You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Kimya</strong><br />
<strong>Dergisi</strong><br />
İNOVATİF<br />
<strong>Kimya</strong> <strong>Dergisi</strong><br />
YIL:5 SAYI:<strong>52</strong> KASIM 2017<br />
SONBAHARIN<br />
ARDINDAKİ<br />
KİMYA
EKİBİMİZ<br />
YAVUZ SELİM KART<br />
PELİN TANTOĞLU<br />
HATİLE MOUMİNTSA<br />
BEGÜM MENEVŞE<br />
EBRU APAYDIN<br />
TUĞBA NUR AKBABA<br />
ÖZNUR ÇALIŞKAN<br />
GÜLŞAH TİRENG<br />
ÖZGENUR GERİDÖNMEZ<br />
CANAN AYVAT<br />
RÜYA ATLIBATUR<br />
ORHUN KARAKUŞ<br />
MERVE ÇÖPLÜ<br />
SILA SÖZMEN<br />
HACER DEMİR<br />
GÜLENZAR BELLİKAN<br />
MERVE GÜL<br />
RESMİYE ÇAKAR<br />
NURSELİ GÖRENER<br />
MİNE EMİRAL<br />
MEHMET TOLGA GARİP<br />
ECE AKYOL<br />
BUSE ÇAKMAK<br />
ÖZGE ERGÜR<br />
NAİM GÜNEŞ<br />
KÜBRA KILIÇ<br />
AYÇA BİLİCİ<br />
MELİS YAĞMUR AKGÜNLÜ<br />
ZELİŞ GİRGİN<br />
RABİYE BAŞTÜRK<br />
ZEYNEP ÇUHADAROĞLU<br />
NESLİHAN YEŞİLYURT<br />
ELİF AYTAN<br />
ÖMER AKSU<br />
TUTKU KARTAL<br />
HAZAL ÖZTAN<br />
EBRU DOĞUKAN<br />
SİMGE KOSTİK<br />
KÜBRA NİHAL AKKAYA<br />
PETEK AKSUNGUR<br />
MELAHAT BOZKUŞ<br />
YAĞMUR ÇELEBİ<br />
SUDE ÖZÇELİK<br />
LEYLA YEŞİLÇINAR<br />
HATİCE KÜBRA ÇETİNKAYA<br />
HALE MANTI<br />
ELİF GÜL<br />
DUYGU VONAL<br />
DİLARA AKMAN<br />
CANAN MOLLA<br />
AYŞEGÜL KAVRUL<br />
RABİA ÖNEN<br />
ÖZGE ALPTOĞA<br />
NAZ KARADENİZ<br />
CEREN ÇELİK<br />
BEYZA AKTAŞ<br />
SÜMEYYE HASANOĞLU<br />
KÜBRA ÇELEN<br />
SELİN DUYGU YÜCELEN<br />
ZÜLBİYE KILIÇ<br />
FAHRİYE ÇELEN<br />
DENİZ IŞINSU AVŞAR<br />
ELİF KULA<br />
BAŞAK SULTAN DOĞAN<br />
ALİ ERAYDIN<br />
NUR HİLAL OLGUN<br />
MELİS KIRARSLAN<br />
NERGİS GÜNAY<br />
MEHDİ KOŞACA<br />
DERGİYİ OKUMADAN ÖNCE<br />
İnovatif <strong>Kimya</strong> <strong>Dergisi</strong> yazılarını herhangi bir makalenizde veya yazınızda<br />
kullanmak için yazısını aldığınız kişiye mail atarak haber vermek, kullanmış<br />
olduğunuz yazıların kaynağını ise dergi olarak belirtmek durumundasınız.<br />
Dergide yazılan yazıların sorumluluğu birinci derece yazara aittir. Bu konu<br />
hakkında bir sorun yaşıyorsanız ilk olarak yazara ulaşmalısınız.<br />
Dergide yer alan bilgileri kullanarak başınıza gelebilecek felaketlerden ya da<br />
işlerden dergi sorumlu değildir.<br />
Dergimizde yayınlanmasını istediğiniz yazıları info@inovatifkimyadergisi.com<br />
mail adresine göndermelisiniz. Gönderdiğiniz yazılarda bir eksiklik var ise editör<br />
tarafından incelenecektir. Eksik kısımları var ise size geri dönüş yapılacaktır.<br />
Dergi ekibi gönüllü kişilerden oluşmuştur. Dergi ilk kurulduğu andan beri böyle<br />
ilerlemiştir. Dergi ekibinde olan herkes bu kuralı kabul etmiş sayılır. Gelen kişilere<br />
en başta bu kural söylenir. Görevini yapmayan, dergide anlaşmazlık çıkaran,<br />
huzur bozan kişiler ekipten çıkarılır. Siz de bu ekip içinde yer almak istiyorsanız<br />
web sitemiz üzerinden kuralları okuyarak başvurabilirsiniz.<br />
Dergiyi okuyanlar ve dergi ekibi bu kuralları kabul etmiş sayılırlar.<br />
REKLAM VERMEK İÇİN<br />
reklam@inovatifkimyadergisi.com<br />
adresinden web site ve e-dergi için fiyat teklifi alabilirsiniz.<br />
İNOVATİF KİMYA DERGİSİ<br />
http://www.inovatifkimyadergisi.com<br />
https://www.facebook.com/<strong>Inovatif</strong><strong>Kimya</strong><strong>Dergisi</strong><br />
https://twitter.com/<strong>Inovatif</strong><strong>Kimya</strong><br />
https://instagram.com/inovatifkimyadergisi<br />
https://www.linkedin.com/in/inovatif-kimya-dergisi-00629484/
AKILLI POLİMERLER<br />
7<br />
NİKOTİN İÇEREN ELEKTRONİK<br />
SİGARALAR ARTERİYEL SERTLİK NABIZ<br />
VE KAN BASINCINI ARTTIRIYOR<br />
12<br />
BİLİMDE ÇIĞIR AÇAN SİSTEM: CRISPR<br />
14<br />
JAPON BİLİM İNSANLARI TAVUK<br />
YUMURTASININ İÇİNDE İLAÇ ÜRETİYOR!<br />
17<br />
ATOM BOMBASI 18<br />
ÇİNLİ ARAŞTIRMACILAR SÜPER ESNEK<br />
BİR PİL GELİŞTİRDİLER<br />
26<br />
ICP-OES 27
MALATYALI KİMYA PROFESÖRLERİ<br />
IŞIKTA DONAN DOKU YAPIŞTIRICISI<br />
ÜRETTİ<br />
30<br />
SONBAHARIN ARDINDAKİ KİMYA<br />
32<br />
ODTÜ’DE KANSERİ HIZLI TEŞHİS<br />
EDEBİLENÇİP GELİŞTİRİLDİ<br />
35<br />
KARSİNOJEN KİMYASALLARIN İNSANLAR<br />
ÜZERİNDEKİ KANSER DEFEKTİ<br />
37<br />
YTÜ’LÜLERDEN KİMYADA BİRİNCİLİK 40<br />
GÜNÜMÜZÜN VAZGEÇİLMEZİ BOR 42<br />
TÜRK ARAŞTIRMACILAR BOR'DAN YENİ<br />
BİR ENERJİ KAYNAĞI ÜRETTİ<br />
45
ENZİM İNHİBİSYONU TEMELLİ<br />
BİYOSENSÖRLER<br />
47<br />
ANTEP FISTIĞININ KABUĞU İÇİN İLAÇ<br />
ÇALIŞMASI<br />
<strong>52</strong>
REKLAM İÇİN<br />
REKLAM VERMEK İÇİN<br />
DOĞRU YERDESİNİZ<br />
reklam@inovatifkimyadergisi.com
7<br />
AKILLI POLİMERLER<br />
Akıllı Polimer Nedir?<br />
Akıllı polimerler; hidrofilik yapıdan hidrofobik<br />
mikro yapıya hızlı ve geri dönüşümlü geçen<br />
makromoleküllerdir. Bu geçişler yerel çevredeki<br />
Akıllı Polimer Türleri<br />
Sıcaklığa Duyarlı Polimerler: Sıcaklığa duyarlı<br />
polimerler, düşük kritik çözünme sıcaklığı(LCST)<br />
veya yüksek kritik çözünme sıcaklığı(UCST)<br />
davranışlarına göre sıcaklık arttırıldığında tek<br />
fazlıdan iki fazlıya veya zıt durumda iki fazlıdan tek<br />
fazlıya geçiş yapabilir. Düşük kritik çözelti sıcaklık<br />
polimerleri oldukça iyi araştırılırken üst kritik çözelti<br />
sıcaklık polimerleri seyrektir. En bilinen düşük<br />
çözelti polimerleri; poli(N-sübstitüent-akrilamid),<br />
küçük değişiklikler (örneğin; sıcaklıktaki hafif<br />
değişiklikler, pH, iyonik güç gibi belirli maddelerin<br />
derişimi) ile tetiklenir. (1)<br />
poli(vinil amid) ve poli(oligoetilen glikol (met)<br />
akrilat) aileleridir. Ancak, makromoleküllerde uygun<br />
hidrofilik-hidrofobik denge varsa, bir çok polimer<br />
düşük kritik çözelti sıcaklığı’nda davranabilir. Ayrıca;<br />
poli(vinil eter), poli(2-oksazolin) ve poli(fosfoester)<br />
sıcaklığa duyarlı davranış gösterir. (2)<br />
Poli(2-oksazolin)[ commons.wikimedia.org sitesinden alınmıştır.]
