Phd Degree / Doktora
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/2869
Browse
40 results
Search Results
Now showing 1 - 10 of 40
Doctoral Thesis Micellar Carrier Systems for Anticancer Drugs Using Natural Polymers(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Eren, Merve Çevik; Polat, HürriyetKanser ilaçlarını tam olarak tümör bölgelerine taşımak hala zorlayıcı bir süreç olup, çoğu zaman düşük etkinlik ve belirgin yan etkilere yol açmaktadır. Bu sorunu çözmek amacıyla, ilaçları lipozomlar, nanopartiküller veya miseller içinde kapsülleyerek kemoterapiyi geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Bu tür taşıyıcıların iki önemli gereksinimi karşılaması gerekmektedir: yapısal ve fizikokimyasal bütünlüklerini korumalı, ilacı uygun şekilde kapsayıp gerektiğinde tümör bölgesine salınımını sağlamalıdırlar. Kitosan, polimerizasyon potansiyeli, biyouyumluluğu, pH duyarlılığı ve yük özellikleri gibi benzersiz özellikleri nedeniyle ilaç taşıyıcıları için önde gelen bir aday olarak ortaya çıkmıştır. 2000 yılından itibaren yapılan literatür taraması, 'yenilikçi + nano + kitosan' anahtar kelimeleriyle 527 ilgili makale bulunmuş olup, bu alandaki geniş ve karmaşık araştırma birikimini vurgulamaktadır. Bu tez, öncelikle sentetik polimer P-123 misellerinin (hem boş hem de Docetaxel yüklü) deiyonize su (DW) ve sığır serum albümini (BSA) içeren simüle vücut sıvısındaki (SBF) stabilitesini incelemektedir. Seyreltme, yaşlandırma ve değişen ilaç ve protein konsantrasyonları altında yapılan stabilite testleri, bu misellerin belirli bir seyreltme sınırının ötesinde veya protein konsantrasyonu kritik bir eşiği aştığında bütünlüklerini kaybettiklerini göstermiştir. Bu durum, P-123 misellerinin gerçek kan plazmasındaki stabilitesinin sınırlı olduğunu ve önceki bulgularla çeliştiğini işaret etmektedir. Çalışma daha sonra hidrofobik kanser ilaçları için stabiliteyi artırmak amacıyla, kitosanı ana polimer olarak kullanarak doğal polimerik miseller geliştirmeye odaklanmıştır. Hem sentetik hem de doğal misellerin fizyolojik koşullarda stabilitesinin, misel oluşumu için gerekli kimyasal modifikasyonun türü ve derecesine göre değişen özelliklere, özellikle pH duyarlılığına bağlı olduğu bulunmuştur. Sonuç olarak, doğal polimerik miseller, sentetik misellerin aksine vücut sıvılarında seyreltme durumunda stabil kalmıştır. Ancak, her iki misel türü de protein etkileşimleri ile vücut sıvılarında kararsızlık göstermiş olup, hedef hücrelere ulaşmadan önce yapılarını koruyabilmeleri için yüzey modifikasyonlarının gerekli olduğunu göstermektedir. Bu nedenle ilaç yüklü kitosan miselleri, vücut sıvısında proteine dirençli hale getirilmek üzere sülfat grupları içeren başka bir biyopolimer olan fukoidan ile kaplandı. Daha sonra bu çalışmada geliştirilen kitosan misel sistemleriyle kanser hücrelerinin ölüm yüzdeleri belirlenmiş ve miseller ilaç kapsülleme mekanizmalarına göre karşılaştırılmıştır. İlacın misel yapısında fiziksel ve kimyasal bağ yaparak kapsüllenmesi olan her iki mekanizmanın da bu çalışmada test edilen koşullar altında neredeyse benzer sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Kanser hücresi ölüm oranları, docetaxel tek başına verildiğinde elde edilen değerden daha düşük olup %60 civarındadır. Bunun nedeni misellerin hücreye alınmasından sonra gerçekleşmesi gereken ilaç salınımına bağlanmıştır. Fukoidan kaplı misellerin, hücre ölüm yüzdesini daha da azalttığı gözlenmiştir. Bunun nedeni, vücut sıvısında stabil olmalarını sağlayan negatif yük nedeni ile hücre alımı sırasında problem yaşıyor olabilmelerine bağlanmıştır. Yani negatif yük sayesinde kan içinde stabilite sağlanırken, misellerin hücreye girişi etkilenmiş ve kanser hücrelerini öldürmede etkileri