampon olarak 2-hidroksi-3-[(1-hidroksi-2-metilpropan-2-il)amino]propan-1-sülfonik asit (AMPSO) kullanılmıştır. Tampon pH'ı 8,5'a ayarlanmıştır. Glutamik asit sulu çözeltide negatif yüklü olduğu için ayırma voltajı negatif uygulanmıştır. Ayrıca kapiler katyonik bir yüzey aktif madde olan setilpiridinyum bromür ile kaplanmıştır. Tampon çözeltisi 50 mM AMPSO ve 0,2 mM setilpiridinyum bromür içermektedir. pH Tris ile 8,5'e ayarlanmıştır. Ayırma voltajı -28 kV olarak belirlenmiştir. Geliştirilen yöntem ile glutamik asit için dedeksiyon limiti (LOD) 0,05 mg/L ve tayin limiti (LOQ) 0,15 mg/L olarak bulunmuştur. Bununla birlikte geliştirilen yöntem için geri kazanım değerleri %83,23 ile %100,75 arasındadır. Kalibrasyon grafiğinin lineer aralığı ise 0,15 mg/L ile 80 mg/L aralığındadır ve r2 değeri 0,9986'dır.
-
ÖgeThienothiophene and dithienothiophene derivative P-type organic semiconductors for perovskite solar cells(Graduate School, 2025-01-23)Organic compounds have gained significant attention due to their tunable physical and chemical properties, making them highly suitable for electrical and optoelectronic applications. Among these, thiophene-based derivatives, such as thienothiophenes (TT) and dithienothiophenes (DTT), exhibit excellent conjugation, stability, and conductivity, making them ideal candidates for organic material research. Organic semiconductors, characterized by their excitonic charge transport, offer advantages over traditional inorganic materials, including flexibility, lightweight properties, and cost efficiency. This study focuses on the synthesis of thienothiophene-based materials for application in perovskite solar cells. The synthesized molecules employ a donor-π-donor (D-π-D) framework, incorporating TT and DTT as π-bridges and electron-rich donor groups such as EDOT, thiophene, and methoxy-substituted triphenylamine (TPA(OMe)₂). Five distinct molecules—TT-Ph(EDOT-TPA(OMe)₂)₃, DTT-Ph(Th-TPA(OMe)₂)₄, DTT-Ph-(EDOT-TPA(OMe)₂)₄, TT-PhOMe-(EDOT-TPA(OMe)₂)₂, and DTT-PhOMe-(EDOT-TPA(OMe)₂)₂—were synthesized via lithiation, bromination, and cross-coupling reactions (Suzuki and Stille couplings). Their structures were confirmed using 1H-NMR spectroscopy. The optoelectronic properties of these materials were analyzed through fluorescence, UV-Vis spectroscopy, and cyclic voltammetry, with the goal of optimizing their performance in perovskite solar cells. The findings of this research contribute to the development of high-performance organic semiconductors for next-generation photovoltaic applications.
-
ÖgeSynthesis and applications of aza-BODIPY derivatives with benzoic acid functional groups(Graduate School, 2024-06-25)With their unique absorption and emission properties, near-infrared (NIR) dyes have emerged as versatile tools in various fields such as biomedical imaging, cancer theranostics, photovoltaics, and sensing applications. Originated by the charge transfer of a metal-ligand complex or a conjugated organic molecule, these dyes exhibit light absorption and emission in the near infrared area of 780-2500 nm. Upon irradiation with light, these dyes can excite their electrons to an elevated energy level, and subsequently electrons return to the ground state through light emission, thus generating fluorescence and becoming significant tools for biotechnological applications. Shifting of absorption to longer wavelengths in the near-infrared (NIR) range provides advantages such as reduced scattering, minimized photodamage, and improved penetration into deep tissues. NIR dyes encompassing cyanine, squaraine, phthalocyanine, porphyrazine and porphyrin dyes have unique chemical structures and spectral properties. Until recently, porphyrins and phthalocyanines were the commonly studied among these dye groups. Despite their strong absorption in the IR and near-IR regions, excellent chemical and thermal stability, and suitable redox properties for activating semiconductors, these macrocyclic tertapyrrole derivatives are being replaced by new generations of dye compounds due to their challenging synthesis