8<br />
pH Duyarlı Polimerler<br />
pH’a duyarlı polimerler, beslediği zayıf asitleri<br />
(poliakrilik asit) veya poli(metakrilik asit) veya<br />
polibazik (poli-N-dimetil aminoetil metakrilat),<br />
poli(etil pirolidin metakrilat) yapısını yarılayıp<br />
bunları bir fonksiyon olarak protonlaştığı veya<br />
Işığa Duyarlı Polimerler<br />
Işığa duyarlı polimerler; konformasyon,polarite,<br />
amfifiliklik, yük, optik kiralite, konjugasyon vb.<br />
hafif bir uyarana tepki olarak geri dönüşümlü<br />
veya dönüşümsüz bir değişim geçirirler.<br />
Geri dönüştürülebilir kromoforlar veya geri<br />
dönüştürülebilir moleküler anahtarlar (örneğin;<br />
azobenzenler, spiropiran, diaril etan veya kumarin)<br />
ışık ışınlanmasını üzerine geri dönüştürülebilir<br />
izomerizasyona uğrar, geri dönüşümsüz kromoforlar<br />
polimerden ayrılırken ışığa maruz bırakıldıktan sonra<br />
Polimer Hidrojeller<br />
Polimer hidrojeller, yüksek seviye hidrasyon ve<br />
3-boyutlu yapı, doğal dokuya benzediklerinden<br />
dolayı yeni biyomalzeme gelişiminde kilit rol oynar.<br />
Ancak hidrojellerin üstün performansına rağmen,<br />
onlar genellikle zayıf kontrol edilebilirliği, harekete<br />
geçirme ve duyarlı polimerler nedeniyle çeşitli<br />
sınırlamalara sahiptir. Hidrojellerin hazırlanmasında,<br />
akıllı polimerlerin kullanılmasının birçok avantajı<br />
vardır. Örneğin; manyetik olarak duyarlı polimer<br />
jeller ve elastomerler, yüksek esneklikte dağılmış<br />
manyetik nanopartiküllere dayanan polimerik<br />
deprotonlaştığı görülür. İlaç dağıtım sistemleri, gen<br />
taşıyıcıları veya glikoz sensörleri, akıllı polimerlerin<br />
bu türü için tanımlanmış çoklu uygulamalarının üç<br />
tanesidir. (3)<br />
zincirlenir (örneğin; nitrobenzilfotolabille koruma<br />
grubu) veya iki türün (örneğin; 2-naftakinon-3-<br />
metit) bağlanmasına indüklenen reaktivite neden<br />
olur. Hem moleküler değişimler hem de geri<br />
dönüşümsüz kromoforlar, ilaç dağıtım sistemleri,<br />
fonksiyonel mikromodeller, duyarlı hidrojeller,<br />
ışıkla bozunur malzemeler veya ışıkla değişebilen<br />
sıvı kristal elastomerler, çoklu uygulamalarda<br />
uygulanmıştır. (4)<br />
matrislerin karışımıdır. Manyetik alan, ısı oluşumu<br />
veya tükenme olmadan polimer matrisini deforme<br />
etmesi sebebiyle bu malzemeleri sensörler, mikro<br />
makinalar, enerji nakleden cihazlar, kontrollü<br />
salınım sistemleri veya yapay kaslar için ideal<br />
kılar. Bu malzemelerin geliştirilmesinde belirleyici<br />
adımlardan biri manyetik nanopartiküller ile<br />
jellerin birleştirilmesidir; ancak, hidrojellerin çapraz<br />
bağ düğümlerinden manyetik nanopartiküllere<br />
geçildiğinde bu problemin üstesinden gelinmiştir. (5)<br />
Kontrollü İlaç Salınımı
9<br />
Enzim Duyarlı Polimerler<br />
Makroskopik geçişler, biyolojik malzemelerde<br />
etkileşimlere sebep olabilir, ayrıca biyolojik olarak<br />
etkileşimli polimerler olarak adlandırılır. Bu<br />
malzemeler uyarıldığında, malzeme özelliklerinde<br />
yerel veya yığın değişikliklere sebep olan<br />
biyomoleküller için reseptörleri (almaç) birleştirir. Bu<br />
malzemeler, yapay malzemelerin entegrasyonunda<br />
biyolojik varlıklarla birleştirilmesi, doğal olarak<br />
kontrol edilen spesifik biyolojik proseslere sahip<br />
Şekil Hafızalı Polimerler<br />
Şekil hafızalı polimerler, malzeme bilimi içinde, kolay<br />
işlenebilirliği ve şekil hafızalı metaller ve seramikler<br />
ile karşılaştırıldığında daha düşük maliyetli olması<br />
sebebiyle en aktif alanlardan biridir. Bu tür akıllı<br />
polimerler, bir dış uyarıcı ile uyarıldıkları zaman<br />
önceden belirlenmiş şekillerini geri kazanma<br />
yeteneğine sahiptir. Şekil hafıza etkisi için polimerin<br />
sabit bir ağ yapı ve geri dönüşüm geçişi olmak<br />
üzere iki ön şartı vardır. Sabit ağ yapı, orijinal<br />
şeklinden sorumludur ve geri dönüşümlü geçiş,<br />
kristalleşme/erime geçişi, sıvı kristal anizotropik/<br />
izotropik geçişi, geri dönüşümlü molekül çapraz bağ<br />
(fotodimerizasyon, Diels-Alder reaksiyon, merkapto<br />
gruplarının oksidasyon/redoks reaksiyonu gibi)<br />
ve süpermoleküler ilişki/ayrılma (hidrojen bağları,<br />
kendiliğinden bağlanan metal-ligand* koordinasyonu<br />
ve β-siklodekstrin gibi) olabilecek geçici şekli<br />
polimer özellikleri, ya enzimlerin dışa-vurum<br />
düzeylerini ya da kofaktörlerin mevcudiyetini<br />
düzenleyen önemli bir ilerleme olduğunu<br />
göstermektedir. Enzim duyarlı polimerler, ayrıca<br />
geri dönüştürülebilir ve uyarana dinamik yanıtlar<br />
verebilir, böylece hücre destekleri, enjekte edilebilir<br />
yapı isteketleri veya ilaç salınım sistemleri gibi yeni<br />
biyomalzemelerin formülasyonunda büyük ilgi<br />
duyulur. (6)<br />
düzeltebilecek geçiştir. Geri dönüşümlü geçişlere ek<br />
olarak, zincir hareketlerini değiştiren diğer uyarıcılar<br />
da (ışık, pH, nem, elektrik alan, manyetik alan,<br />
basınç vb. gibi) şekil hafıza etkisini tetikleyebilir.<br />
Şekil hafızalı polimerler geniş, geri kazanılabilir<br />
gerilimlere izin verir; ancak, normal olarak zayıf<br />
mekanik özellik gösterirler ve yüksek şekil-geri<br />
kazanım streslerini desteklemezler. Sonuç olarak,<br />
takviyeli özelliklere sahip şekil hafızalı kompozitlerin<br />
geliştirilmesinde büyük etkiler yapılmaktadır.<br />
Şekil hafızalı polimerler sağlık, havacılık, tekstil,<br />
mühendislik, mikro flüoresanlar, litografi ve<br />
ev eşyalarında çok sayıda gerçek ve potansiyel<br />
uygulamalarda mevcuttur.[*ligand: merkezi bir<br />
metale bağlanan bir atom, iyon veya moleküldür.]<br />
(7)
10<br />
Kendini İyileştirici Polimerler<br />
Kendini iyileştiren mekanizmalar; dıştan gelen<br />
(iyileştirici bileşik, kapsüller, lifler veya nano<br />
tarayıcılarda polimer matrisinden yalıtılmıştır)<br />
veya içten gelen (polimer zincir hareketliliği geçici<br />
olarak artar ve hasarlı alandan akar) olabilir ve bu<br />
mekanizmalar, yapısal bütünlük, yüzey estetiği,<br />
elektrik iletkenliği, hidrofobiklik ve hidrofiliklik,<br />
mekanik özellikler vb. gibi değişim özelliklerinden<br />
sorumludur. (8)<br />
Akıllı Polimerlerin Kullanım Alanları<br />
Akıllı polimerler, günümüz teknolojisinde çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Bunlardan bazıları;<br />
1. Mimarlık: Bina cephelerinin tasarlanıp inşa<br />
edilmesinde sıcaklık farkını algılayıp bu farka<br />
göre gelişim göstermesi sebebiyle akıllı polimerik<br />
malzemeler kullanılmaktadır. Kullanılan akıllı<br />
malzemenin faz dönüşümü 27 o C’de başlar. İç ortam<br />
sıcaklığı bu sıcaklığın altına düştüğünde malzeme<br />
termostat görevi görür ve depoladığı ısıyı iç ortama<br />
verir. Bu faz değişiminden dolayı, dış cephenin<br />
saydamlığı da değişmektedir.<br />
Sıcaklık ayarı dışında, depreme karşı önlem almak<br />
amacıyla da kullanılmaktadır. Japon mimarisinde<br />
karşımıza çıkan bu durum, kullanılan malzeme<br />
sayesinde gerek deprem gerekse çok şiddetli<br />
rüzgarlarda oluşan titreşim malzeme tarafından<br />
hissedilir ve absorblanır. [9]
11<br />
2. Sağlık: Genellikle ilaç salınım sistemlerinde, yapay kas, glikoz<br />
sensörleri gibi alanlarda karşımıza çıkan bu malzeme şekli sağlık<br />
sektörünü büyük ölçüde etkilemiştir. Bu tarz polimerik malzemeler<br />
genellikle sıcaklık ve pH’a karşı duyarlıdır. Bu sayede en hassas<br />
değişikliklerde bile vücudun istenilen bölgelerinde bile istenilen<br />
değişiklikleri yerine getirebilmektedirler. [10]<br />
3. Tekstil : Tekstil alanında kullanılan malzemeler genellikle şekil<br />
hafızalı polimerlerdir. Bir çok farklı özellikleri sayesinde günlük<br />
hayatı oldukça kolaylaştırırlar. Bunlara kısaca göz atmak gerekirse;<br />
• Vücut Sıcaklığını Düzenleyen Giysiler: Vücut sıcaklığını etkili bir<br />
şekilde düzenleyerek kullanan kişinin rahat etmesini sağlamaktadır.<br />
[11.1]<br />
Bu teknoloji ilk olarak NASA tarafından astronotların uzaydaki ani<br />
hava değişiminden etkilenmemesi için kullanılmıştır.<br />
Dowa Kasai Phoenix Kulesi<br />
• Görünmezlik Sağlayan Kamuflaj Giysileri: Malzeme etrafındaki elektro<br />
manyetik dalgalarına bükülerek kişilere görünmezlik katıyor. Kuantum<br />
gizemliliğinin Harry Potter filimin deki görünmezlik pereline çok<br />
benzediğini firma yetkilileri belirtiyor. Bu giysi genellikle askerlik alanında<br />
kullanılmaktadır.<br />
• Temasa, Dokunulmaya Karşı Duyarlı Kumaşlar: Günümüz mobilleşme<br />
sürecinde insanların yanlarında taşıyacağı veya giyebileceği malzemelerin<br />
yaygınlaşması kaçınılmaz bir gerçektir. Bu durumda devraya bu tür<br />
malzemeler girmektedir. [11.3]<br />
• Nemi Algılayan Kumaşlar: Bu kumaşların üzerine<br />
herhangi bir sıvı temas ettiğinde gerekli merkezlere<br />
uyarı sinyalleri gönderir. Çok tabakalı bir kumaş<br />
Kaynaklar<br />
yapıları vardır. İlk olarak sağlık sektörüne hizmet<br />
etmek için üretilmişlerdir. [11.4]<br />
(1)Smart Polymers Book Applications in Biotechnology and Biomedicine- Edited by Igor Galaev Bo<br />
Mattiasson<br />
(2,3,4,5,6,7,8) Smart Polymers and Their Applications- Edited by Maria Rosa Aguilar and Juilo San Roman<br />
(9,10,11.1,11.3,11.4) prezi.com (11.2) www.bilim.org<br />
Dilara Akman<br />
Polimer Mühendisi<br />
dilaraakman.da@gmail.com
12<br />
NİKOTİN İÇEREN<br />
ELEKTRONİK SİGARALAR<br />
ARTERİYEL SERTLİK<br />
NABIZ VE KAN BASINCINI<br />
ARTTIRIYOR<br />
Son araştırma çalışması gösterdi ki nikotin içeren<br />
elektronik sigaraların vücuda ciddi etkileri var. Bu<br />
etkiler arteriyel sertliğin, nabzın ve kan basıncının<br />
artması gibi durumları içermekte.<br />
Ünlü Karolinska Enstitüsü’nden (Stockholm) , Dr.<br />
Magnus Lundback (MD, Ph.D) bu konuda fikrini<br />
belirtti. Çalışmanın lideri Lundback son yıllarda<br />
elektronik sigara kullanan kişi sayısında ciddi artışlar<br />
olduğunu bu açıklamalarını Uluslararası Avrupa<br />
Solunum Kongresi’nde yaptı.<br />
Genelde insanlar elektronik sigaranın neredeyse<br />
zararsız olduğu görüşünde. İlginçtir ki, bu elektronik<br />
sigaralar zararı azalttıkları ve tütün içmeyi önledikleri<br />
vaatleriyle pazarlanıyor. Fakat, elektronik sigaraların<br />
güvenliği halen tartışma konusudur ve bazı örnekler<br />
sağlığa olumsuz etkilerini göstermektedir.