azaltılmış olabilir.Doctoral Thesis Design and Synthesis of Bodipy-Based Palladacycles for the Detection of Carbon Monoxide(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Eren, Ahmet; Emrullahoğlu, MustafaBODIPY'ler, dikkat çekici ve çok yönlü floresan özellikleriyle takdir edilen önemli bir floresan boya sınıfını temsil eder. Benzersiz kimyasal yapıları nedeniyle, bu boyalar UV-görünür spektrumda ışığı güçlü bir şekilde emer ve daha uzun dalga boylarında floresan yayar. Olağanüstü fotostabiliteleri, elverişli kuantum verimleri, sentez kolaylığı ve çeşitli yapılarda uyarlanabilirlikleri, bilimsel literatürde öne çıkmalarına katkıda bulunur. BODIPY'ler, biyolojik görüntüleme, akış sitometrisi, floresan etiketleme ve tespit dahil olmak üzere kritik uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. BODIPY iskeletindeki ağır atomlar, sistemler arası geçiş hızını artırarak floresansı engelleyebilir. Sonuç olarak, kuantum veriminde önemli bir azalma yaşanır ve bu da BODIPY'nin temel floresan özelliğinin kaybolmasına neden olur. Ancak, BODIPY belirli analitler veya moleküllerle özel olarak reaksiyona girme yeteneğine sahiptir ve bu da floresan özelliklerinin geri kazanılmasını sağlar. BODIPY'nin bu ilgi çekici yönü, karbon monoksit gazı için floresan tabanlı dedektörler olarak etkili bir şekilde kullanılan paladyum komplekslerinin sentezine ilham kaynağı olmuştur. Karbon monoksit kokusuz, renksiz ve hem insanlar hem de hayvanlar için oldukça zehirli bir gazdır. Oksijene kıyasla hemoglobine bağlanma afinitesinin belirgin olarak daha yüksek olması nedeniyle tespiti kritik öneme sahiptir. Klinik öncesi çalışmalar ayrıca karbon monoksitin düşük dozlarda uygulandığında anti-inflamatuar etkilere sahip olabileceğini ve canlı organizmalarda hücresel ve doku koruması sağlayabileceğini göstermiştir. Bu çalışmada karbon monoksit, 187 nM gibi çok düşük konsantrasyonlarda bile floresan tekniği kullanılarak tespit edilmiştir. Bu yetenek, floresan mikroskobu kullanılarak canlı insan hücrelerine daha da genişletilmiş ve biyolojik bağlamlarda karbon monoksit tespiti için dikkate değer bir potansiyel olduğu vurgulanmıştır.Doctoral Thesis Design, Synthesis, and Characterization of Porous Dendritic Polymers for Gas Sensor Applications(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Büyükçakır, Onur; Zeybek, Hüseyin; Büyükçakır, OnurPolifenilen dendrimerler (PPD'ler), yüksek oranda dallanmış 3D küresel yapıları ile ayırt edilen makromoleküllerdir. PPD'ler genellikle merkezi çok fonksiyonlu bir çekirdek molekül etrafında fenil halkaları ve uç gruplara sahip dallarla inşa edilir. PPD'ler fizikokimyasal olarak kararlı ve sağlam yapılar sunan rijit, şekil değiştirmeyen fenil halkalarından oluşur. Bu karakteristik özellikleri PPD'leri ışık hasadı, organik elektronik, katalizörler gibi birçok uygulamada kullanılmak üzere umut verici bileşikler haline getirse de, katı haldeki gözeneksiz yapıları nedeniyle gaz ve enerji depolamada kullanımları sınırlıdır. Bu tez, fonksiyonel PPD'leri gözenekli dendritik polimerlere (PDendP'ler) dahil etmek için yeni bir modüler yaklaşım benimsemeyi amaçlamaktadır; bu yaklaşım, 'kalıcı-şekilli dendrimerleri' organik bağlayıcılarla polimerize ederek gerçekleştirilmektedir. Şekli bakımından kalıcı PPD'lerin monomer olarak kullanılması, PDendP'lerde yüzey alanlarının ve gözenekliliklerinin öngörülebilirliğini ve kontrol edilebilirliğini artıran yerel bir düzen sunar. Bu bağlamda, bu yaklaşım PDendP'lerde yapı ve işlevsellik üzerinde hassas moleküler kontrol sağlar. Bu tez, üç farklı PDendP hazırlamak için ditopik bir bağlayıcı kullanarak üç nesil PPD'nin polimerleştirilmesini önermiştir. Bu nedenle, yüzeyde bromo atomlarına sahip üç nesil PPD