Search

İlk kez Otto Bayer tarafından 1937 yılında sentezlenen poliüretanlar günlük hayatımızda en sık kullandığımız polimerlerin en başında gelmektedir. Diol ile diizosiyonatın reaksiyonu ile elde edilen poliüretanlar, su bulunan ortamda su ile diizosiyanatın bir kısmı ile birleşerek CO2 gazı açığa çıkarır ve poliüretanın gözenekli yapısını yani poliüretan köpük adını verdiğimiz ürünleri meydana getirirler. Günümüzde kullanılan ticari poliüretanların büyük çoğunluğu petrol kaynaklı malzemeler kullanılarak sentezlenir ve bu durum beraberinde çeşitli sorunlar getirir. Petrolün gün geçtikçe yükselen fiyatları, iklim krizine neden olan çevre kirliliği ve gelişen teknolojiye rağmen hala fosil yakıtlara bağlı bir endüstri olması poliüretan sektörü için olumsuz durumlardandır. Bundan dolayı endüstrinin, sanayinin ve günlük hayatın vazgeçilmez bir parçası olan poliüretan malzemelere daha çevreci çözümler bulmak elzemdir. Geçmişten günümüze biyobazlı poliüretan köpükler konusunda oldukça yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Sentetik kimyaya en uygun malzemelerden olan bitkisel yağlar çevreci poliüretan köpükler yapmak için çok kullanışlıdır. Biyo-bazlı polimerler, bitkisel yağların modifikasyonu ile elde edilmektedir ve inşaat, yapı malzemesi, plastik ve kompozit olarak kullanışlıdır. Tüm bu avantajlı durumlar, bu konu üzerindeki çalışmaları da beraberinde arttırmıştır. Bu bitkisel yağlardan yüksek doymamışlığa sahip keten yağı, tung yağı, ayçiçek yağı, soya yağı ve hint yağı bu tür çalışmalarda sıklıkla tercih edilir. Bu çalışmada hint yağı esaslı alev geciktirici ile zenginleştirilmiş dimer diamin esaslı poliol ile hint yağı birlikte kullanılarak poliüretan köpükler elde edilmiştir. Polurethanes which were first synthesized by Otto Bayer in 1937, are considerable polymers that we use most frequently in daily life. They are obtained reaaction of between diol and diisocynate. İf there is a water in the system, water and isocyanate combine and realese CO2 gase so porous structure of polyurethane is formed and they called polyurethane foam. The majority of commercial polyurethanes used today are synthesized from petrolium-derived materials and this stitutation and this situation brings along various problems. This unfavorable stitutations can be listed as cost of petrolium-derived materials, enviromental pollution and dependence on fossil fuels. Therefore, it is essential to find more environmentally friendly solutions for polyurethane materials, which are an indispensable part of industry and daily life. From past to present, a lot of studies have been carried out on biobased polyurethane foams. Vegetable oils are the most suitable materials for synthetic chemistry so they are useful for synthesizing polyurethane foams. Bio-based polymers obtained as a result of chemical modification of vegetable oils; It can be used as plastic, composite, construction building and bio-material. Highly unsaturated flax oil, tung oil, sunflower oil, soybean oil and castor oil are often preferred in such studies. In this study, castor oil based flame retardant and dimer diamine based polyol were synthesized. The synthesized polyol was mixed with castor oil and a flame retardant was added to form a polyurethane foam.

Yağlıboya tabloları restore ederken uygulanan hatalı restorasyon müdahaleleri hem dünyada hem Türkiye’de restorasyon ve konservasyon alanında farklı çözüm yollarının araştırılmasına sebep olmuştur. Yağlıboya tablo yüzeyinde sararan veya eskiyen vernik katmanını ve zamanla biriken toz kalıntılarını temizlemek için tabloya doğrudan çözücü ile müdahale etmek istenmeden de olsa hem eserin orijinal boya katmanına hem de restoratöre zarar verdiği bilinmektedir.Bu tez çalışmasında, yağlıboya tablo yüzeyindeki sararmış vernik tabakasını orijinal boya katmanına zarar vermeden temizlemek için biyo bazlı jeller tasarlanmıştır. Bu amaçla, çözücüyü esere doğrudan temas ettirmeden, çevre dostu çözücü ile şişirilmiş jeller ile temizlik yapılması hedeflenmiştir.Bu tez çalışması iki bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, ünlü Türk ressamlarımız tarafından yapılan dört yağlıboya tablonun karakterizasyonu FTIR, SEM-EDX ve HPLC analiz yöntemleriyle belirlendi. Bu yöntemlerle, yağlıboya tabloların pigment, bağlayıcı ve vernik türü tespit edilerek tabloların karakterizasyonu belirlendi.