13<br />
NCBI’ya göre; tütün içmek sistolik ya da diyastolik<br />
tansiyonu ve kalp hızını değiştirmekte. Kan<br />
damarlarının elastikliğini ve arteriyel sertliği<br />
etkilemekte. Bu değişimlerin sebebi nikotin olarak<br />
görülüyor. Şimdi e-sigaralar yanıcı sigaranın daha<br />
sağlıklı bir alternatifi olarak düşünülse de, bu<br />
düşünceyle ilgili tartışmalar var.<br />
Çalışmanın lideri Dr. Lundback ve iş arkadaşları<br />
2016 yılındaki bu çalışmada 15 sağlıklı ve genç<br />
gönüllü ile çalıştı. Çalışmada yer alan bu gönüllüler<br />
aslında nadiren sigara içenlerdi. Ayda 10 sigara<br />
içiyorlardı ve çalışmadan daha önce elektronik sigara<br />
denememişlerdi.<br />
elektronik sigaraya kronik olarak maruz kalmak<br />
arteriyel sertliği kalıcı olarak arttırıyor.<br />
Şüphesiz bu araştırmanın sonucu elektronik<br />
sigara konusunda dikkatli bir tutum sürdürülmesi<br />
gerekliliğini ortaya koymuştur. Bu sigaranın<br />
kullanıcıları potansiyel tehlikelerinin her daim<br />
farkında olmalıdır. Bu farkındalık elektronik sigarayı<br />
bırakmak ya da kullanmaya devam etmek konusunda<br />
yardımcı olacaktır.<br />
Haberi Çeviren : Ece Akyol<br />
Gönüllülerin 41% ‘i erkek, 59%’u kadın;yaş<br />
ortalaması 26 idi. Çalışmanın bir gününde nikotin<br />
içeren elektronik sigara,diğer gününde ise nikotin<br />
içermeyen elektronik sigara denediler.<br />
Araştırma ekibi öncelikle bu sigaralar içildikten sonra<br />
kalp atış hızını, arteriyel sertliği ve kan basıncını<br />
ölçtü. Araştırmacılar bu ölçümleri 2 ve 4 saat sonra<br />
tekrar aldılar. İlk 30 dakikalık ölçüm gösterdi ki<br />
nikotin içeren elektronik sigara arteriyel sertliği,<br />
kalp atış hızını ve kan basıncını arttırıyor. Fakat<br />
bu tür etkiler nikotin içermeyen elektronik sigara<br />
kullanıcıları arasında gözlemlenmedi.<br />
Dr. Lundback’e göre, arteriyel sertlik konvensiyonel<br />
sigaranın kullanımında da görülebilir. Kendisi ayrıca<br />
pasif ve aktif sigara içiciliğine kronik maruz kalmanın<br />
arteriyel sertliğin kalıcı artmasına neden olduğunu<br />
dahi belirtti. Bu şu anlama geliyor ki nikotin içeren
14<br />
BİLİMDE ÇIĞIR AÇAN SİSTEM<br />
CRISPR<br />
1992’de bakterilerin bağışıklık sistemini anlamaya<br />
çalışan bir grup bilim insanı tarafından keşfedilen<br />
bu sistem sayesinde genler düzenlenebiliyor ya da<br />
hasarlı olan bölgeler kesilerek genetik hastalıklar<br />
ortadan kaldırılabiliyor. Genomları düzenlemek için<br />
kullanılan bu teknolojinin göze çarpan başka bir<br />
önemli kısmı ise diğer yöntemlere göre daha ucuz ve<br />
hızlı olması.Peki bu yöntem kullanılarak insan ırkına<br />
zarar veren türler dünya üzerinden silinebilir mi?<br />
Ya da gelecekte süper insanlar yaratılabilir mi?Bu<br />
yöntem kendisiyle beraber bir çok etik sorununda<br />
kapılarını aralıyor.<br />
geliştirilmiştir.Virüsler bakteriye bulaştığında DNA’<br />
larını bakteriye enjekte ederler ve böylece bakterinin<br />
kromozomlarının arasına virüs DNA’ sı bulaşmış olur.<br />
Bakterilerin bağışıklık sistemi sayesinde,bakteriye ait<br />
olmayan virüs DNA’ sı Crıspr sistemiyle bakterinin<br />
kendi DNA’ sından kesilerek ayrılır ve bakteri DNA’<br />
sını tamir eder.Böylece bakteri virüslere karşı kendini<br />
koruma altına alır.<br />
Crıspr(Clustered Regular Interspace Short<br />
Palindromic Repeats)yani düzenli aralıklarla<br />
kümelenmiş kısa palindromik tekrarlar ifadesinin<br />
kısaltması.Palindromik ise DNA dizisinin her iki<br />
yönden de aynı okunması.Crıspr sistemi Cas9<br />
proteni ve rehber RNA birleşiminden elde edilen<br />
yapıdır ve bu yöntem bakterilerin virüslere karşı<br />
oluşturduğu bağışıklık sisteminden esinlenerek
15<br />
Peki bu yöntem bakteriler haricindeki diğer canlılara nasıl<br />
uyarlanır?<br />
Eğer bir genoma Crıspr uygulamak istiyorsanız<br />
önce o DNA’ ya zarar verilmesi gerekiyor sonra<br />
DNA nın doğasında olan kendini yenileme süreci<br />
devreye girdiğinde, istenilen değişiklikler bu aralıkta<br />
yapılabiliyor.Bunun için öncelikle sistem, hedef DNA<br />
dizisini tanıyan bir rehber RNA ve kesimi yapacak<br />
olan Cas9 enzimine ihtiyaç duyuyor.Araştırmacı<br />
tarafından hazırlanılan hedef DNA bölgesini tanıyacak<br />
olan rehber RNA sayesinde Cas9 enzimi DNA<br />
daki doğru bölgeyi kesiyor ve DNA’ dan ayırıyor,<br />
sonrasında DNA’ nın kendini yenileme süreci başlıyor<br />
CRISPR'in Kullanım Alanları<br />
Crıspr sistemi kullanılarak yapılan deneylere bakacak<br />
olursak içinde Jennifer Doudna’nın da bulunduğu bir<br />
grup araştırmacının siyah kürklü fareler üzerinde<br />
iki şekilde DNA kendini yenileyebilir.İlk olarak DNA<br />
parçaları ya birbirlerine yamanma yoluyla uçuca<br />
tutturulur(bu Crıspr da pek tercih edilmez)ya da<br />
komşu olan DNA parçaları sadece kesilen yerdeki<br />
gen dizisi farklı olan yeni bir DNA ile birleştirilir.<br />
Böylece araştırmacı kişinin istediği DNA tasarlanmış<br />
olur.<br />
yaptıkları deneylerde siyah kürkün oluşumunu<br />
tetikleyen gen Crıspr yöntemiyle değiştirilerek tüysüz<br />
fareler elde edilmiştir.