sentezlenmiş ve bu PPD'ler Suzuki eşleşme reaksiyonları yoluyla bağlayıcı olarak 1,4-bis(4,4,5,5-tetrametil-1,3,2-dioksaborolan-2-il)benzen kullanılarak polimerleştirilmiştir. PDendP'ler ve PPD'ler NMR, FT-IR, BET, TGA, XRD, SEM ve EDX dahil olmak üzere çeşitli analitik teknikler kullanılarak karakterize edilmiştir. Sentezlenen tüm polimerler, PDendP'lerin kemorezistör sensör uygulamaları için bir algılama malzemesi olarak potansiyelini araştırmak amacıyla etanol buharına maruz bırakılmıştır. Islak laboratuvar ortamındaki sonuçları güçlendirmek için hesaplamalı simülasyonlardan yararlanılmıştır.Doctoral Thesis Fabrication of carbonnanomaterial-polymer composite microelectrodes for electrochemical sensors(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Önder, Ahmet; Yıldız, Ümit HakanDüşük hacimli numunelerde iyonların tespiti, küçük boyutları, yüksek hareketlilikleri ve hızlı difüzyonları nedeniyle önemli zorluklar sunar. Potansiyometrik iyon seçici elektrotlar (ISE'ler), maliyet etkinlikleri, kullanım kolaylıkları ve minyatürleştirme potansiyelleri nedeniyle iyon tespiti için güvenilir bir yöntem olarak ortaya çıkmıştır ve bu da onları mikroakışkan uygulamalar için uygun hale getirmiştir. Tezin ilk bölümünde, katı kontak malzemeleri olarak kimyasal buhar biriktirme yoluyla doğrudan cam elyafı (GF) üzerinde büyütülen radyal olarak hizalanmış karbon nanotüpler (RACNT) kullanılarak mikroelektrotların (r-ISE) üretimi açıklanmaktadır. Bir arayüz malzemesi olarak RACNT-GF ile üretilen r-ISE, 7.5×10⁻⁶ M'lik bir tayin limiti (LOD) ve 1.0×10⁻⁵ ila 1.0×10⁻¹ M arasında doğrusal bir yanıt sergilemiştir. RACNT-GF kullanımı, grafit gibi geleneksel katı kontak malzemelere kıyasla LOD'yi ve seçiciliği önemli ölçüde iyileştirmiştir. RACNT-GF'nin yüksek yüzey alanı ve mekanik dayanıklılığı, elektrotun performansını artırmış ve sınırlı mikroakışkan ortamlarda bile kararlı ve tekrarlanabilir potansiyometrik tepkiler sağlamıştır. Tezin ikinci bölümünde, nitrat iyonları için sentetik bir iyonofor olarak moleküler kafese sistematik bir yaklaşım araştırılmaktadır. Kafes moleküllerinin moleküler yapısını ve dolayısıyla boyutlarını değiştirerek, konak-kafes molekülleri ile misafir-NO3- iyonları arasındaki etkileşimi ayarlamayı amaçlamıştır. Altı sentetik moleküler kafes iyonoforu, nitrat seçici bağlanma yetenekleri açısından değerlendirilmiştir. Optimize edilmiş KAFES iyonoforuna dayalı ISE, yüksek bir belirleme katsayısı (R² = 0.9971), -53.1 ± 1.4 mV/on kat ve nitrat tespiti için 7.5×10⁻⁶ M LOD ile 1.0×10⁻⁵ ila 1.×0.10⁻¹ M arasında doğrusal bir yanıt göstermiştir. Tezin son bölümünde, yüzey baskılı elektrot ile iyon tespitinde damla buharlaşmasının duyarlılığa etkisi incelenmiştir. Sonuçlar, 1.0×10⁻⁵ M'den düşük iyon konsantrasyonlarının doğrusal yanıt vermediğini ve damla buharlaşma yönteminin tercih edilmediğini ortaya koymuştur.Doctoral Thesis Synthesis, Characterization, Optimization, and Electrochemical Analysis of Novel Multimetal Oxide Materials for Energy Applications(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Karabudak, Engin; Aytekin, Ahmet; Karabudak, EnginSon zamanlarda, enerji ve enerjiye olan ihtiyaç gittikçe artmaktadır. Bu enerji ihtayacını karşılamak adına, araştırmacılar enerji ile ilintili malzemelerin elektrokimyasal özelliklerini ve kullanım alanlarını iyileştirmek için çalışmaktadırlar. Günümüzde, multimetal oksit malzemeler bataryada (lityum iyon batarya ve Ni tabanlı batarya), yarı iletkenlerde, suyu ayrıştırma çalışmalarında, yakıt hücrelerinde ve kataliz çalışmalarında geniş bir şekilde kullanılmaktadır. Bu tezde nikel hidroksit (alfa ve beta formu), üre parçalanması metoduyla sentezlenmiştir. Kobalt, çinko, alüminyum ve bakır katkılı Ni(OH)2 