Çalışmanın ikinci bölümünde ise, karakterizasyonları belirlenen tabloların yüzeyindeki vernik katmanını temizlemek için biyo bazlı tiyol-en kürlenebilen filmler sentezlendi. Filmler için biyo bazlı olan; pirogalol esaslı üç fonksiyonlu allil, pirogalol esaslı üç fonksiyonlu tiyol, izosorbid diallil, izosorbid ditiyol ve limonen ve pentaeritritol tetrakistrimerkaptopropiyonat monomerlerinden sentezlenen Limonen-PETMP bileşiği kullanıldı. Sentezlenen filmlerin karakterizasyonu FTIR, TGA, DMA, DSC ve temas açısı analizleri uygulanarak belirlendi. Filmler, yine çevre dostu olan dimetil karbonat (DMC) ve etil asetat (EA) çözücülerinde şişirildi. Sentezlenen biyo bazlı film, yağlıboya tablo üzerindeki sararmış vernik tabakasını almada başarılı olmuştur. Yağlıboya tablo yüzeyinin temizlik öncesi ve sonrası görüntüleri taramalı elektron mikroskop (SEM) ile analiz edilmiştir. Incorrect restoration and conservation applications in oil painting restoration spearheaded the research for alternative methods of restoration and conservation both in Turkey and the world. It is known that direct use of solvents to remove yellowed and aged varnish and dust residues from the painting might harm both the original paint layer and the conservator.In this dissertation, designs for possible bio-based gels to clean the yellowed varnish layer are investigated. For this purpose, the aim was to clean the artwork using gels impregnated with environmentally friendly solvents that reduces direct contact with the artwork, reducing damage to the original paint layer and the conservators themselves.This thesis work consists of two parts. In the first part, four oil paintings by famous Turkish painters were characterized in terms of the pigments, binders and varnish types used by FTIR, SEM-EDX and HPLC analysis.In the second part of the study, several curable thiol-ene films are synthesized, to be used in the cleanup of the varnish layer on the aforementioned paintings. For the films, bio-based compounds including pyrogallol-based tri-functional allyl, pyrogallol-based tri-functional thiol, isosorbide diallyl, isosorbide dithiol and limonene adduct compound synthesized from limonene and pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) monomers were used. Synthesized films are characterized using FTIR, TGA, DMA, DSC and contact angle analysis. The films were swollen in Dimethyl carbonate (DMC) and ethyl acetate solvents, which are also environmentally friendly. The synthesized bio-based film was successful in removing the yellowed varnish layer on the oil painting. The images of the oil painting surface before and after cleaning were analyzed by scanning electron microscope (SEM).

Hidrojeller, büyük miktarlarda su veya biyolojik sıvıyı emebilen hidrofilik, üç boyutlu ağlardır. Kimyasal bileşimlerine bağlı olarak sıcaklık, pH, ışık ve kimyasallar dahil olmak üzere çeşitli uyaranlara duyarlıdır. Bu özellikleri nedeniyle biyosensör, ilaç dağıtım vektörleri ve doku mühendisliğinde hücreler veya matrisler için taşıyıcı olarak kullanılma potansiyeline sahiptirler. Zeolitler, alkalin metal iyonları ve su molekülleri içeren mikro gözenekli kristalin alüminosilikatlardır ve bu da geniş bir gözenek ağı ile sonuçlanır. Bu özellikleri sayesinde hidrojellerin ilaç salınımında kullanımına katkı sağlarlar. Hidrofobik ilaçlarının salınımına örnek olarak bu tez çalışmasında retinoik asit kullanılmıştır. Renitoik asit, biyolojik olarak en aktif retinoid formlarının bir üyesidir. Geniş bir kanser hücre dizisi yelpazesinde hücre farklılaşmasını indükleyen ve hücre büyümesini baskılayan bir anti-kanser ilacıdır. Bu çalışmada farklı miktarlarda zeolit içeren jelatin esaslı hidrojellerden retinoik asidin salınımını inceledik. Hidrojellerin jelleşme yüzdeleri, şişme davranışları, ilaç yükleme miktarları, salınım profilleri ve ilaç salınım mekanizmaları incelenmiştir. Sonuç olarak pH arttıkça jellerin şişme yüzdelerinin arttığı ve retinoik asidin zeolit içeren hidrojellere yüksek oranda kolaylıkla yüklenebildiği bulunmuştur.--------------------Hydrogels are hydrophilic, three-dimensional networks that can absorb large amounts of water or biological fluid. It is sensitive to a variety of stimuli, including temperature, pH, light, and chemicals, depending on its chemical composition. With these properties, they have the potential to be used as carriers for cells or matrices in biosensors, drug delivery vectors and tissue engineering. Zeolites are microporous crystalline aluminosilicates containing alkaline metal ions and water molecules, resulting in a large pore network. With these properties, they contribute to the use of hydrogels in drug release. Retinoic acid was used in this thesis as an example of the release of hydrophobic drugs. Retinoic acid is a member of the most biologically active forms of retinoid. It is an anti-cancer drug that induces cell differentiation and suppresses cell growth in a wide range of cancer cell lines. In this study, we investigated the release of retinoic acid from gelatin-based hydrogels containing different amounts of zeolite. The gelation percentages, swelling behavior, drug loading amounts, release profiles and drug release mechanisms of hydrogels were examined. As a result, it has been found that as the pH increases, the swelling percentage of the gels increases and Retinoic acid can easily be loaded into the zeolite containing hydrogels.

