Bakır (Cu) nanoçiçeklerinin yeşil sentez yöntemi kullanılarak sentezlenmesi, karakterizasyonu, fotokatalitik, antimikrobiyal ve antioksidan aktivitesinin belirlenmesi

Abstract

Nanoteknoloji ürünlerinin hayatımızın her alanına entegre olmasıyla birlikte birçok nanopartikül çeşitleri aktif olarak kullanılmaktadır. Çiçek şekilli nanoparçacıkların yüksek hacim/ yüzey alanına sahip olması yüksek stabilite ve verimlilik göstermesi bu yapıları başta sağlık olmak üzere birçok alanda kullanımına olan ilgiyi arttırmıştır. Bu sebeple farklı organik ve inorganik yapılar bir araya getirilerek değişik hibrit nanoçiçek (HNÇ) yapılar sentezlenmektedir. Yapılan bu çalışma ile ilk kez kiraz sapı özütleri ve Cu2+ iyonları kullanılarak Cu-HNÇ yapıları sentezlenmiştir. Yapılmış olan bu çalışmada kiraz sapı özütleri su ve alkol (etanol) çözücüleri kullanılarak elde edilmiştir. Elde edilen bu özütler, farklı pH ortamlarında Cu+2 metali kullanılarak yeşil sentez yöntemi ile Cu-HNÇ yapıları sentezlenmiştir. Farklı çözücüler kullanılarak elde edilen oldukça benzer HNÇ morfolojileri elde edilirken, farklı pH aralıklarında Cu-HNÇ morfolojilerinde değişikliklerle beraber geniş pH aralığında sentezin gerçekleştiği tespit edilmiştir. Elde edilen HNÇ'lerin karakterizasyonu için, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrometri (FT-IR) ve X Işını Kristalografisi (XRD) analizleri kullanılmıştır. Cu-HNÇ'lerin katalitik aktivitesi, Gayakol'a (Guaiacol) karşı fenton benzeri reaksiyon mekanizması kullanılarak değerlendirilmiştir. Ayrıca Cu-HNÇ yapılarının antimikrobiyal aktivesi Pseudomonas auroginosa (ATCC 27853), Escherichia coli (ATCC 11229), Listeria monocytogenes (ATCC 7644) ve Enterococcus faecalis (ATCC 29212)'e karşı değerlendirilmiştir. Cu-HNÇ yapılarının antioksidan aktivitesi DPPH yöntemi kullanılarak tespit edilmiştir. Cu-HNÇ'lerinin DPPH analizine antioksidan aktiviteye sahip olduğu ve bu aktivitenin artan HNÇ konsantrasyonuna bağlı olarak artış gösterdiği bulunmuştur. Cu-HNÇ'lerinin H2O2 bulunan ortamda Gayakol'e karşı Fenton benzeri mekanizma yolu ile katalitik aktivite sergilediği gözlenmiştir. Cu-HNÇ'lerin Pseudomonas auroginosa, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Enterococcus faecalis' a karşı antimikrobiyal etkilerinin olduğu tespit edilmiştir. Fakat sentezlenen HNÇ yapılarının Enterococcus faecalis suşuna karşı çalışılan diğer suşlara göre daha az etkili olduğu belirlenmiştir. Yapılan bu calısma ile organik atık olarak değerlendirilen kiraz sapı kullanıarak biyolojik olarak aktif özelliklere sahip Cu-HNÇ yapıları elde edilebileceği literatürde ilk kez ortaya koyulmuştur.

With the integration of nanotechnology products into all areas of our lives, many forms of nanoparticles are actively used. Flower-shaped nanoparticles, called as nanoflowers (NFs) have high volume/ surface area, high stability and efficiency, which has increased the interest in using these structures in many areas, especially in health. For this reason, different NF structures are synthesized by combining different organic and inorganic molecules. In this study, Cu-NFs structures were synthesized for the first time by using cherry stem extracts and Cu2+ ions. In this study, cherry stem extracts were obtained by using water and alcohol (ethanol) solvents. These extracts were synthesized by using Cu+2 metal in different pH medium by green synthesis method and Cu-NFs structures were synthesized. While very similar NFs morphologies obtained using different solvents were obtained, it was determined that synthesis took place in a wide pH range with changes in Cu-NFs morphologies at different pH ranges. Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectrometry (FT-IR) and X-Ray Crystallography (XRD) analyzes were used for the characterization of the obtained NFs. The catalytic activity of Cu-NFs was evaluated using the Fenton-like reaction mechanism against Guaiacol. In addition, the antimicrobial activity of Cu-NFs structures was evaluated against Pseudomonas auroginosa (ATCC 27853), Escherichia coli (ATCC 11229), Listeria monocytogenes (ATCC 7644) and Enterococcus faecalis (ATCC 29212). The antioxidant activity of Cu-NFs structures was determined using the DPPH method. Cu-NFs were found to have antioxidant activity in DPPH analysis and this activity increased depending on the increasing concentration of NFs. It has been observed that Cu-NFs exhibit catalytic activity against Guaicole through a Fenton-like mechanism in the presence of H2O2. It has been determined that Cu-NFs have antimicrobial effects against Pseudomonas auroginosa, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Enterococcus faecalis. However, it was determined that the synthesized NFs structures were less effective against Enterococcus faecalis' strain compared to other strains studied. With this study, it has been demonstrated for the first time in the literature that Cu-NFs structures with biologically active properties can be obtained by using cherry stem, which is considered as organic waste.