aynı metotla sentezlenmiştir. Bu katkılı nikel hidroksitlerin elektrokimyasal analizi yapılmış ve karakterize edilmiştir. Nikel hidroksit kapasitesini iyileştirmek için küçük bir hücre çalışması yapılmış ve optimizasyon çalışması yapılarak bazı etkiler (c rate, tutkal etkisi ve elektrolit etki) incelenmiştir. Ayrıca NMC katot malzemesi katı-hal yöntemi ile sentezlenmiş ve kapasite çalışması yapılmıştır. Çalışmada BSCF, Ag-BSCF ve yeni BSNF malzemeleri sol jel yöntemi ile sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Ayrıca, perovskite sınıfında olup olmadıklarını belirlemek adına Goldschmidt tolerans faktörleri hesaplanmış ve tartışılmıştır. Tezde çeşitli metal tuzları (Cr, Co, Fe, Mn, Ni) kullanılarak basılabilir mürekkep hazırlanmıştır. Hazırlanmış olan basılabilir mürekkeplerin optimizasyon çalışması yapılmıştır. Bu mürekkeplerden yola çıkarak multimetal oksit katalizörleri sentezlenmiştir, bu da suyu ayrıştırarak hidrojen ve oksijen elde etme imkanı sunar. Son olarak, PbVO3CI malzemesi sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Yarı iletkenliği, elektronik yapısı, dinamik kararlılığı (Born-Phonon) ve perovskite sınıfı özelliği ele alınmıştır. Tezde, irdelenen bu malzemeler ( özellikle Ag-BSCF, BSNF, PbVO3CI) solar hücrelerde, katı hal yakıt hücrelerinde (SOFC), bataryalarda, yarı iletken ve katalizör çalışmalarında kullanılabilme potansiyeline sahiptir.Doctoral Thesis Synthesis and Characterization of Near-Infrared (nir) Emissive Conjugated Polymer Dots for Tumoroid Imaging(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Karabacak, Soner; Yıldız, Ümit HakanThis thesis describes the synthesis and characterization of near-infrared (NIR) emissive conjugated polymers and their polymer dots (Pdots). The Pdots were exploited to image the tumor cells and tumor spheroids. The penetration behavior of NIR emissive Pdots was characterized in five different tumor spheroid models. Three different polymerization techniques were tried to synthesize the NIR emissive polymers, namely oxidative, direct arylation, and Stille polymerization. The obtained NIR emissive polymers underwent structural and optical characterization. P1 was chosen as a model polymer to obtain Pdots from NIR emissive polymers for imaging tumoroids. Pdot preparation includes using ultrasonic emulsification to modify nonionic D-A-D type alkoxy thiophene-benzobisthiadiazole-based conjugated polymers (P1) with amphiphilic cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). The technique yields Pdots with a significant positive surface charge of +56.5 mV ± 9.5 and an average hydrodynamic radius of 12 nm. Optical characterization reveals that these Pdots were found as emissive in the NIR region, with a maximum wavelength of 860 nm. These Pdots possess colloidal and optical properties that make them appropriate for use as fluorescence emissive probes in bioimaging applications. The advantageous use of positively charged Pdots has been proven in diffusion-limited settings such as tissues, specifically in certain tumor spheroid models produced from the tumoroid cell lines. After the fluorescence imaging analysis, the Pdots' emission intensity profile indicates that they have high penetration capability into the tumoroid models' center parts. The results show that Pdots with a single-chain donor-acceptor polymer structure that has been cationized with CTAB can penetrate through dense materials over about 1 μm. This provides valuable insights into the progression of targeted theranostic strategies in cancer therapy.Doctoral Thesis Molecular Modeling of Polyelectrolytes - Nucleotides / Nucleic Acids Interaction(01. Izmir Institute of Technology, 2022) Kıbrıs, Erman; Elmacı Irmak, NuranIn