Poliüretan köpükler modern hayatımızda çok önemli ve geniş kullanım sahalarınasahip plastik türü polimerlerden biridir. Ana hammaddeleri izosiyanat ve poliol baştaolmak üzere çeşitli katkı malzemelerinin karışımından üretilmektedir. Rijit poliüretanesaslı köpükler genelde yalıtım sektöründe kullanılmaktadır. Ancak aleve karşı direncininolmaması bu köpüklerin tek dezavantajıdır. Dolaysıyla, yanmaya karşı çeşitli alevgeciktirici bileşikler kullanılmaktadır. Poliüretanlarda kullanılan alev geciktiricilerarasında özellikle azot ve fosfor bazlı şişen alev geciktiriciler oldukça etkilidir. Fakat butür alev geciktiricilerin reaktif olmaması, zamanla malzeme içerisinden göç etme riskiniberaberinde getirmektedir. Böyle bir durumda köpük içindeki alev geciktirici etkisiz halegelmesi ve ayrıca mekanik özelliklerinde kötü etkilenmesi kaçınılmazdır. Dolaysıyla,etkili ve aynı zamanda ana hammaddelerden poliol veya izosiyanatla reaksiyona girebilenreaktif alev geciktiricilere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmamızda piperidin ve 9,10-dihidro-9-oksi-10-fosfafenantren-10-oksitten (DOPO) reaktif alev geciktirici bir katkımaddesi hazırlanmıştır. Sentezlenen alev geciktirici farklı oranlarda köpüğe katılmıştırve bileşikten izosiyanat ile reaksiyona girerek otokatalitik etkisini göstermesibeklenilmektedir. FTIR ve NMR spektroskopileri yardımıyla bileşiğin yapısı karakterizeedilmiştir. Hazırlanan rijit köpüklerin Oksijen indeksi (LOI) ve mekanik testleriyapılmıştır.--------------------Polyurethane foams are one of the most important and widely used plastic type polymersin our modern life. It is produced from a mixture of various blowing agents, catalysts and otheradditives, mainly isocyanate and polyol. Rigid polyurethane-based foams are generally used inthe insulation industry. But, the only disadvantage of these foams is their lack of flameresistance. Therefore, halogen or phosphorus containing flame retardant additives andintumescent flame retardants are used against burning. Among the flame retardants used inpolyurethanes, especially nitrogen and phosphorus-based intumescent flame retardants are veryeffective. However, the fact that such flame retardants are not reactive brings the risk ofmigration off from the material over time. In such a case, it is inevitable that the flame retardantin the foam will become ineffective and will also be adversely affected by its mechanicalproperties. Thus, there is a need for reactive flame retardants that are effective and at the sametime react with polyol or isocyanate from the main raw materials. In this thesis study, a reactiveflame retardant additive was prepared from piperidine and 9,10-dihydro-9-oxy-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO). The synthesized flame retardant was added to thefoam in different proportions and it is expected that the compound reacts with isocyanate andshows its autocatalytic effect. The structure of the additive was characterized by FTIR andNMR spectroscopy. Oxygen index (LOI) and mechanical tests of the prepared rigid foams weremade.

Yapılan araştırmalara göre literatürde, yüksek termal kararlık ve yüksek mekanik dayanıklık gibi üstün özelliklere sahip ve biyobazlı poliimid köpük bulunmamaktadır. Bu tezde amacımız biyobazlı özelliği arttırılmış poliimid köpükler sentezi gerçekleştiri

Kolajen, hayvansal kaynaklı büyük bir yapısal proteindir. Yüksek biyoyararlanım ve biyobozunum özellikleri nedeni ile kolajen, kozmetik, deri, gıda ve eczacılık endüstrisi gibi birçok alanın yanı sıra doku mühendisliği gibi farklı biyomedikal ve farmasötik alanlarda çok sayıda uygulama alanına sahip bir biyopolimer haline gelmiştir. Kitin, dünyada selülozdan sonra en yaygın olarak bulunan ikinci doğal polisakkarittir ve omurgasızlarda, kabuklu deniz canlılarında bulunur. Kitinin alkali deasetilasyonu ile üretilen kitosan antimikrobiyal özellikleri nedeniyle biyomedikal alanda yaygın olarak kullanılan önemli bir biyopolimerdir. Polihidroksialkanoatlar, mikroorganizmalar tarafından üretilen biyolojik polyesterlerdir. Biyouyumlulukları ve diğer önemli özellikleri nedeniyle PHA'lar biyomedikal uygulamalarda kullanılabilecek en uygun biyomateryallerden biri olarak gösterilmektedirler.Bu çalışmada, bir gıda atığı olan ve içerisinde yüksek miktarda kolajen ve kitin barındıran karides kabuğu atıklarından demineralizasyon ve asit ekstraksiyonu yöntemleri kullanılarak kolajen ve kitin izole edilmiştir. Elde edilen kolajen SDS-PAGE analizi ile karakterize edilmiş ve ağırlıklı olarak Tip I kolajen içerdiği gösterilmiştir. Ekstrakte edilen kitinin deasetilasyonu ile kitosan üretilmiş ve elde edilen kitosanın asetilasyon yüzdesi belirlenmiştir. Karides kabuğundan elde edilen kolajen, kitin, kitosan, bir PHA olan Poli (3-hidroksibütirik asit -co- 3-hidroksivalerik asit (PHBV) kullanılarak kompozit materyaller oluşturulmuş ve elde edilen materyaller FT-IR ve SEM analizleri ile karakterize edilmişlerdir.