methods, difficulties in purification steps, and low yields. To adress the limitations of porphyrin and phthalocyanine dyes, dipyrromethene and aza-dipyrromethenes boron complexes have emerged as a solution. These compounds have tunable optical properties and biocompatibility. Coordination with BF2+ induces a greater degree of planarity and rigidity in the molecular structure, thereby they promote pronounced conjugation along the π-system of the molecule. This extended conjugation facilitates enhanced electronic delocalization and absorption of light across a wider spectrum of wavelengths that results in a red-shift in their absorption maximum. BODIPYs, resembling a half-porphyrine core, are BF2+ complexes of dipyrromethenes. BODIPY compounds possess exceptional spectroscopic features characterized by pronounced absorption within the visible range of the spectrum with an elevated molar absorptivity coefficients and notably high quantum yields. Furthermore, these dyes demonstrate remarkable chemical and photostability. Their inherent amenability to functionalization at all core positions enable modifications. Through these modifications, electron delocalization can be modulated and chromophore's spectral properties can be rendered for generation of intramolecular charge-transfer absorption bands. In contrast to their remarkable high-yield emission maxima, their most unfavorable characteristic appears in their absorption band positioned at wavelengths below 600 nm because it disables deep tissue penetrations and their applications as theranostic agents. Aza-BODIPYs, the direct homologues of BODIPYs, were discovered by Boyer in 1993. In their structure, the carbon meso-atom in BODIPY core is replaced by nitrogen atom to provide better absorption characteristics while retaining the optical properties of their BODIPY analogues. Due to the narrowing of the HOMO-LUMO energy gap, this replacement induces a bathochromic shift in absorption wavelength typically extending approximately to 100 nm, compared to those of BODIPYs. Aza-BODIPYs in their simplest form, which is the 1,3,5,7-tetraphenyl-aza-BODIPY, possess absorption maximums at 650 and 672 nm, respectively, as well as an enhanced molar extinction coefficient in comparison to their BODIPY analogue, namely 1,3,5,7-tetraphenyl-BODIPY. Over the years, various synthetic pathways have been devised for the synthesis of aza-BODIPYs. These methodologies vary mainly in synthesis of aza-dipyrromethene derivative, the precursor of aza-BODIPY. Nonetheless, a unifying feature among the reported synthetic strategies is formation of their BF2+ chelates through the utilization of boron trifluoride diethyletherate in the final step. Among the array of synthetic strategies, the method reported by O'Shea has emerged as the predominant approach fort the preparation of both symmetrical and asymmetrical products. O'Shea method is relatively simpler since it involves less synthetic steps and the final products are obtained with comparatively high yields. The synthetic pathway begins with the aldol condensation between an aryl aldehyde and an aryl ketone to obtain chalcone, a diaryl-α,β-unsaturated ketone. Nitration of the chalcone compound facilitated via Michael addition of nitromethane, is followed by dimerization of the semi-product by using ammonium acetate to yield in aza-dipyrromethene compound. In the final step, the target aza-BODIPY is prepared by chelation of the aza-dipyrromethene derivative with boron trifluoride etherate. In addition to their absorption at around 650-675 nm, aza-BODIPYs posses intense emission at 700-900 nm, the wavelength range which falls within the therapeutic window that allows deep tissue penetration and higher contrast for biological applications. Since their emission wavelength is considerably higher than those of their BODIPY analogues, they have relatively higher singlet oxygen quantum yields. Hence they posses great potential as photosensitizers for biological and therapeutic applications, especially photodynamic therapy and photothermal therapy. In addition