this thesis, poly- N, N, N-trimethyl-3-(4-methylthiophen-3-yl) oxy) propan-1-aminium force field parameters were generated via ffTK and CHARMM program to perform MD simulations. NBFIX parameters for the interactions of adenosine nucleotides and oligomer were also produced to improve simulations. The parameters were verified by comparing MM vs QM calculations, and simulated vs experimental UV/Vis spectra. Our results revealed that force field parameters obtained by CHARMM program can be applied successfully for the MD simulations of CPTs with different types of adenosine nucleotides (AMP, ADP, and ATP). Poly-(3-(2-((4-methylthiophen-3-yl) oxy) ethyl)-1-ethyl-4H-1λ4-imidazol-3-ium) and poly- N,N,N-trimethyl-6-((4-methylthiophen-3-yl) oxy) hexan-1-aminium are used for optical sensors, therefore parametrization and MD simulations for these compounds were performed to see the effect of nucleotides on the backbone structures of oligomers. Generally, increasing the phosphate group on nucleotides stretched out the backbone of structures, but the largest response was observed in the presence of ATP. The salt effect and temperature effect were also investigated on oligomer – nucleotide complexes. The increasing temperature shortened the backbone of the compounds, but not significant as experimentally. Addition of the monovalent or divalent cations do not affect linearity of oligomer structure in ATP medium for O3. However, O1 and O2 have a great respond to ATP with Mg2+, K+ and Ca2+ (most sensed) ions, O2 has almost no respond to ATP without these ions. Ca2+ is a key ion which regulates ATP production by mitochondria. O2 may take a part of a biosensor design to recognize ATP in the presence of Ca+2.Doctoral Thesis Development of New Chemometrics Approaches To Determine Physical and Chemical Properties of Crude Distillation Unit Products Based on Molecular Spectroscopy(01. Izmir Institute of Technology, 2022) Meşe Sezen, Ayten Ekin; Özdemir, DurmuşCrude distillation units are the first processing units of crude oils based on fractional distillation. The properties of the petroleum products obtained from refinery units are frequently analyzed to ensure that the off-spec product cannot be obtained and that the process is working under the desired conditions. This study aims to develop a method based on multivariate data analysis to determine physical and chemical properties of petroleum samples as an alternative to time-consuming and conventional analytical methods. Four different petroleum products obtained from CDU for years were selected and used in this study, which are heavy and light diesel, heavy and light straight run naphtha. Four different spectroscopic methods which are UV-Vis, Fluorescence, FT-NIR and FTIR-ATR spectroscopy, were performed and compared. Multivariate calibration models were developed using Partial least Squares (PLS) and Genetic Inverse Least Squares (GILS) algorithms. For heavy and light diesel, predictive performance of three different spectroscopic methods were compared and for heavy diesel UV-Vis spectroscopy, for light diesel FT-NIR spectroscopy was selected for most of the parameters. Developed models by fluorescence analysis of light diesel samples conducted with two different measurement modes and synchronized fluorescence spectral data has resulted in better models compared to total fluorescence spectra. Studies with straight run naphtha samples were obtained from three different refineries and prediction performances were compared. All obtained model results indicates that developed methodology can be used in routine operations instead of conventional analytical methods.Doctoral Thesis Studies Toward the Synthesis of Novel 