Çalışma sonucunda karides kabuğu atıklarından kolajen, kitin ve kitosanın yüksek verimle elde edilmesi gerçekleştirilmiş ve elde edilen materyaller kullanılarak üretilen elektrospinlenmiş materyallerin nanolif özelliğe sahip oldukları belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar karides kabuğu atıklarının yüksek değerli biyopolimer materyallerin üretimi için önemli bir kaynak olduğunu ortaya koymaktadır. Özellikle üretilen kolajen/kitosan/PHBV kompozit nanomateryallerinin çeşitli biyomedikal uygulamalarda kullanılma potansiyeline sahip olduğu ön görülmektedir. Collagen is a large structural protein made from animal. Due to its bioavailability and biodegradability, collagen has become a biopolymer with a wide range of applications in different biomedical and pharmaceutical fields, including various biomedical and pharmaceutical industries. Chitin is the second most common natural polysaccharide found after cellulose in the world and is found in invertebrates, shellfish. Chitosan, an important biopolymer, is produced by the alkaline deacetylation of chitin and because of its antimicrobial activity widely used in biomedical applications. Polyhydroxyalkanoates are biological polyesters produced by microorganisms. Because of their biocompatibility and other important properties, PHAs are shown as one of the most suitable biomaterials to be used in biomedical applications.In this study, collagen and chitin were isolated from shrimp shell waste, which contains high amounts of collagen and chitin, using demineralization and acid extraction methods. The resulting collagen was characterized by SDS-PAGE analysis and was shown to contain predominantly Type I collagen. Chitosan was produced by deacetylation of the extracted chitin and the acetylation percentage was determined. Using collagen, chitin, chitosan, and a PHA, Poly (3-hydroxybutyric acid -co- 3-hydroxivaleric acid (PHBV), composite materials have produced by electrospinning and the obtained materials were characterized by FT-IR and SEM analysis.As a result of the study, high yield of collagen, chitin and chitosan was obtained from shrimp shell waste and the electrospinned mats produced using the materials obtained have been found to have nanofiber properties. It is suggested that especially collagen/chitin/PHBV composite nanomaterials have the potential to be used in various biomedical applications. 48

Bu çalışmada polivinil alkol, jelatin ve hidroksimetil selüloz içeren CMC-PVA-GEL film sentezlendi. CMC-PVA-GEL film FT-IR ile karakterize edildi. Candida rugosa'dan elde edilen lipaz CMC-PVA-GEL film üzerine kovalent olarak immobilize edildi. 1 g polimere 91,37 mg enzim bağlandığı bulundu. İmmobilize ve serbest enzimler p-nitrofenil palmitatın hidrolizi ve para nitrofenil linoleatın sentezi şeklinde iki farklı reaksiyon sisteminde analiz edildi. Hidrolitik aktivite ve sentetik aktivite yöntemleri kullanılarak serbest ve immobilize enzim üzerine depolama süresi, kinetik özellikleri, sıcaklık ve tekrar kullanılabilirlik gibi özellikleri incelenerek sonuçlar karşılaştırıldı. Immobilization of lipase enzyme onto crosslinked hydrogel containing polyvinyl alcohol, gelatin and hydroxymethyl cellulose 60

ÖZET Asetilkolinesterazın Farklı Polimerik Yüzeylere İmmobilize Edilmesi Asetilkolinesteraz (AChE; EC 3.1.1.7), bir nörotransmitter olan asetil kolinin, kolin ve asetatata dönüşümünü katalizleyen bir hidrolazdır ve yaşam için büyük bir önem taşır. Pestisitlerde kullanılan etken maddeler kuvvetli AChE inhibitörleridir ve bu maddelerin eser miktarları bile canlılar için tehlike oluşturabilir. AChE inhibisyonu ölçülmesi, pestisitlerin tarımda çalışanlara ve çevreye verdiği zararı belirlemek için önemli bir biyobelirteç olarak kullanılmaktadır. Hızlı ve hassas AChE ölçümü için biyosensör tasarımının ilk ve en kritik basamağını, AChE enziminin bir elektrot yüzeyine immobilizasyonu oluşturmaktadır. Bu çalışmada AChE enzimini immobilize etmek için hızlı ve tek basamaklı bir yöntem geliştirilmesi amaçlanmıştır. Tasarlanan sistemde pirolün ve tiyol-en bileşenlerinin eş zamanlı polimerizasyonu