to their remarkable spectrochemical features, their biocompatibility makes these complexes more appealing for biological applications. Photodynamic therapy has become more appealing in the current era since it is a non-invasive clinical treatment method of cancer and non-oncological diseases. The cure is based on generation of singlet oxygen, the cytotoxic component responsible for cellular death. Although there are various possible routes for singlet oxygen generation, photosensitized processes are the most favored ones. Photosensitizers are responsible for singlet oxygen formation in the malignant tissue upon irradiation of light. Therefore, the photosensitizer plays a critical role in the success of the therapy. An ideal photosensitizer should be able to accumulate in the cancerous tissue, be easily excreted after the treatment and should exhibit high photoactivity with minimal dark toxicity. Since the discovery of Photofrin® in the early 1990s, extensive research has been conducted to synthesize the ideal photosensitizer. Unfortunately, many of the reported compounds displayed aggregation-caused quenching which reduces reactive oxygen species yield. Consequently, aza-BODIPYs began to gain more attention as alternatives for traditional porphyrin and phtalocyanine dyes used for photodynmaic therapy. In this thesis, it was aimed to synthesize and characterize an aza-BODIPY derivative functionalized with ethynyl benzoic acid groups at the pyrrolic positions of the core structure. For the preparation of the target molecule, tetraphenyl aza-dipyrromethene compound was synthesized in accordance with the reported procedure along with some modifications. Initially, chalcone was synthesized and followed by Michael addition of nitromethane to obtain the corresponding nitrated semi-product. Reacting with ammonium acetate, 1,3,5,7-tetraphenyl aza-dipyrromethene was obtained, which was then brominated in the pyrrolic positions using NBS. Functionalization of the aza-dipyrromethene core was achieved via palladium catalyzed Sonogashira coupling reaction with 4-ethynyl benzoic acid. The target aza-BODIPY was obtained by the complexation of aza dipyrromethene derivative substituted with carboxylic acid groups with boron trifluoride etherate. Characterization of the compounds was performed by UV–Vis, fluorescence, 1H-NMR and mass spectroscopy techniques. In conclusion, the UV absorbance maxima was observed at 616 nm, with a fluorescence emission peak at 680 nm, exhibiting a Stokes shift of 64 nm. Singlet oxygen quantum yield of the final compound was estimated and the cytotoxicity studies were performed.
-
ÖgeTanen ile modifiye edilmiş baryum titanatın siprofloksasin çözeltisine fotokatalitik etkisi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022)Antibiyotikler, ortaya çıktıklarından beri insan sağlığını iyileştirmek veya hayvancılık ve kümes hayvancılığını geliştirmek için giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bununla birlikte, antibiyotik kalıntılarından potansiyel olarak olumsuz etkileri olduğundan, insan bağışıklık sisteminin bozulması, sucul topluluk yapısı üzerindeki etkiler ve antibiyotik direnç genlerinin indüklenmesi ve yayılması dahil olmak üzere ciddi sağlık ve çevre sorunlarına neden olmuştur. İnsanlar ve hayvanlar antibiyotiklerin yalnızca %30'unu emebildiğinden, çoğu vücuttan atılır. Ek olarak, ilaç endüstrisinden gelen atık su, su arıtımını büyük ölçüde etkileyen büyük miktarda antibiyotik içerir. Ayrıca kanalizasyon ve kanalizasyon arıtma tesisinde antibiyotik tespit edildi. Ayrıca yüzey sularında, yeraltı sularında ve evsel atık sularda tespit edilen antibiyotikler, antibakteriyel aktiviteleri ve fonksiyonel grupları nedeniyle mikroorganizmaların, hayvanların ve bitkilerin büyüme ve gelişimi üzerinde önemli toksik etkiye sahiptir. Antibiyotikler vücuda içme suyu ile girer. Sürekli antibiyotik alınırsa patojenler antibiyotiklere dirençli hale gelir. Bu nedenle enfeksiyon anında antibiyotikler işe yaramaz. Antibiyotiklerin çevrede dolaşmasını önlemek için atık sudan uzaklaştırılmaları