16<br />
Akciğer kanserini tedavi etmek için Crıspr yöntemini<br />
kullanan Çinli birkaç araştırmacı bu yöntemi akciğer<br />
kanserli bir insanda denediler.Sichuan Üniversitesi<br />
onkologlarından Lu You ve ekibi akciğer kanseri<br />
olan bir hastadan aldıkları kandan bağışıklık<br />
hücrelerini ayırdılar ve Crıspr/Cas9 teknolojisini<br />
kullanarak PD-1 genini etkisizleştirdiler sonrasından<br />
kültüre alarak hücre sayısını artırdılar ve hastaya<br />
tekrar enjekte ettiler böylece geni değişen bağışıklık<br />
hüceleri kanser hücrelerine saldırarak hastalıkla<br />
savaşmaya çalışmış oldu.Hastanın durumunun iyiye<br />
gittiğini söyleyen bilim insanları bu sistemi daha da<br />
geliştirmeye çalışıyorlar.Bilim insanlarının gelecek için<br />
beklentisi bu hastalığın tasarlanılan yeni bağışıklık<br />
hücreleri ile yenilmesi.<br />
Yine aynı yöntem orak hücre anemisi olarak bilinen<br />
hastalıkta da kullanılıp pozitif sonuçlar elde edilmiş.<br />
Orak hücre anemisinin oluşmasını sağlayan DNA’<br />
daki farklılık Crıspr sistemiyle etkisiz hale getirilerek<br />
hastanın DNA’ sından çıkartılıyor.<br />
CRISPR Sorunsuz Bir Sistem mi?<br />
Crıspr sisteminin en büyük sorunu her üretilen<br />
rehber RNA’ nın kendine özgün bölgeye gitmemesi.<br />
Artık bilim insanlarının yoğunlaştığı konu sorunsuz<br />
çalışan ve daha özgün tanıma yapabilen rehber<br />
RNA’lar üretmek.<br />
Kaynaklar<br />
https://www.ted.com/talks/jennifer_doudna_we_can_now_edit_our_dna_but_let_s_do_it_<br />
wisely?language=tr<br />
https://www.ted.com/talks/ellen_jorgensen_what_you_need_to_know_about_crispr?language=tr<br />
https://cosmosmagazine.com/biology/what-crispr-and-what-does-it-mean-genetics<br />
https://www.nature.com/news/five-big-mysteries-about-crispr-s-origins-1.21294<br />
Rabia Önen<br />
<strong>Kimya</strong>ger<br />
onenrabia06@gmail.com
17<br />
JAPON BİLİM İNSANLARI TAVUK YUMURTASININ<br />
İÇİNDE İLAÇ ÜRETİYOR!<br />
Japon araştırmacılar, tedavi masraflarını önemli<br />
ölçüde azaltmak için, kanser de dahil olmak üzere<br />
ciddi hastalıklarla savaşabilen ilaçları, yumurtasında<br />
genetik olarak içeren tavuk ürettiler.<br />
Yomiuri Shimbun’un İngilizce baskısında; bilim<br />
adamları tavukları yetiştirerek, güvenli bir şekilde<br />
“interferon beta” (skleroz ve hepatit de dahil olmak<br />
üzere birçok hastalığı tedavi etmek için kullanılan<br />
bir protein türü) üretebildiyse, ilaçların fiyatı önemli<br />
derecede düşebilir (şu an birkaç mikrogram için fiyatı<br />
888$) deniliyor.<br />
Gazetenin yayınladığı bildiride, Kansai bölgesindeki<br />
Ulusal Gelişmiş Endüstriyel Bilim ve Teknoloji<br />
Enstitüsündeki (AIST) araştırmacılar; bu işlemi,<br />
tavuk sperminin öncü hücrelerine interferon beta<br />
üreten genleri getirerek başlattılar.<br />
azaltmayı planlıyorlar, bu nedenle firmalar bunu ilk<br />
önce araştırma malzemesi olarak kullanabilirler.<br />
Bu nedenle tüketicilerin bir süre beklemesi<br />
gerekebilir, çünkü Japonya yeni veya yabancı<br />
farmasötik ürünlerin tanıtımında, rutin olarak<br />
tamamlanması yıllar süren tarama süreçleri ile ilgili<br />
sıkı bir mevzuata sahiptir.<br />
Ancak gazetede bildirilen habere göre ekip, bu<br />
teknolojik atılımın sonunda ilacın maliyetini mevcut<br />
fiyatının yüzde 10’una indirmesine yardımcı olacağını<br />
umuyor.<br />
Enstitüdeki yetkililere yorum için ulaşılamadı.<br />
Haberi Çeviren : Elif Aytan<br />
Daha sonra bu hücreleri, yumurtaları döllemek ve bu<br />
genleri miras alan tavukları meydana getirmek için<br />
kullandılar, yani bu tavuklar, hastalıklarla mücadele<br />
eden yumurta yumurtlayabiliyor.<br />
Çalışmanın raporuna göre, şuanda bilim adamlarının,<br />
yumurtalarında ilaç bulunan ve neredeyse her gün<br />
yumurtlayan üç tane tavukları var.<br />
Gazeteye göre araştırmacılar, bu ilacı ilaç firmalarına<br />
satarak, bu tür ilaçların fiyatlarını yarı yarıya
18<br />
ATOM BOMBASI<br />
Nükleer Enerji nedir?<br />
Nükleer enerji denildiğinde aklımıza ilk gelenler<br />
fizyon ve füzyon tepkimeleridir. Fizyon çekirdek<br />
fiziğinde kararlılığı az ve büyük olan çekirdeklerin<br />
kararlı küçük çekirdeklere dönüşmesi olayıdır. Bu<br />
olayda büyük miktarda enerji açığa çıkar. Bölünme<br />
tepkimeleri atom bombalarının yapımında ve nükleer<br />
santrallarda enerji üretiminde kullanılır.<br />
Örneğin nötronla bombardıman edilen uranyum<br />
235 çekirdeği nötronu aldığı zaman kararsızlaşarak<br />
baryum(Ba) 142 ve kripton (Kr) 91'e dönüşür.<br />
Bununla birlikte üç nötron salar ve yüksek<br />
miktarda gamma ışıması yapar. Bu enerjiyi biraz<br />
somutlaştırmak gerekirse bu enerji yaklaşık 25.000<br />
ton kömürün enerjisine eşittir.<br />
Fizyon tepkimesinde açığa çıkan nötronlar ortamdan<br />
uzaklaştırılmazsa tepkime zincirleme devam eder.<br />
‘’Chain Reaction’’ olarak adlandırılan bu olay<br />
‘’zincirleme reaksiyon’’ olarak türkçeleştirilmiştir.<br />
Çok kısa bir süre içerisinde çok büyük bir enerji<br />
salınımı gerçekleşir ve bu açığa çıkan enerji atom<br />
bombasının patlamasıdır.<br />
Bir diğer tepkime türü olan Füzyon ise kısaca<br />
çekirdek birleşmesidir. Hafif radyoaktif atom<br />
çekirdeklerinin birleşerek daha ağır atom<br />
çekirdeklerini meydana getirmesi olayı şeklinde<br />
tanımlanır. Füzyon tepkimesinde ortaya çıkan<br />
sıcaklık çok daha büyüktür. Güneşteki tepkimeler bu<br />
gruba girer.<br />
Bu yazı içerisinde fizyon ve füzyon gibi büyük<br />
enerji salınımına neden olan kimyasal reaksiyonların<br />
bazı politik ve siyasi güçler tarafından ne şekilde<br />
kullanıldığını ve küresel olarak nasıl izler bıraktığını<br />
okuyacaksınız.
19<br />
Uranyum Elementinin Elde Edilmesi ve Zenginleştirilmesi<br />
Uranyum doğada birden çok farklı<br />
kütlede bulunur. Aynı proton<br />
sayısına sahip farklı kütlelerdeki<br />
elementleri anlamak için de ‘’<br />
izotop ‘’ kavramını tanımlayalım.<br />
En basit haliyle kimya ve fizik<br />
alanlarında izotop atomlar<br />
proton sayıları aynı nötron<br />
sayıları farklı olan atomlar olarak<br />
tanımlanır. Uranyum atomlarının<br />
çekirdeklerinde 92 proton<br />
vardır. Doğada bulunan uranyum<br />
izotoplarının kütle numaraları ise<br />
232, 233, 234, 235, 236 ya da<br />
238 olabilir.<br />
Bu izotopların en önemlisi U-235’tir. U-235’in bu<br />
denli önemli olmasının nedeni ise doğada bulunan<br />
izotopları arasında normal sıcaklıktaki nötronlar<br />
tarafından bombardıman edildiği zaman kolaylıkla<br />
bölünebiliyor olmasıdır. Ancak doğada bulunan<br />
uranyumun yaklaşık %99’u uranyum-238’dir.<br />
Uranyum-235’in doğal uranyum içinde bulunma<br />
oranı ise yaklaşık %0,71’dir. Bu nedenle enerji<br />
elde etmek için öncelikle U-235 izotoplarının<br />
ayrıştırılması gerekir.<br />
İzotoplar birbirinden nasıl ayrılır? İzotopları<br />
birbirinden ayırmak başka bir deyişle doğal bir<br />
madde içinde bulunan bir izotopun oranını artırmak<br />
için kullanılan birçok yöntem mevcuttur. Bu<br />
yöntemlerden yaygın olarak kullanılanı difüzyondur.<br />
azların yayılma yasasına göre sabit bir sıcaklıkta bir<br />
gazın içindeki atomların yayılma hızı, kütlelerinin<br />
karekökü ile ters orantılıdır. Dolayısıyla sabit<br />
sıcaklıkta bir gazın içindeki izotopların, kütleleri<br />
farklı olduğu için farklı hızlarla yayılması beklenir. Bu<br />
yöntemde gazın yüksek basınçlı bir ortamdan daha<br />
düşük basınçlı bir ortama yayılması sağlanır. Kütlesi<br />
küçük olan gaz atomları kütlesi büyük olan atomlara<br />
göre daha hızlı hareket ettikleri için düşük basınçlı<br />
ortamı bir uçtan diğerine katetmeleri daha kısa<br />
sürer. Böylece yayılma sürecini farklı zamanlarda<br />
tamamlayan gazları farklı kaplarda depolayarak<br />
izotop zenginleştirmesi yapılabilir.<br />
Şekil 2: Makul bir sıcaklık<br />
ve basınç aralığında katı, sıvı<br />
veya gaz olabilir. Katı UF6,<br />
kaya tuzuna benzeyen beyaz,<br />
yoğun, kristal bir malzemedir.