ile elektriksel olarak iletken ve fonksiyonel gruplara sahip polimerik yüzeylerin elde edilmesi planlanmıştır. İletken tiyol-en kürlenebilen için öncelikle pentaeritritoltetrakis (3merkaptopropiyonat) (4SH), 1,3,5-Trialil-1,3,5-triazin-4,6 (1H,3H,5H)-trionTTT) ve alil glisidil eter (AGE) ve pirol belirli oranlarda karıştırılıp fotobaşlatıcı ve UV ışığı eşliğinde polimerleştirilmesiyle elde edilen filmlere epoksi grupları üzerinden AChE immobilize edildi. Ayrıca ikinci bir yol olarak, bu reaksiyona girmemiş serbest epoksi grupları polietilenimin (PEI) ile modifiye edilip ardından glutaraldehit ile enzim immobilizasyonu gerçekleştirildi. İmmobilizasyon öncesi ve sonrası filmlerin Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) tekniği ile fonksiyonel grupları incelendi. İmmobilizasyon ile enzimin optimum sıcaklığı her iki polimer için serbest enzime göre 30°C’den 50°C’ye çıkarken, optimum pH değeri 8.0 den, 8.5’a çıkmıştır. Serbest enzim için Michaelis-Menten sabiti (Km) ve Vmaks değerleri sırasıyla 1.25 mM, 1.53 mM/dakika bulunurken, epoksi grupları taşıyan polimere immobilize edilen enzim için 0.182 mM, 0.416 mM/dakika, PEI modifiye polimer için 0.5 mM, 0.018 mM/dakika bulunmuştur. İmmobilize edilen enzim üzerine Mn+2,Mg+2,Cu+2,Zn+2,Ca+2 metallerinin etkisi araştırıldığında en fazla inhibisyona Cu+2’ın sebep olduğu anlaşılmıştır. 10 deneme sonrasında polimerik desteklere immobilize edilen enzim ilk aktivitesininin %51’ini korumuştur. 60 günün sonunda serbest enzim aktivitesini tamamen kaybederken, immobilize enzim aktivitesinin %29.1’ini kaybetmiştir. Sonuçlarımıza göre her iki polimer üzerine immobilize edilen enzimin kararlılığı ve dayanıklılığı arttığı görülmektedir. Ürettiğimiz bu polimerler sağlam, kullanışlı ve düşük maliyetli bir AChE biyosensör tasarımında kullanılabilir.--------------------ABSTRACT Immobilization of Acetylcholinesterase on to Various Polymeric Surfaces Acetylcholinesterase (AChE; EC 3.1.1.7) is a hydrolase which converts neurotransmitter; acetylcholine to choline and acetate and substantial for living organisms. Active ingredients found in pecticides are very effective acetylcholinesterase inhibitors and even trace amounts of these agents can represent a considerable hazard to health for living things. Measurement of AChE inhibition has been used as a biomarker for the monitoring of exposure to pesticides in occupational and environmental health. The initial and most critical step for the fabrication of AChE biosensors with superior accuracy and speed involves the immobilization of AChE enzyme onto an electrode surface. A rapid and single step procedure has been aimed in this study. In the designed system; with the simultenous polymerization of pyrole and thiol-en complexes, synthesis of polymeric surfaces with cunductive and functional groups have been planned. Firstly, pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (4SH), 1,3,5-Triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione (TTT) and allyl glycidyl ether (AGE) and pyrole were mixed in certain proportions and were polymerized in conjunction with photoinitiator and UV light. AchE was immobilized on to the membranes through the epoxy functional groups. Also as a second way, free epoxy groups which did not enter this reaction were modified with polyethyleneimine (PEI) and then the enzyme was immobilized with glutaraldehyde. Functional groups of the films were elucidated in terms of its functional groups by fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) before and after the immobilization process. The temperature resistance of the enzyme was enhanced and the optimal temperature increased from 30°C to 50 °C and the optimal pH increased from 8.0 to 8.5 by the immobilization process. The Michaelis–Menten constants (Km), and Vmax, for the immobilized enzyme bearing epoxy and PEI groups were found as 1.25 mM/min, 1.53 mM/min and 0.018 mM/min respectively. The effect of metals; Mn+2,Mg+2,Cu+2,Zn+2,Ca+2 was examined on the activity of immobilized enzyme through epoxy and EPI groups and Cu+2 caused a considerable inhibition for both. The immobilized enzyme retained 51% of its original activity after 10 runs. The free enzyme lost its activity on the 60th day while the immobilized ones lost literally 29.1% of their original activity. According to our results; stability and durability of immobilized AChE increases for both of the supports. In future a robust, low-cost and beneficial AChE biosensor may be designed by using these as supporting materials.