1,4-Oxazepan and Coumarin Derivatives(01. Izmir Institute of Technology, 2022) Akbaş, Tuğçe; Çağır, AliIn this study it is aimed to synthesize potential novel MDM2 inhibitor which has 1,4-oxazepan-5-one skeleton. For this purpose (R)-(4-chlorophenyl)glycine was used as a starting material. Reduction of that with LiAlH4 and the protection of amine by Trt group was performed. After oxidation to aldehyde, direct or stepwise installation of glutaconic to the structure by either Michael type addition or coupling with amine by using HATU was quite problematic and all attempts were failed toward the preparation of this skeleton. Besides, synthesis of 1,4-oxazepan-5-one was also tried starting from chiral aminoalcohol and protected 5-hydroxy-2-pentanoic acid in two steps, first coupling then oxa-Michael addition. However this did not work well too. It seems that presence of activated methylene group might be the main problem in the addition of glutaconic acid reactions. In the second part of this thesis it was aimed to synthesize the 1,2,3-triazole substituted coumarin in order to investigate the potential antiproliferative properties of these over cancer cells. Acetylsalicilic acid was used as starting material in these syntheses. That was transformed 4-acetylene substituted coumarin derivatives as key intermediates then their transformations to corresponding final products was performed by click chemistry.Doctoral Thesis Synthesis and Characterization of Novel Organometallic-Semicondutor Nanocomposit Photoelectrodes(Izmir Institute of Technology, 2022) Göl, Yusuf Emre; Karabudak, Engin; Karabudak, EnginStudies on novel electrochemical catalyst synthesis for efficient oxygen evolution reaction (OER) attract the attention of researchers. In general, changing of synthesis method and the doping metal affect the electrochemical activities of BSCF. In this work, silver doped Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ (BSCF-Ag) perovskite structure is shown to be a better electrocatalyst for oxygen evolution reaction (OER) due to its lower overpotential and extended durability. BSCF structure was synthesized by the EDTA-citric acid method. Appropriate amount of Ba(NO3)2 and EDTA were dissolved 0.1 M NH4OH solution. Nitrate salts of other metals were dissolved in distilled water, then mixed with prepared Ba(NO3)2 solution. The mixture was stirred at 70 °C until gelation occurred. The gelled samples obtained were baked in a drying oven at 250 °C for 24 h before being calcined at 1000 °C for 12 h. To achieve a current density of 10 mA cm−2, BSCF-Ag has required an overpotential of 0.36 V, which is very low compared to BSCF. To determine the stability of BSCF-Ag, continuous chronopotentiometry tests were carried out for 5 h and at a constant current density of 10 mA cm−2. BSCF-Ag was characterized by XRD, SEM, and XPS. Recent advances in inkjet printing technology for applications relating to heterogeneous catalysis are presented. Catalysts lie at the heart of most chemical reactions where raw materials are converted to value-added products. Therefore, synthesis and immobilization of active catalysts in the reactor are of great importance. Inkjet printing is an additive manufacturing technology introduced recently as a useful method for the fabrication and application of catalysts as a class of functional materials. Inkjet printing provides special features which can be tailored to the design of high-efficient catalytic processes. This thesis presents an overview of the technology along with developments and challenges associated with the combination of inkjet printing and heterogeneous catalysis, such as ink preparation, thin-film properties and real-life applications.