Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Abstract
Yüksek Lisans TeziPolimer nanokompozitler matris elemanı olarak polimer ve takviye elemanı olarak çeşitli nanopartiküllerin kullanılmasıyla elde edilir. Polimerlerin hafiflik, esneklik ve düşük maliyetli oluşları polimer nanokompozitleri dikkat çekmesini sağlamıştır. Karbon kuantum noktalar (CQDs), yüzey modifikasyonuna elverişli olmaları, biyouyumlu ve yüksek lüminesans özellikleri sayesinde polimer nanokompozitler için dikkat çekmektedirler. Ayrıca polimer malzeme olarak yüksek şişebilme kabiliyetine ve esneklik özelliğine sahip hidrojeller nanokompozitlerin sensör uygulaması araştırılmıştır. İlk olarak CQDs, karbon kaynağı o-p-fenilendiamin ve çözücü olarak etanol kullanılarak solvotermal yöntem ile sentezlendi. CQDs özellikleri spektroflorometre, FT-IR, XPS, TEM ve AFM ile karakterize edilmiştir. CQDs'ın Ag+ varlığında floresanlarının sönümlendiği gözlemlenmiştir. Bir DNA bazı olan sitozin ve Ag+ arasında gerçekleşen C-Ag-C bağları sayesinde Ag+ ile floresansında sönme meydana gelmiş CQDs'ın floresansını yeniden kazandığı tespit edilmiştir. Bu tez kapsamında turn-off/turnon mekanizmasını kullanılarak sitozin sensörü geliştirilmiştir. Ayrıca, katı platform olarak kullanılabilecek olan CQDs katkılanmış hidrojeller ile sensör uygulaması da gerçekleştirilmiştir. Sitozin için çözelti ortamındaki (50 mM Tris tamponu, pH 7,40) sensörün doğrusal konsantrasyon aralığı 50-225 µM (R2=0,9828) ve tayin sınır değeri 37,44 µM iken, hidrojel kompozit ortamında ise doğrusal konsantrasyon aralığı 0,5-5,0 mM (R2=0,9780) ve tayin sınır değeri 0,43 mM olarak tespit edilmiştir (n=3).Polymer nanocomposites are obtained by incorporating various nanoparticles as reinforcing agents into a polymer matrix. The desirable properties of polymers, such as being lightweight, flexible, and inexpensive, have contributed to the growing interest in polymer nanocomposites. Carbon quantum dots (CQDs) have attracted attention for use in polymer nanocomposites due to their surface modifiability, biocompatibility, and high luminescence properties. Furthermore, hydrogels, known for their significant swelling ability and mechanical flexibility, have been explored in sensor applications of nanocomposites. Firstly, CQDs were synthesized using the solvothermal method with o-p-phenylenediamine and ethanol, and characterized by fluorescence spectroscopy, FT-IR, XPS, TEM and AFM. It was observed that the fluorescence of CQDs was quenched upon the addition of Ag⁺ ions. However, the fluorescence was subsequently restored due to the formation of stable C–Ag–C coordination bonds between cytosine, which is one of the DNA bases, and silver ions indicating a turn-off/turn-on fluorescence mechanism. Subsequently, the sensor was implemented for cytosine detection using CQDs-incorporated hydrogels. For cytosine detection in 50 mM Tris buffer solution (pH 7.40), the linear range of the sensor in solution was determined to be between 50 and 225 µM (R2=0.9828), with a limit of detection (LOD) of 37.44 µM. In contrast, in the hydrogel composite platform, the linear range was found to be 0.5–5.0 mM (R2=0.9780), and the LOD was determined to be 0.43 mM 8 (n=3).Bu tez çalışması Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından 1649B022404300 numaralı proje ile desteklenmiştir