Asetilkolinesteraz (AChE; EC 3.1.1.7), bir nörotransmitter olan asetil kolinin, kolin ve asetatata dönüşümünü katalizleyen bir hidrolazdır ve yaşam için büyük bir önem taşır. Pestisitlerde kullanılan etken maddeler kuvvetli AChE inhibitörleridir ve bu maddelerin eser miktarları bile canlılar için tehlike oluşturabilir. AChE inhibisyonu ölçülmesi, pestisitlerin tarımda çalışanlara ve çevreye verdiği zararı belirlemek için önemli bir biyobelirteç olarak kullanılmaktadır. Hızlı ve hassas AChE ölçümü için biyosensör tasarımının ilk ve en kritik basamağını, AChE enziminin bir elektrot yüzeyine immobilizasyonu oluşturmaktadır. Bu çalışmada AChE enzimini immobilize etmek için hızlı ve tek basamaklı bir yöntem geliştirilmesi amaçlanmıştır. Tasarlanan sistemde pirolün ve tiyol-en bileşenlerinin eş zamanlı polimerizasyonu ile elektriksel olarak iletken ve fonksiyonel gruplara sahip polimerik yüzeylerin elde edilmesi planlanmıştır. İletken tiyol-en kürlenebilen için öncelikle pentaeritritoltetrakis (3merkaptopropiyonat) (4SH), 1,3,5-Trialil-1,3,5-triazin-4,6 (1H,3H,5H)-trionTTT) ve alil glisidil eter (AGE) ve pirol belirli oranlarda karıştırılıp fotobaşlatıcı ve UV ışığı eşliğinde polimerleştirilmesiyle elde edilen filmlere epoksi grupları üzerinden AChE immobilize edildi. Ayrıca ikinci bir yol olarak, bu reaksiyona girmemiş serbest epoksi grupları polietilenimin (PEI) ile modifiye edilip ardından glutaraldehit ile enzim immobilizasyonu gerçekleştirildi. İmmobilizasyon öncesi ve sonrası filmlerin Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) tekniği ile fonksiyonel grupları incelendi. İmmobilizasyon ile enzimin optimum sıcaklığı her iki polimer için serbest enzime göre 30°C'den 50°C'ye çıkarken, optimum pH değeri 8.0 den, 8.5'a çıkmıştır. Serbest enzim için Michaelis-Menten sabiti (Km) ve Vmaks değerleri sırasıyla 1.25 mM, 1.53 mM/dakika bulunurken, epoksi grupları taşıyan polimere immobilize edilen enzim için 0.182 mM, 0.416 mM/dakika, PEI modifiye polimer için 0.5 mM, 0.018 mM/dakika bulunmuştur. İmmobilize edilen enzim üzerine Mn+2,Mg+2,Cu+2,Zn+2,Ca+2 metallerinin etkisi araştırıldığında en fazla inhibisyona Cu+2'ın sebep olduğu anlaşılmıştır. 10 deneme sonrasında polimerik desteklere immobilize edilen enzim ilk aktivitesininin %51'ini korumuştur. 60 günün sonunda serbest enzim aktivitesini tamamen kaybederken, immobilize enzim aktivitesinin %29.1'ini kaybetmiştir. Sonuçlarımıza göre her iki polimer üzerine immobilize edilen enzimin kararlılığı ve dayanıklılığı arttığı görülmektedir. Ürettiğimiz bu polimerler sağlam, kullanışlı ve düşük maliyetli bir AChE biyosensör tasarımında kullanılabilir. Acetylcholinesterase (AChE; EC 3.1.1.7) is a hydrolase which converts neurotransmitter; acetylcholine to choline and acetate and substantial for living organisms. Active ingredients found in pecticides are very effective acetylcholinesterase inhibitors and even trace amounts of these agents can represent a considerable hazard to health for living things. Measurement of AChE inhibition has been used as a biomarker for the monitoring of exposure to pesticides in occupational and environmental health. The initial and most critical step for the fabrication of AChE biosensors with superior accuracy and speed involves the immobilization of AChE enzyme onto an electrode surface. A rapid and single step procedure has been aimed in this study. In the designed system; with the simultenous polymerization of pyrole and thiol-en complexes, synthesis of polymeric surfaces with cunductive and functional groups have been planned. Firstly, pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (4SH), 1,3,5-Triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione (TTT) and allyl glycidyl ether (AGE) and pyrole were mixed in certain proportions and were polymerized in conjunction with photoinitiator and UV light. AchE was immobilized on to the membranes through the epoxy functional groups. Also as a second way, free epoxy groups which did not enter this reaction were modified with polyethyleneimine (PEI) and then the enzyme was immobilized with glutaraldehyde. Functional groups of the films were elucidated in terms of its functional groups by fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) before and after the immobilization process. The temperature resistance of the enzyme was enhanced and the optimal temperature increased from 30°C to 50 °C and the optimal pH increased from 8.0 to 8.5 by the immobilization process. The Michaelis–Menten constants (Km), and Vmax, for the immobilized enzyme bearing epoxy and PEI groups were found as 1.25 mM/min, 1.53 mM/min and 0.018 mM/min respectively. The effect of metals; Mn+2,Mg+2,Cu+2,Zn+2,Ca+2 was examined on the activity of immobilized enzyme through epoxy and EPI groups and Cu+2 caused a considerable inhibition for both. The immobilized enzyme retained 51% of its original activity after 10 runs. The free enzyme lost its activity on the 60th day while the immobilized ones lost literally 29.1% of their original activity. According to our results; stability and durability of immobilized AChE increases for both of the supports. In future a robust, low-cost and beneficial AChE biosensor may be designed by using these as supporting materials. 74