20<br />
Fakat uranyum eldesi için bu yöntem kullanışlı ve<br />
verimli olmayabilir. Uranyum elementi doğada<br />
element halinde değil UF6 bileşiği olarak bulunur.<br />
Uranyum-235 ve uranyum-238 izotopları içeren<br />
UF6 moleküllerinin kütleleri arasındaki fark difüzyon<br />
yöntemiyle tayin etmek için oldukça küçüktür.<br />
Katı uranyum hekzaflorür (UF6) ısıtılır ve gaza<br />
dönüştürülür. Gaz daha sonra gözenek bariyerleri<br />
içeren bir dizi kompresör ve dönüştürücüden<br />
geçirilir. Uranyum-235, uranyum-238'den biraz<br />
daha hafif bir izotopik kütleye sahip olduğundan<br />
dolayı, U-235 içeren UF6 molekülleri engeller<br />
boyunca U-238 içeren moleküllerden biraz daha<br />
hızlı yayılır. İşlemin sonunda iki UF6 akımı bulunur;<br />
bir akış diğerinden daha yüksek bir uranyum-235<br />
konsantrasyonuna sahiptir. Şekilde de görüldüğü<br />
gibi ,U-235 konsantrasyonu daha büyük olan<br />
akıma zenginleştirilmiş uranyum (enriched uranium)<br />
denirken, U-235 konsantrasyonu azaltılan akışa<br />
tükenmiş uranyum (depleted uranium) denir. Gaz<br />
halindeki difüzyondan sonra, zenginleştirilmiş UF6,<br />
daha ileri işleme tabi tutulurken, tükenen UF6<br />
genellikle depolanır.<br />
Uranyumun zenginleştirilmesi sürecini resimde daha<br />
ayrıntılı bir biçimde görebilirsiniz. UF6 oksijen,<br />
nitrojen, karbondioksit veya kuru hava ile reaksiyona<br />
girmez, ancak su veya su buharı ile reaksiyona girer.<br />
Bu nedenle, UF6 her zaman sızdırmaz kaplarda ve<br />
işleme ekipmanlarında depolanır. UF6 havadaki su<br />
buharı gibi suyla temas ettiğinde, aşındırıcı hidrojen<br />
florür (HF) ve uranil fluorür (UO2F2) olarak<br />
adlandırılan bir uranyum-florür bileşiği oluşturarak<br />
reaksiyona girer.<br />
Şekil 3: Madenden yakıt<br />
haline getirilen UF6 bileşiğinin<br />
işlenme süreci
21<br />
2.Dünya Savaşında Atom Bombası<br />
Bir atom bombasının temel prensibi fizyon<br />
reaksiyonunun çok kısa bir sürede gerçekleşmesidir.<br />
Atom bombasını oluşturan temel materyallerden<br />
biri doğal diğeri yapaydır. Bunlardan doğal olanı<br />
uranyum (U-235), yapay olanı ise plütonyumdur<br />
(Pu-239). U-235 konsantrasyonca zengin<br />
uranyum bileşiklerinin eldesinden yazımızın önceki<br />
bölümlerinde bahsedildi. Bir diğer temel malzeme<br />
olan plütonyumun eldesi ise doğada kendiliğinden<br />
bulunmadığı için nükleer reaktörlerde U-238’den<br />
elde edilir.<br />
Fizyonun başlamasını sağlayacak ilk nötronlar<br />
Ra–Be elementlerinden oluşan bir nötron<br />
kaynağından(neutron gun) elde edilir. Fizyon<br />
olayında bir atom parçalandığında birden çok<br />
nötron emisyonu gerçekleşir. Ortam şartları<br />
elverişli olduğunda parçalanma sonucu oluşan<br />
nötronlar başka atomları parçalamaya devam eder<br />
ve zincirleme bir reaksiyon oluşur.(Chain reaction).<br />
Fizyon tepkimelerinde önemli nokta nötronun<br />
uygun hız ve doğrultuda atomun çekirdeğine<br />
çarpabilmesidir. Nötronun hızı ne kadar yavaş ise<br />
çekirdek çarpışması o kadar güçlü olur. 20.yy’ın<br />
başlarında yapılan bilimsel çalışmalarda parafin<br />
ve su gibi hidrojence zengin maddelerin nötron<br />
taneciklerini yavaşlattığı ispat edilmiştir. Eşit<br />
kütleye sahip yüksüz nötron ve 1 protonu olan<br />
hidrojen atomu çarpışma sırasında benzer özellikler<br />
gösterdiklerinden dolayı nötronun hızı yavaşlar. Bu<br />
gelişmeler daha sonra atom bombası yapımında da<br />
önemli rol oynamıştır.<br />
Bir nötronun bir atom çekirdeğine çarpması her<br />
zaman fizyon ile sonuçlanmaz. Bazen çekirdek<br />
nötronu yuttuğu halde bölünmeyebilir. Bazen<br />
ise nötron çekirdek tarafından yansıtılabilir. Bu<br />
çarpışmalar sonucunda ortamda dolasan nötron<br />
bir miktar enerjisini kaybederek yavaşlar ve fizyon<br />
yapma gücü artar. Önemli olan bu nötronun nükleer<br />
patlayıcı içinden kaçmadan fizyon yapıncaya kadar<br />
dolaşmasıdır. Bunun için ise kullanılan patlayıcı<br />
maddenin bu dolaşmaya elverişli büyüklükte olması<br />
gerekir. İçerisinde başlatılan fizyon reaksiyonun<br />
kendi kendine sürebileceği minimum nükleer patlayıcı<br />
kütlesine kritik kütle denir.<br />
Netice itibariyle, atom bombası merkezde uranyum<br />
veya plütonyumdan oluşan bir öze sahiptir. Nükleer<br />
patlamanın olabilmesi için ise bu özün kritik kütleden<br />
büyük olması gerekir. Eğer madde kritik kütlenin<br />
üzerinde ise kendiliğinden patlama tehlikesi arz eder.<br />
Bu nedenle öz olarak kullanılan madde bombaya<br />
yerleştirilirken çeşitli parçalar halinde yerleştirilir.<br />
Bombanın ateşlenebilmesi için bu parçaların bir<br />
araya gelerek küre şeklini oluşturması gerekir. Bu<br />
birleşmeyi sağlamak için de TNT(TriNitroToluen)<br />
diğer adıyla dinamit kullanılır. TNT patladıktan<br />
sonra bu nükleer kütle parçaları bir araya gelir<br />
ve asıl fizyon tepkimesi(atom bombası patlaması)<br />
gerçekleşir.<br />
Uranyum zenginleştirme süreci ilk olarak 1940'larda<br />
Manhattan Projesi kapsamında geliştirildi.<br />
Atom Bombası ile İlgili Çalışmalar – Manhattan Projesi<br />
Yirminci yüzyılın ilk yıllarında, atom fiziğinin<br />
anlaşılmasında meydana gelen değişiklikler hem<br />
nükleer fizyonun potansiyel bir enerji kaynağı<br />
olarak tanınmasına hem de bir silah olarak<br />
kullanılabileceğine dair yeni bir fikir oluşturdu.<br />
Aynı zamanda bu gelişmeler Nazi Almanyası’ nın<br />
kendi nükleer silahlarını geliştirmesi gibi korkunç<br />
bir tehdidi de beraberinde getiriyordu. O dönemde<br />
Nazi Almanya’sının Yahudi düşmanlığından kaçan<br />
bilim insanları Fransa, İtalya, İsveç gibi ülkelerce<br />
kabul edilirken büyük bir çoğunluğu Amerika<br />
birleşik devletleri yönetimince barındırıldı. Bu<br />
mülteci bilim adamları, dünyanın en ünlü fizikçisi<br />
olan Albert Einstein tarafından Başkan Franklin<br />
D. Roosevelt'e teslim edilmesi için bir mektup<br />
hazırlanmasında öncülük ettiler. Einstein ve Szilárd<br />
2 Ağustos 1939'da yazdıkları mektupta nükleer<br />
fizyon yoluyla "son derece güçlü yeni bir bomba"<br />
inşa edilebileceğini ve Cumhurbaşkanı'nın bu konuda<br />
çalışmalara başlaması gerektiğini yazdılar. Bütün bu<br />
olanlardan sonra Manhattan Projesi, Nükleer Silahın<br />
(atom bombası) geliştirilmesi için İkinci Dünya Savaşı<br />
sırasında Birleşik Devletler, Birleşik Krallık ve Kanada<br />
tarafından üstlenilen bir proje olarak hayata geçirildi.<br />
Proje, General Leslie Groves bünyesindeki Birleşik<br />
Devletler Kara Kuvvetleri Komutanlığı'nın kontrolü<br />
altındaydı.<br />
Projenin merkezi Manhattan'daki Church Street'taki<br />
bir bürodadır. Manhattan Projesi genel anlamda<br />
üç büyük gizli şehirde yürütüldü: Los Alamos,<br />
New Mexico; Oak Ridge, Tennessee; ve Hanford,<br />
Washington.