gerekir. Bu ilaçlardan biri olan siprofloksasin önemli bir çevresel tehdit oluşturmaktadır. Üçüncü nesil bir florokinolon antibiyotik olan siprofloksasin, mükemmel stabilitesi ve mükemmel mikrop geçirmez etkisi nedeniyle hayvan dışkısında, toprakta ve suda evrensel antiseptiklerden biri olarak defalarca gösterilmiştir. Siprofloksasin en çok satan antibiyotiklerden biridir ve birçok bakteriyel enfeksiyonu tedavi etmek için kullanılan ucuz bir antibiyotiktir. Sulu sistemlerdeki siprofloksasin kalıntıları çevre ve insan sağlığı için ciddi bir tehdit oluşturabilir. Bu sebepten dolayı atık sudan siprofloksasin uzaklaştırmak için birçok yöntem denenmiştir. Son zamanlarda, biyobozunma, membran teknolojisi, kimyasal oksidasyon, fotokatalitik degradasyon ve adsorpsiyon, atık sudaki antibiyotiklerin arıtılmasında uygulanmıştır. Bu çalışmada tanen ve formaldehit tanen modifiyeli baryum titanat fotokatalizör olarak kullanılmıştır. Meşe palamadundan elde edilen tanen ile birlikte, taneni reçine haline getirerek formaldehit tanen elde edilmiş ve bu ürün baryum titanat ile modifiye edilerek fotokatalizör haline getirilmiştir. Buradaki amaç baryum titanatın sahip olduğu elektron enerji seviyesi düşürülmesidir. Düşürülen elektron seviyesi ile birlikte bant aralığı azalacak, azalan bant aralığı sayesinde fotokatalitik aktivitesi artması beklenmektedir. Çalışmanın ilk aşamasında T/Ba-0.1 ve FT/Ba-0.1 fotokatalizörleri UV-A, görünür ışık ve karanlık ortamlarda karşılaştırılmıştır. Görünür ışık altında fotokatalitik aktivitelerinin hem T/Ba-0.1 için hem de %10 Formaldehit Tanen/BaTiO3 için daha yüksek olduğu bulunmuştur. Modifiye edilmiş baryum titanatın çalışma dalgaboyu UV-A (320 – 400 λ) aralığından görünür ışık (400–700 λ) bölgesine kaydığını gösterir. Görünür ışık altında T/Ba-0.1 ve FT/Ba-0.1 verimi 5 saatin sonunda sırasıyla %96 ve %88'dir. FT-IR analizine baktığımızda, tanenin formaldehit reçinesine dönüşmesiyle O-H bağlarının azaldığı ve dolayısıyla bozulmaya neden olacak oksidasyonun azaldığı ortaya çıktı. Üçüncü aşamada katalizör dozu, siprofloksasin başlangıç konsantrasyonu, çözelti pH'ı ve radikal yakalayıcıların etkisi gibi ortam parametrelerinin bozunma verimine tesiri incelenmiştir. Üçüncü aşamada katalizör dozu, siprofloksasin başlangıç konsantrasyonu, çözelti pH'ı ve radikal yakalayıcıların etkisi gibi ortam parametrelerinin bozunma verimine tesiri incelenmiştir. İlk ve ikinci aşamada yapılan deneyler sonucunda görünür ışığın altında yapılan çalışmalar UV-A'ya göre fotokatalitik aktivitelerinin daha yüksek çıkmasından dolayı bu aşamada deneyler görünür ışık altında yürütülmüştür. Siprofloksasin maddesinin başlangıç konsantrasyonunun fotokatalitik aktiviteye etkisinin incelendiği çalışmada, 5, 10, 15, 20 ve 40 mg/L başlangıç konsantrasyonları belirlenmiş ve testler yapılmıştır. En yüksek verim, fotokatalizör T/Ba-0.1 ile 10 mg/L'lik bir siprofloksasin konsantrasyonunda elde edildi. Çözeltinin konsantrasyonunun artması, çözeltiye giren foton sayısının azalmasıyla birlikte katalizörlerin katalitik veriminin düşmesine neden olmuştur. pH deneyleri asidik (pH=3), bazik (pH=10) ve doğal çözelti pH'ı 5.8'lik çözeltilerinde gerçekleştirilmiştir. Asidik ve bazik ortamlarda yapılan çalışmalarda bozunma veriminin düştüğü gözlemlenmiştir. T/Ba-0.1 fotokatalizörü kullanılarak ve en yüksek verimin elde edildiği çözeltinin doğal pH'ında bir %96 verimi elde edildi. Radikal yakalayıcı olarak 40 mM H2O2, 100 mM H2O2, 1 mM EDTA ve 1 mM IPA kullanıldı. Çözeltiye tutucuların eklenmesiyle bozunma etkinliğinin %90 ve %70 arasındaki değerlere düştüğü gözlemlendi. Bu deneyden h+ ve OH- iyonlarının fotokataliz için önemli bir faktör olduğu sonucuna varılmıştır. Tekrar deneylerinde ise, en iyi verimi sağlayan T/Ba-0.1 katalizörü kullanılmıştır. Fotokatalizörün tekrar kullanımında verimler sırasıyla %96, %92, %87, %79 ve %67 bulunmuştur. İlk üç kullanımda verimde yavaş azalma gözlemlenmiştir. 4. ve 5. kullanımda degradasyon veriminde ciddi azalma görülmüştür. Bu azalma katalizörün tekrar kullanıma bağlı olarak aktivite bölgelerinin kaybına bağlanmıştır.