ÖZETAldehit Fonksiyonelitesine Sahip Polimerik Yüzeye Antikorların Kovalent Olarak İmmobilizasyonuProstat kanseri, erkeklerde en sık tanı konan kanser türüdür. Erken tanı konan prostat hastasının iyileşme oranı oldukça yüksektir. Günümüzde prostat kanserine yönelik genel kabul görmüş biyobelirteç kan serumundaki Prostat Spesifik Antijen (PSA) düzeyinin belirlenmesidir. Prostat kanseri için bir serum belirleyicisi olarak klinik yararı açık bir şekilde kanıtlanmış olan PSA, hassas ve özgül olmasına rağmen mükemmel bir tarama testi değildir. Prostat kanserinin varlığını kesin olarak belirleme özgüllüğü ve duyarlılığı düşüktür HOX-genlerinin kanser durumunda Engrailed-2 ekspresyonu üzerinde çalışmalar yapılmış ve bu genin ürünü olan proteinin sadece prostat kanseri hücreleri tarafından salgılandığı gösterilmiştir. Bu bulgular ışığında yapılan çalışmaların ilk sonuçları idrarda EN2 protein varlığının prostat kanseri için tanısal bir biyobelirteç olabileceğini göstermektedir. İdrardaki EN2 miktarının prostat kanserine yüksek oranda bağlı olduğu %88,2 spesifiklik ve %66 oranında duyarlılık ile prostat kanserini belirlediği rapor edilmiştir.Tez çalışmasında tiyol-en süspansiyon fotopolimerizasyon yoluyla amin fonksiyonelitesine sahip manyetik nano boyutlu parçacıkları (MNP) sentezlendi. Sentezlenen MNP’lerin bir kısmı glutaraldehit ile aktive edilerek aldehit fonksiyonelitesine sahip parçacıklar elde edildi. Amin ve aldehit fonksiyonelitesine sahip MNP’lerin yapısal özellikleri ve yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskop, taramalı geçirimli elektron mikroskop, termogravimetrik analiz, zayıflatılmış toplam yansıma fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi ile incelendi. Tiyol-en süspansiyon fotopolimerizasyondan sonra, düzgün manyetit nanoparçacıklarının ortalama çapının ~ 15 nm'den ~ 32 nm'ye yükseldiği görüldü. Amin ve aldehit fonksiyonelitesine sahip MNP’lere, prostat kanseri teşhisinde üstünlükleriyle öne çıkan EN2 proteinin tayin edilmesinde kullanılmak üzere EN2’nin antikoru immobilize edildi. Hazırlanan yapay çözeltilerdeki biyobelirteç seviyesi enzim bağlı immünosorbent yöntemi ile saptandı. Çalışmamızda fiziksel immobilizasyonda bağlanma 0,54 mg antikor/g MNP, kovalent immobilizasyonda bağlanma 1,775 mg antikor/g MNP olarak hesaplandı. Bu şekilde tez çalışmamızda farklı özelliklerde polimerik destekler kullanarak elde edilen EN2 sonuçları tartışılarak olası biyobelirteç yapımında uygun destek ortamı tayin etmeye çalışıldı.--------------------ABSTRACTCovalent Immobilization of Antibodies on Aldehyde-Functionalized Polymeric SurfaceProstate cancer is the most common type of cancer diagnosed in men. The rate of healing of early diagnosed prostate is very high. The currently accepted biomarker for prostate cancer is the determination of the level of prostate specific antigen (PSA) in the blood serum. PSA, which has been clinically proven as a serum marker for cancer, is not a perfect screening test, although it is sensitive and specific. It has been shown that the expression of HOX-genes in cancer (EN2) expression is specific and the sensitivity of the prostate cancer is precisely determined and the protein of this gene product is secreted only by the prostate cancer cells. The first results of studies on these findings indicate that the EN2 protein presence in the urine is diagnostic for prostate cancer. It has been reported that EN2 in the urine is highly associated with prostate cancer, with 88.2% specificity and 66% sensitivity to prostate cancer.In the thesis study, magnetic nano-sized particles (MNP) with amine functionality were synthesized through thiol-ene suspension photopolymerization. Some of the synthesized magnetic nano-sized particles were activated with glutaraldehyde to obtain aldehyde functionalized particles. Structural properties and surface morphologies of amine and aldehyde functionalized MNPs were investigated by scanning electron microscopy, scanning transmission electron microscopy, thermogravimetric analysis, attenuated total reflection fourier transform infrared spectroscopy. After thiol-ene suspension photopolymerization, the average diameter of the neat magnetite nanoparticles increased from ~15 nm to ~32 nm. The MNPs with amine and aldehyde functionality were immobilized to the EN2 antibody for use in determining the EN2 protein, which was distinguished by their superiority in diagnosing prostate cancer. The biomarker level in the artificial solutions prepared was determined by enzyme-linked immunosorbent assay. In our study, binding in physical immobilization was calculated as 0,54 mg antibody/g MNP, binding in covalent immobilization 1,775 mg antibody/g MNP. In this way, we tried to determine the appropriate support medium for possible biomarkers by discussing EN2 results obtained using polymeric supports in different aspects of our thesis study.