22<br />
1. Oak Ridge, Tennessee bölgesi<br />
Dev iyon ayırma mıknatıslarında uranyum-235<br />
üretmek için gerekli olan mevcut çok sayıda ucuz<br />
hidroelektrik enerji için seçilmiştir<br />
2.Hanford, ayrıca, plütonyum üretecek reaktörleri<br />
soğutmak için bir nehir yakınında seçildi. Tüm<br />
alanlar kıyı şeridinden ve Almanya ya da Japonya'dan<br />
düşman saldırısından uzaktı.<br />
3.Los Alamos Ulusal Laboratuvarı, daha önce genç<br />
erkekler için özel bir okul olan Los Alamos Ranch<br />
Okulu'na ev sahipliği yapan bir yapı üzerine inşa<br />
edildi. Los Alamos, esasen diğer bölgeler tarafından<br />
üretilen malzemeler ve bileşenlerden oluşan<br />
bombaların montajından sorumluydu.<br />
Bu gelişmelerin başında, 1932'de atomun kütlesinin<br />
çoğunu proton ve nötronların oluşturduğu ve bu<br />
kütlenin bir elektron bulutu ile çevrelendiğini öne<br />
süren bir atom modelinin keşfedilmesi yer alır. İlk<br />
kez Henri Becquerel tarafından 1896'da uranyum<br />
cevherleri keşfedilmişti. Aynı dönemlerde Pierre ve<br />
Marie Curie'nin radyum üzerine yaptığı çalışmalar<br />
daha önce bölünmez olduğu düşünülen atomların<br />
aslında potansiyele sahip olduklarını bölündüklerinde<br />
çok yüksek bir enerji salınımı yapacaklarını<br />
göstermiştir.<br />
Nükleer fizyona doğru ilerleme, atom çekirdeğinin<br />
daha da manipüle edilmesi mümkün olan 1930'lu<br />
yıllarda hızlandı. 1932'de Sir John Cockcroft ve<br />
Ernest Walton yapay olarak hızlanan parçacıkların<br />
kullanılmasıyla ilk önce atomu "nükleer reaksiyona"<br />
neden oldu. 1934'de Irène ve Frédéric Joliot-Curie,<br />
yapay radyoaktiviteyi alfa parçacıklarıyla boğarak<br />
istikrarlı elementlerde indüklenebilir olduğunu<br />
keşfettiler. Aynı yıl Enrico Fermi, uranyumu<br />
nötronladığında benzer sonuçlar elde etmiştir.<br />
1938 yılında Alman bilimci Otto Hahn ve Fritz<br />
Strassmann, uranyumun nötronla bombarde edilmesi<br />
ilgili deneysel sonuçları yayınladı ve baryum izotopu<br />
oluştuğunu gösterdi. Kısa süre sonra Hitlerin Yahudi<br />
soykırımından kaçarak İsveç’e yerleşen Avusturyalı iş<br />
arkadaşı Lise Meitner ve yeğeni Otto Robert Frisch,<br />
sonuçlarını, bir ‘’nötron emildikten sonra uranyum<br />
çekirdeğinin bölünmesi’’ olarak yorumladılar ve<br />
büyük miktarda enerji ve nötronların açığa çıktığını<br />
gösterdiler.<br />
Ayrıca Manhattan projesi kapsamında oldukça<br />
yoğun çalışan Enrico Fermi Chicago pile olarak<br />
bilinen ilk nükleer zincirleme reaksiyonunu da<br />
gerçekleştirmiştir. Bu düzenekte grafit blokları<br />
kullanılmıştır. Chicago pili, bir kısmı merkezinde<br />
uranyum elementi bulunan grafit bloklar ve diğer<br />
kısmı saf grafit bloklar içermektedir. Şekilde<br />
görüldüğü gibi bir oda genişliğindeki düzenekte<br />
nötron hareketini durdurucu etki yaratan sıvı<br />
kadmiyum (Cd) elementi kullanılmıştır. Aksi bir<br />
durumda blokların üzerinden merkeze dökülecek<br />
olan kadmiyum sıvısı reaksiyonu durduracak ve<br />
tehlikeyi önleyecektir.<br />
Şekil 4: Enrico Fermi ve Chicago Pili
23<br />
Şekil 5: Chicago pilini oluşturan grafit blokları<br />
Şimdi de bu nükleer gelişmelerin 2.dünya savaşı sırasında nasıl kullanıldığına bakalım:<br />
Hiroşima Atom Bombası<br />
Şekil 6: 6 Ağustos 1945'te Hiroşima, Japonya'ya bırakılan atom bombası olan "Little Boy" un örneğidir.<br />
Kaynak: ABD Ulusal Arşivleri<br />
Yaklaşık 140 kilo (64 kilogram) ağırlığında olan<br />
yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum-235<br />
içeren, daha küçük bir uranyum takviyesi üzerine<br />
büyük, içi boş bir uranyum silindiri çekerek çalışan<br />
"Little Boy" 6 Ağustos 1945 sabahı ilk atom<br />
bombası olarak “Enola Gay” isimli bir bombardıman<br />
uçağı ile Hiroşima’ya atıldı.
24<br />
Saniyenin on binde biri kadar kısa<br />
bir sürede gerçeklesen patlamanın ilk<br />
etkisi gözleri kör eden bir ışık olmuştu.<br />
Ardından gelen 300.000 °C’lik isi etkisi<br />
ise yaklaşık 3 km çapındaki her alanın<br />
yanmasına neden oldu. Daha sonra ise<br />
patlamanın etkisiyle başlayan ve saatte<br />
1800 km ile esen alev rüzgâr çevredeki<br />
her yükseltiyi dümdüz etti.<br />
Ama asil kalıcı etkiyi patlamadan bir kaç dakika sonra<br />
başlayan bir yağmur gerçekleştirdi. Yağmur ile tüm<br />
radyoaktif serpinti bölgeye inmis oldu. Saniyelerle<br />
ölçülebilecek bir zaman dilimi içerisinde Hiroşima’yı<br />
yok eden bu korkunç bombanin bilançosu yaklasik<br />
80.000 ölü ve 100.000 yaralı olarak belirlenmiştir.<br />
Nagazaki Atom Bombası<br />
Şekil 7: 9 Ağustos 1945'te Nagazaki, Japonya'ya bırakılan atom bombası olan "Fat Man" in bir örneğidir.<br />
Kaynak: ABD Savunma Bakanlığı<br />
"Fat Man" daha da büyüktü - yaklaşık 4,670 kg olan bomba 21<br />
kiloton TNT dinamit enerjisini serbest bırakacak bir nükleer zincir<br />
reaksiyonu oluşturmak için bir plutonyum-239 çekirdeği içeren<br />
2.atom bombası 9 Ağustos 1945 günü Nagazaki’ye atıldı. Bu<br />
şehirdeki insanların daha önceden uyarılması buradaki ölümlerin<br />
bir öncekine göre daha az olmasını sağladı. Ancak, her iki şehirde<br />
de radyasyondan kaynaklanan ölümler 15 Ağustos 1945’ten sonra<br />
kendisini daha net ve acı şekilde göstermeye başladı. Radyasyondan<br />
kaynaklanan ölümler, bombanın patladığı anda meydana gelen sok,<br />
isi ve yıkım etkisiyle gerçeklesen ölümlerden kat kat fazla olmuştur.
25<br />
Şekil 8: 1945,Nagasaki,Japonya Patlamadan kısa bir süre sonrası<br />
Kaynaklar<br />
https://endtimestruth.com/wp-content/uploads/2014/10/Uranium-fission-reaction.jpg<br />
https://www.livescience.com/45509-hiroshima-nagasaki-atomic-bomb.html<br />
https://www.nrc.gov/materials/fuel-cycle-fac/ur-enrichment.html<br />
http://web.ead.anl.gov/uranium/guide/depletedu/enrich/<br />
http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Manhattan_Project<br />
Duygu Vonal<br />
<strong>Kimya</strong> Öğretmeni<br />
duygu.vonal@gmail.com
26<br />
ÇİNLİ ARAŞTIRMACILAR<br />
SÜPER ESNEK BİR PİL GELİŞTİRDİLER<br />
Fudan Üniversitesi’nde geliştirilen piller, elektrolit<br />
sızıntı riskini minimuma indiriyor.<br />
Bilim insanları, sağlığa zararlı kimyasallar<br />
bulundurmayan, biyolojik açıdan uyumlu, implant<br />
cihazlarında kullanılabilen ince esnek bir pil geliştirdi.<br />
Esnek piller, salin solüsyumu ve diğer hücre<br />
kültürlerini içeriyor. Yeni geliştirilen bu piller,<br />
giyilebilir cihazların ve medikal implantların güç<br />
kaynaklarını tümüyle değiştirebilir.<br />
Çin’deki Fudan Üniversite’inden bir araştırmacı,”Yeni<br />
bulduğumuz piller, lityum iyon gibi katı pillerin<br />
aksine daha esnek bir yapıya sahip. Bu sayede<br />
implantlarda ve giyilebilir cihazlarda kullanılabilir.<br />
Bu pillerin temeli, implant edilebilir elektrolitlere<br />
dayanıyor.” dedi.<br />
seçenek olarak da insan hücrelerini çevreleyen sıvıyı<br />
taklit eden salin solüsyonu kullanıldı. Bu sıvılar,<br />
sızması durumunda kişiye zarar vermeyeceği için<br />
elektrolit sızması tehlikesi minimuma indirilmiş oldu.<br />
Ekip iki farklı pil üretti. Biri ince, düz bir kayış<br />
şekilde çelik tellerden yapıldı. Diğeri ise, içinde<br />
nanoparçacıklı elektrotlar bulunan karbon<br />
nanotüplerden oluşuyor. Her iki pil de şu anda<br />
kullanılan lityum iyon pillerin çoğundan daha iyi<br />
performans gösterdi.<br />
Yeni piller, en azından medikal açıdan çok daha<br />
güvenli güç kaynakları olacaklarını gösteriyorlar.<br />
Ancak yine de günlük hayatta kullanabilmek için daha<br />
çok testten geçmeleri gerekiyor.<br />
Giyilebilir cihazlara olan talebin artması minyatür pil<br />
araştırmalarının da artmasına neden oldu. Mevcut<br />
