Nanomateryallerin Tetrahymena Thermophila üzerine Toksikolojik etkilerinin ekotoksikolojik yöntemlerle saptanması

NANOMATERYALLERİN TETRAHYMENA THERMOPHILA ÜZERİNE TOKSİKOLOJİK ETKİLERİNİN EKOTOKSİKOLOJİK YÖNTEMLERLE SAPTANMASI Pek çok ticari üründe kullanılan nanomateryallerin sucul ekosistemlerle teması sıklıkla görülmektedir. Bu nedenle nanomateryallerin akuatik ekosistemlerde geçirdikleri değişimin (biyodönüşüm, biyobirikme, biyobozunum) açıklanması ve akuatik organizmalar üzerinde toksisitelerinin değerlendirilmesi önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında titanyum dioksit (TiO2) ve demir oksit (Fe3O4) metal nanoparçacıklarının silli bir protozoa türü olan Tetrahymena thermophila üzerindeki etkisi ve bu parçacıkların akuatik ortamdaki değişimleri incelenmektedir. Bu doğrultuda yapılan bu çalışmanın amacı, yürütülecek ekotoksikolojik testler yardımı ile nanoparçacıkların büyüme inhibisyon değerlerini saptamak ve görüntü analizleri yoluyla Tetrahymena thermophila hücreleri ile nanoparçacıkların ilişkisini incelemektir. Çalışmalarda kullanılan her iki metal nanoparçacık da yüksek konsantrasyon değerlerinde (50-400 mg/L) Tetrahymena thermophila’da büyüme inhibisyonu tespit edilememiştir. Fakat 50 mg/L konsantrasyondan düşük değerlerde (3,12-25 mg/L) nanoparçacıklar büyüme inhibisyonu sergilemiştir. Tetrahymena thermophila hücrelerinin nanoparçacıkları bünyelerine aldığı ancak bu parçacıkları sindirmeden, hücre dışına verdikleri görüntü analizleri neticesinde ortaya çıkmıştır. Ayrıca hücre içine alınan küçük nanoparçacık kümelerini hücre içi salgılar yardımı ile daha büyük kümeler haline getirip hücre dışına attıkları da gözlemlenmiştir. Nanoparçacıkların yüzey özellikleri nedeniyle akuatik ortamlarda rastgele kümelenip çökelme eğilimleri vardır. Tetrahymena thermophila ise test ortamında nanoparçacıkların kümelenme durumunu artırmış ve buna bağlı olarak da zamanla daha büyük parçacıkların oluşmasına ve bu parçacıkların daha hızlı çökelmesine neden olmuştur. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar nanomateryallerin akuatik ortamdaki davranışlarını tanımlamakta önemli bir yer sunmaktadır. ABSTRACT ASSESSING THE EFFECT OF NANOMATERIALS ON TETRAHYMENA THERMOPHILA BY ECOTOXICOLOGICAL METHODS Nanomaterials are used in many commercial products and frequently enter into the aquatic environments. Therefore their mobility (biotransformation, bioaccumulation, biodegradation) and evaluation of toxicity to aquatic environments are important concern. This thesis investigates the fate and effect of titanium dioxide (TiO2) and iron oxide (Fe3O4) metal nanoparticles in ciliate protozoa Tetrahymena thermophila. In this context, the main aim of this study is assessing the growth inhibition of the nanoparticles by ecotoxicological tests and observing the interaction of nanoparticles and Tetrahymena thermophila cells by image analysis. These nanoparticles did not exhibit significant cell growth inhibition in high concentration (50-400 mg/L) because of the turbidity whereas the nanoparticles under 50 mg/L concentrations (3,12-25-mg/L) presented cell growth inhibition. The image analyses indicate protozoan cells are able to ingest the nanoparticles but could not digest them. In addition, the cell was attributed the aggregation of ingested small nanoparticles into larger form and eventually excreted in the culture medium. Nanoparticles always have a tendency of sedimentation and randomly particle aggregation. Interestingly their aggregation are accelerated due to the presence of Tetrahymena and consequently clustered to larger particle over time. Therefore, this study introduced a platform for describing the fate of nanoparticles in to the aquatic environments