Kolajen doğada, omurgalı hayvanlarda en çok bulunan proteinlerden birisidir ve farmasötik, biyomedikal ve gıda endüstrilerinde sayısız uygulama alanlarına sahiptir. Bununla birlikte, yüksek maliyeti ve çeşitli sağlık ile ilgili ve sosyo-kültürel endişeler nedeniyle sınırlı kullanım alanı bulabilmektedir.Bu sebepler bilim adamlarını kolajen ekstraksiyonu için memeli hayvanların dışında, daha ucuz, yenilenebilir kaynaklar bulmaya yöneltmektedir.Çalışmamızda, yeterince değerlendirilemeyen kümes ve deniz hayvanları atkları için yeni ve verimli bir kullanım alanı bulmak amacı ile, ilk defa olarak, bıldırcın yumurta kabuklarından ve mırmır balığı atık materyallerinden kolajen izole edilmiştir. Ön kimyasal işlemlerden sonar homojenize edilmiş bıldırcın yumurta kabuğu membranından asit çözünür ve pepsin çözünür kolajen ekstrakte edilmiştir. Benzer şekilde, deri, pul, kenik ve yüzgeç gibi farklı mırmır balığı atık materyallerinden de asit çözünür ve pepsin çözünür kolajen izole edilmiştir. Elde edilen kolajenlerin karakterizasyonları, elektroforez modelleri yardımı ile gerçekleştirilmiştir. Biyopolimer poli(3-hidroksibutirat) (PHB) ve mırmır balığı derisi kolajeni kullanılarak, elektrospin yöntemi ile nano fiber yapılı materyaller hazırlanmıştır. Bu nano fiber materyallerin karakterizasyonu Fourier Transform Infrared Spektroskopisi ve Taramalı Elektron Mikroskopisi ile gerçekleştirilmiştir.Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, hem bıldırcın yumurtası membranı hem de mırmır balığı atıklarının, besin ve ilaç endüstrilerinde kullanılmak üzere kolajen kaynağı olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Ayrıca, biyobozunurluk ve biouyumluluk özellikleri gö önüne alındığında, PHB/Kolajen nano fiber materyallerin, çeşitli biyomedikal uygulamalarda kullanılmaları umut vadetmektedir. Collagen is one of the most abundant proteins in vertebrates and has numerous uses in the fields of pharmaceutical, biomedical and food industry. However, because of its high cost and several health related and socio-cultural concerns, its applications are highly restricted. These facts steer researchers towards finding cheaper, renewable, non-mammalian sources for the extraction of collagen. In our study, to find novel and effective uses for underutilized poultry and marine byproducts, for the first time, we extracted collagen from quail eggshell membrane and striped seabream waste material. After pre-treatment, acid soluble and pepsin soluble collagen were extracted from homogenized quail egg membranes. Similarly, acid soluble and pepsin soluble collagen were extracted from different waste materials of striped seabream, such as skin, scales, bones and fins. The obtained collagen was characterized by its electrophoresis pattern. Nanofibrous mats of striped seabream skin collagen and another biopolymer, poly (3-hydroxybutyrate) (PHB), was also prepared using electrospinning. The characterization of nanofibrous mats was achieved by the Fourier Transform Infrared Spectroscopy, and the Scanning Electron Microscopy. Results of this study suggest that both the quail eggshell membranes and striped seabream wastes are suitable novel sources of collagen for the nutraceutical and pharmaceutical industries. Also, due to their biodegradability and biocompatibility, PHB/Collagen nanofibrous mats should be considered as very promising scaffolds for various biomedical applications. 71

ÖZETKolajen doğada, omurgalı hayvanlarda en çok bulunan proteinlerden birisidir ve farmasötik, biyomedikal ve gıda endüstrilerinde sayısız uygulama alanlarına sahiptir.ABSTRACTCollagen is one of the most abundant proteins in vertebrates and has numerous uses in the fields of pharmaceutical, biomedical and food industry.