teknolojide, pillerin içindeki kimyasallar dışarıya<br />
sızarak cihazda korozyona neden olabiliyor.<br />
Araştırma ekibi bu sorunu çözmek için sodyum bazlı<br />
sıvılarla aşındırıcı kimyasalları değiştirdi. Bir başka
ICP-OES<br />
ICP-OES yani indüktif eşleşmiş plazma optik emisyon<br />
spektrometresi yaklaşık 25 yıldır çeşitli inorganik<br />
analizler için kullanılmaktadır. Çeşitli örneklerde<br />
element analizi yapılabilir. Argon plazma ve<br />
Tarım ve Gıda<br />
Biyolojik ve Klinik Amaçlı<br />
Jeolojik<br />
Çevre ve Su<br />
Metaller<br />
Cihazın Bileşenleri<br />
Tipik bir ICP-OES cihazı aşağıdaki kısımlardan oluşur:<br />
spektrometre kullanılarak elementlerin (çoğunlukla<br />
sulu çözeltiler) çoklu analizlerine izin veren bir<br />
tekniktir. ICP-OES kullanılan bazı uygulama alanları<br />
aşağıdaki tabloda verilmiştir.<br />
Hayvan dokuları, meşrubatlar, tohum, yiyecekler,<br />
gübreler, sarımsak, pestisitler, bitkisel malzemeler,<br />
pirinç unu, sıvılar, sebzeler, buğday unu<br />
Beyin dokuları, kan, kemik, gaita, balık, süt tozu,<br />
yapraklar, ilaçlar, polen, serum, idrar<br />
Kömür, mineraller, fosiller, fosil yakıtlar, maden<br />
cevheri, kayalar, su/buzul/hava ile sürüklenip çöken<br />
maddeler, toprak, su<br />
Tuzlu su, kömür külü, içme suyu, toz, mineral suyu,<br />
şehir suyu, cüruf, deniz suyu<br />
Alaşımlar, alüminyum, yüksek saflıkta metaller,<br />
demir, değerli metaller, lehim, çelik, kalay<br />
-Nebulizör<br />
-Torch<br />
-Radyo frekans üretici<br />
-Optik sistem ve spektrometre<br />
-Dedektör(ler)<br />
-Kaydedici<br />
Şekil 1. Bir ICP-OES cihazı<br />
27
28<br />
Şekil 2. ICP-OES cihazının şematik hali<br />
Cihazın İşleyişi<br />
Numune çözeltisi aerosol haline dönüştürülür ve<br />
plazmanın merkezine yönlendirilir. Plazmanın<br />
merkezindeki sıcaklık yaklaşık olarak 10.000 K’dir.<br />
Bu nedenle aerosol hızla buharlaştırılır. Analiz<br />
edilecek elementlerin atomları gaz halinde serbest<br />
hale geçer. Aynı zamanda plazma atomları uyarılmış<br />
enerji seviyelerine çıkartır. Uyarılan atom temel<br />
haline döndüğünde bir radyasyon yayar. Bu yayılan<br />
radyasyonlar ilgili elementin karakteristik dalga<br />
boyundadır ve optik olarak dedektörler tarafından<br />
ölçülür. Güvenilirliği, çok unsurlu seçenekleri ve<br />
yüksek verimliliği sayesinde hem rutin araştırmalarda<br />
hem de daha spesifik analiz amaçlarıyla<br />
uygulanmaktadır. İndüktif eşleşmiş plazma optik<br />
emisyon spektrometresi plazma kullanarak uyarılmış<br />
atom ve iyonlar üretir. Aşağıdaki şekilde uyarılmış<br />
hal ve temel hal gösterilmektedir.<br />
Şekil 3. Bir atomun uyarılmış<br />
hali ve temel halinin şematik<br />
gösterimi
29<br />
İndüktif eşleşmiş plazma optik emisyon<br />
spektrometresi ile ilişkili enstrümantasyon sistemi<br />
basit bir sistemdir. ICP tarafından yayılan fotonların<br />
bir kısmı bir mercek veya içbükey ayna ile toplanır.<br />
Bu odaklama optiği, monokromatör gibi dalga<br />
İndüktif Eşleşmiş Plazmanın Özellikleri<br />
ICP’nin diğer kaynaklara göre temel analitik avantajı<br />
çeşitli numunelerde, verimli ve tekrarlanabilir<br />
buharlaşma, atomlaştırma, uyarma ve iyonlaştırmayı<br />
geniş bir skaladaki elementler için sağlayabilmesidir.<br />
Bu temel olarak, ICP’nin observasyon bölgesindeki<br />
yüksek sıcaklıkla alakalıdır (6000-7000K). Bu<br />
sıcaklık alev veya fırın sıcaklığından çok daha<br />
fazladır (3300K). ICP’nin bu yüksek sıcaklığı ısıya<br />
dayanıklı elementlerin de uyarılmasını sağlar ve<br />
matrikste girişim etkisini azaltır. Alternatif akım,<br />
doğru akım ark ve kıvılcımları ve MIP(Mikrodalga<br />
İndüklenmiş Plazma) gibi kaynaklar da uyarma ve<br />
iyonlaştırma için yüksek sıcaklıklara sahiptir fakat<br />
ICP daha az gürültülüdür ve sıvı numuneler için<br />
daha verimlidir. Ayrıca bir ICP düzeneği oluşturmak<br />
nispeten kolaydır ve LIP (Lazer İndüklenmiş<br />
Plazma) gibi diğer kaynaklara göre daha ucuzdur.<br />
İndüktif eşleşmiş plazma spektroskopisinin temel<br />
prensibi yüksek derişimde katyon ve buna eşdeğer<br />
ICP-OES ile Analizi Yapılabilen Elementler<br />
boyu seçici bir cihazın giriş slitinde bir görüntü<br />
oluşturur. Monokromatörden çıkan belirli bir dalga<br />
boyu fotodedektör tarafından elektrik sinyaline<br />
dönüştürülür. Sinyal dedektör tarafından işlenir.<br />
derişimde elektron içeren, elektriksel olarak iletken<br />
bir gaz ortamı olan plazmada, atomlar ve iyonların<br />
uyarılması ile yaydıkları emisyonun ölçülmesidir.<br />
ICP’nin en yararlı özelliklerini sıralayacak olursak,<br />
-Yüksek sıcaklık (7000-8000K)<br />
-Yüksek elektron yoğunluğu (1014-1016 cm-3)<br />
-Birçok element için kayda değer derecede<br />
iyonizasyon<br />
-Simültane çoklu element analizi (P ve S dahil olmak<br />
üzere 70’ten fazla element)<br />
-Nispeten düşük kimyasal girişim<br />
-Doğruluk ve hassasiyet sağlayan yüksek stabilite<br />
-Geniş dinamik aralık<br />
-Isıya dayanıklı elementlere uygulanabilir<br />
-Maliyeti uygun analizler<br />
ICP-OES tarafından ölçülebilen doğada bulunan 92 elementin 70’inden fazlası aşağıdaki tabloda<br />
belirtilmektedir.<br />
Alkaliler ve Toprak<br />
Alkaliler<br />
Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg,<br />
Ca, Sr, Ba<br />
Kaynaklar<br />
Nadir Toprak Elementleri Geçiş Metalleri<br />
Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd,<br />
Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb,<br />
Lu, Th, U<br />
Sc, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co,<br />
Ni, Cu, Zn, Y, Nb, Zr,<br />
Mo, Ru, Th, Pd, Ag, Cd,<br />
La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir,<br />
Pt, Au, Hg<br />
Diğerleri<br />
-https://www.unil.ch/idyst/files/live/sites/idyst/files/shared/Labos/Hou%26Jones_2000.pdf<br />
-https://www.nap.edu/read/10924/chapter/4#13<br />
-http://www.ru.nl/science/gi/facilities-activities/elemental-analysis/icp-oes/<br />
Sıla Sözmen<br />
<strong>Kimya</strong>ger<br />
silasozmenn@gmail.com<br />
B, C, N, Al, Si, P, S, Cl,<br />
Ga, Ge, As, Se, Br, In, Sn,<br />
Sb, Te, I, Tl, Pb, Bi
30<br />
MALATYALI KİMYA PROFESÖRLERİ<br />
IŞIKTA DONAN DOKU YAPIŞTIRICISI ÜRETTİ<br />
<strong>Kimya</strong> profesörleri kısa bir süre önce üretip ve<br />
Avrupa Birliği’nden ön kaynak kullanmak hakkı elde<br />
ettikleri doku yapıştırıcısından sonra şimdi de ışıkta<br />
donan bir başka doku yapıştırıcısı ürettiler.<br />
Malatyalı kimya profesörleri ışıkta donan bir başka<br />
doku yapıştırıcısı ürettiler.<br />
Çalışmayla ilgili ilerleyen dönemde uygun koşullar<br />
oluştuğunda üretime geçilmesinin planlandığı<br />
belirtildi.<br />
Prof. Dr. Burhan Ateş, yaptığı açıklamada, doku<br />
yapıştırıcılarının günümüzde özellikle cerrahi<br />
operasyonlarda çok fazla kullanıldığını belirtti.<br />
Cerrahi operasyonların ardından dikiş bölgelerindeki<br />
sızıntı kaynaklı sorunu ortadan kaldırmak için<br />
poliüretan doku yapıştırıcısı buluşuna imza atan<br />
İnönü Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi <strong>Kimya</strong><br />
Bölümü Öğretim Üyeleri Prof. Dr. Burhan Ateş, Prof.<br />
Dr. Süleyman Köytepe ve çalışma arkadaşları, şimdi<br />
de UV ışıkta donan, açık kalp ameliyatları sonrası<br />
açılan göğüs kafesini yapıştırmaya yarayan oldukça<br />
güçlü yapıştıran ve biyouyumlu doku yapıştırıcı<br />
üretti.<br />
Prof. Dr. Burhan Ateş, Doç. Dr. Süleyman Köytepe<br />
ve çalışma arkadaşlarının poliüretan doku yapıştırıcısı<br />
buluşu 1500 proje içerisinden Avrupa Birliği Fonları<br />
destekli ACT yatırım fonundan ön kaynak kullanma<br />
hakkı elde etti. Üretimi için ise fizibilite raporu<br />
hazırlandı.