-
ÖgeAMPS-based H-bonded superabsorbent hydrogels(Graduate School, 2023)Water is the most abundant molecule in living tissues, and organisms. The presence of soluble ions and water provides regulation, protection, and conductivity to the nature of the systems. Different bodily parts store varying amounts of water according to their place and duty. The bones and teeth contain the lowest percentage of water in the body, whereas the brain and kidneys have the highest percentage. Materials that resemble the mechanical properties and behavior of biological tissues are now possible thanks to new polymeric networks. The distinctive qualities of hydrogels, like their high water content, softness, and flexibility that can mimic those of human tissues and organs, as well as biocompatibility have made them particularly desirable. These properties can be tailored according to the purposed area however poor mechanical properties restrict the efficient application of the hydrogels. Many hydrogel network structures, such as double network hydrogels, macromolecular microsphere composite hydrogels, physically cross-linked networks, and nanocomposite hydrogels, have been produced to address this issue. The objective of this study is to prepare hydrogels that could absorb a high amount of water without compromising their structural integrity and exhibit desirable mechanical characteristics (such as high stiffness, and toughness). Particularly strong, dynamic hydrogels can be obtained by using physical crosslinks in the hydrogel network structure which give an energy dissipation mechanism to avoid fracture and gain reversibility under stress. Today many studies are inspired by the mechanical features and high water content of biological tissues for the preparation of hydrogels. Because macromolecules naturally interact with one another through noncovalent interactions, supramolecular assemblies are frequently found in biological systems. The hydrogels based on 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid (AMPS) have enormous and pH-independent water absorption capacity and electro-sensitive characteristics when swollen in water. Because they are frequently produced using chemical cross-linkers, their network structures cannot effectively dissipate energy and poly(AMPS) (PAMPS) hydrogels with poor mechanical properties are obtained. A physically crosslinked dynamic PAMPS network dissipating energy under stress can be made by replacing chemical crosslinks with cooperative H-bonds to improve mechanical properties. Multiple H-bonding interactions are necessary for the creation of strong physical hydrogels that are stable in water. Therefore, careful consideration must be given while choosing monomers that will form cooperative H-bonds. Preliminary experiments were conducted with N,N-dimethylacrylamide (DMAA), methacrylic acid (MAAc), and acrylic acid (AAc) to investigate comonomer effect. Because AMPS/DMAA and AMPS/MAAc copolymer hydrogels have good mechanical properties and the carbonyl of DMAA and the carboxyl group of MAAc are known to produce multiple H-bonds connecting primary polymer chains, AMPS/MAAc/DMAA terpolymer hydrogels were prepared without using any chemical cross-linker. Effect of terpolymer composition was investigated by preparing hydrogels at various MAAc/DMAA molar ratio at a constant water content (w) of 25 wt%. The terpolymer hydrogels exhibited the best mechanical properties at a MAAc/DMAA molar ratio of 4:1 (xMAAc = 0.8). Then, by fixing the MAAc/DMAA molar ratio at 4:1, we increased the water content (w) from 25 to 95 wt% to observe the effect of water amount at gelation on the hydrogel properties. Visual inspection showed that the transparent terpolymer hydrogels formed at a water content lower than 40 wt% become translucent at 50 wt%, and finally opaque at 75 wt%. A phase-separated system formed of a viscous solution and an opaque gel was obtained by further increasing the water content w to 93 wt%. Both fracture stress f and the modulus E three orders of magnitude decrease (from 26±2 MPa to 7±1 kPa, and 10.4±0.7 MPa to 15±1 kPa, respectively) with increasing w from 25 to 75 wt%. Detailed studies revealed the formation of cooperative H-bonds that link MAAc and DMAA segments leading to a phase separation of the highly H-bonded regions. Their network structure is characterized by rheological tests, FTIR, and elemental analyzes. Furthermore, swelling tests also showed that the superabsorbent behavior of AMPS-based terpolymer hydrogels was improved by the addition of comonomers to the structure. In short, better mechanical strength and high water absorption were obtained by the addition of comonomers MAAc and DMAA to the AMPS hydrogel network structure.