31<br />
Avrupa Birliği Destekli ACT Yatırım Fonu Bize Ön Destek Verdi<br />
Hem biyouyumlu hem de güçlü yapıştırma özelliğini<br />
aynı anda içinde barındıran yapıştırıcıların piyasada<br />
bulunmayışının önemli sorun olduğuna değinen Ateş,<br />
“Tabi bu yeni bir çalışma değil, 2010’dan itibaren<br />
üzerinde çalıştığımız bir proje. Türkiye’de bunun<br />
üzerine bir çalışma yok, bu alanda dışa bağlıyız.<br />
Yaptığımız şey farklı bir yapıştırıcı bulmak. Bu<br />
aynı zamanda iç organlarda da kullanılabilir. Yani<br />
yapıştıktan sonra üzerinde kendi kendine kaybolacak<br />
bir sistem yapmak. Bununla ilgili dediğim gibi 2010<br />
yılından beri başlanmış bir proje var. Bunun sonunda<br />
elde ettiğimiz bir patent var. Biz bununla ilgili bir<br />
yatırım arıyoruz aslında, destek arıyoruz. Yani bunu<br />
üretime geçirmek için çeşitli fonlara, özelikle İnönü<br />
Üniversitesi Teknokent aracılığıyla başvurular yaptık.<br />
Oradan da özellikle Avrupa Birliği destekli ACT<br />
yatırım fonu bize bir ön destek verdi. Bizde bu ön<br />
destekle ilgili bir fizibilite raporu hazırladık. Fizibilite<br />
raporumuzu değerlendirdiler ve kabul ettiler.<br />
Bundan sonraki aşama aslında onlardan gelecek<br />
desteğe göre. İkinci bir destek almak için de arayış<br />
içerisindeyiz. Bir prototip üretmek ve onu Sağlık<br />
Bakanlığı’na ve gerekli kuruluşlara anlatıp piyasaya<br />
sürülebilir bir formata getirebilmek önemli. Yapmak<br />
istediğimiz temel şey bu. Hem yurt dışına bağlılığı<br />
azaltmak adına çok önemli, hem de gerçekten önemli<br />
bir ihtiyaç. Bizim yaptığımız yapıştırıcı gerçekten<br />
hem vücut içinde, hem vücut dışında kullanabilir<br />
sistemleri içeriyor, hem de önemli bir ihtiyaca fayda<br />
sağlayacağı düşüncesindeyiz” dedi.<br />
Projenin İlk Sonuçlarını Aldık, Gerçekten Güzel Değerler<br />
Ateş, yaptıkları çalışmalar kapsamında TÜBİTAK ve<br />
BAP’tan destekler aldıklarını kaydederek, Turgut<br />
Özal Tıp Merkezi’ndeki bazı hocalarla ile birlikte bu<br />
soruna yönelik projeler ürettiklerini anlattı.<br />
Doku yapıştırıcısı konusunda patent aldıklarını ve<br />
UV ile kürlenebilen doku yapıştırıcısı çalışmasında<br />
ise patent başvuru yapma aşamasında olduklarını<br />
belirten Ateş, “Bu projemiz UV coribul sistemi.<br />
Yoğun bir yapıştırıcı. Şimdi bu şekilde dişçilerin<br />
yaptığı bir sistem var ama yumuşak dokular için<br />
özelikle yumuşak dokular ve protein sistemler<br />
vücuda uyumlu. Çok hızlı sistemler istenilen sürede<br />
istenilen formatta yapıştırılıyor. Bu son aldığımız<br />
TUBİTAK projesi bunun bir devamı aslında. O<br />
projenin ilk sonuçlarını aldık, gerçekten güzel<br />
değerler. Hem yapıştırma açısından hem yapıştırma<br />
süresi istenilen seviyede. Tutulması açısından da<br />
güzel, İlk sonuçları aldık. Yani bu konuda özelikle<br />
yine patentleşebilir ürünler üreteceğimizden eminiz”<br />
diye konuştu.
32<br />
SONBAHARIN<br />
ARDINDAKİ KİMYA<br />
Kimisinin çok sevdiği, kimisinin nefret ettiği,<br />
havaların git gide serinlediği, fotoğrafların en güzel<br />
arka planı olan sonbahar geldi. Hoş geldi!<br />
oluşumunu sağlar. Bu kısa açıklamadan sonra<br />
bileşikleri tanımaya başlayabiliriz...<br />
Sonbahar kendini göstermeye başladı, her yıl<br />
olduğu gibi bu yıl da tam bir renk cümbüşü halinde<br />
gelip geçiyor. Peki ya fotoğrafçıların vazgeçilmezi<br />
olan, duygusallığın mevsimi sonbaharı bu kadar<br />
önemli kılan renklerinin arkasındaki kimyayı merak<br />
ediyor musunuz? <strong>Kimya</strong> tabi ki, kimya her yerde<br />
biliyorsunuz Hazırsanız yaprakların rengine etki<br />
eden bileşikleri inceleyelim.<br />
Ama önce kısa bir bilgi vermekte fayda var. Bir<br />
molekülde birden fazla konjugasyon olması,<br />
görünür bölgedeki ışığın dalga boylarını absorbe<br />
edebilmelerine yol açabilir. Bu olay da renk
33<br />
KLOROFİL<br />
Bir çoğumuzun lise biyoloji derslerinden bile<br />
hatırlayacağı bu madde, bilindiği üzere çoğu yaprağın<br />
yeşil renginden sorumludur. Yaprak hücrelerinde<br />
bulunan kloroplastın içinde bulunur. Bitkiler<br />
tarafından karbondioksit ve suyun güneş enerjisi<br />
yardımıyla şekere dönüşmesini sağlayan fotosentez<br />
olayının olmazsa olmazıdır. Yapraklar klorofil<br />
üretmek için sıcağa ve güneş ışığına ihtiyaç duyarlar.<br />
Yani ilkbahar ve yazın bitki yapraklarının neden<br />
yeşil olduğunu anlamış olduk. Peki ya yaz bitince,<br />
havalar soğuyunca ne olacak? Sonbaharda bildiğimiz<br />
üzere gün ışığı git gide azalıyor ve sıcaklık düşüyor<br />
bu da demek oluyor ki klorofil üretimi yavaşlıyor.<br />
Bununla beraber bitkide bulunan klorofil de yavaş<br />
yavaş parçalanmaya başlar. Bu olayın sonucu olarak<br />
yapraklarda bulunan diğer bileşikler klorofili geçerek<br />
kendini göstermeye başlar. Bu durum da bahar ve<br />
yazın yemyeşil olan yaprakların giderek yeşilliğini<br />
kaybedeceğini gösterir. Peki sonrasında neler mi<br />
oluyor? Diğer bileşikleri incelemeye devam edelim...<br />
KAROTENOİDLER VE FLAVONOİDLER<br />
Karoteniodler ve flavonoidler geniş gruplardır. Bu<br />
bileşikler klorofil gibi yapraklarda bulunurlar ancak<br />
bahar ve yazın klorofil miktarı o kadar çoktur ki<br />
yüksek klorofil seviyesi, karotenoid ve flavonoidlerin<br />
yaprakta görünmesine engel olur. Klorofilin yeşil<br />
rengi ile maskeleir. Sonbaharda ise klorofil miktarı<br />
azalırken ve bu bileşiklerin renkleri ortaya çıkmaya<br />
başlar. “Peki klorofil yeşil renk verirken bu bileşikler<br />
hangi renklerin ortaya çıkmasını sağlar?” diye<br />
soracak olursanız açıklayalım: İki bileşik de sarı renk<br />
verir ama karotenoidler sarının yanında turuncu ve<br />
kırmızı renk oluşumuna da katkı sağlarlar. Aslında<br />
bu bileşikler de sonbahar mevsimi ilerledikçe<br />
ANTOSİYANİNLER<br />
Antosiyaninler aslında flavonoidlerin bir üyesidir.<br />
Karotenoidlerden farklı olarak yaprak yapısında<br />
sürekli olarak bulunmazlar. Sonbahar gelip de günler<br />
kısalmaya başlayınca antosiyanin sentezi, yapraklarda<br />
artmış halde bulunan şekerin güneş ışığı ile birleşimi<br />
sonucu başlatılır. Yapraktaki görevleri hala net<br />
olmamakla beraber ağaçların yapraklarını ufak<br />
hasarlardan korumak ve yaprakların dökülmesinden<br />
önceki zamanı uzatmaya yardımcı olabilecek şekilde<br />
koruyucu bir rolleri olabileceği konusunda fikirler<br />
ortaya atılmıştır. Peki nasıl bir renk oluşumuna<br />
katkısı var diye soracak olursanız genellikle canlı<br />
kırmızı ve morumsu renk tonlarının oluşumunu<br />
sağlarlar. Renkleri ağaç özünün asitliğinden<br />
etkilenebilir.<br />
Sonbahardaki ağaç yapraklarının renklerinin<br />
kaynağını öğrendik. Peki ya neden bazı ağaçlar<br />
yapraklarını her daim korurken bazı ağaçlar<br />
yapraklarını döker? Yaprakların düşmesine ağaç nasıl<br />
karar verir? Gelin inceleyelim...<br />
klorofil gibi bozunurlar ve azalırlar. Ama bu olay<br />
klorofilin bozunmasından çok daha yavaş bir hızla<br />
gerçekleştiğinden katkı sağladıkları renklerin<br />
yapraklarda görülmesini sağlarlar.<br />
Bu bileşiklere yapraklar dışında örnek vermemiz<br />
gerekirse havuca turuncu rengini veren betakaroten,<br />
domatese kırmızı rengini veren likopen<br />
ve yumurta sarısına rengini veren luteinden<br />
bahsedebiliriz. Bunlar en bilindik ve önemli<br />
karotenoidlerdendir. Peki başka bileşikler de var<br />
mıdır? Tabi, gelin devam edelim...<br />
Yaprak döken ağaçların yanında yapraklarını yıl boyu<br />
dökülmeden tutan ağaçlar da vardır. Bu ağaçlara<br />
“her zaman canlı” anlamına gelen “sempervivens”<br />
adı verilir. Bu tür ağaçlar genellikle soğuk iklimlerin<br />
az olduğu veya hiç olmadığı tropikal iklimlerde<br />
yetişirler. Peki bu yapraklar ömür boyu yerlerinde mi<br />
kalır? Hayır, her zaman canlı olan ağaçlar da yaprak<br />
döker ama yerlerine hemen yenisi çıkar.<br />
Soğuk iklimlerdeki ağaçların çoğu yapraksıdır.<br />
Yaprakları canlı tutmak maliyetli bir iştir ve çok<br />
enerji gerektirir. Ayrıca büyük yapraklar rüzgarlı<br />
günlerde yelken gibi davranır ve ağacı korumaya<br />
yardımcı olur. Tabi bu, kozalaklı ağaçlar soğuk kış<br />
şartlarında canlı kalamaz demek değildir. Bazı kalıcı<br />
yaprak dökmüş ağaçlar da soğuktan kurtulabilir ama<br />
bunlar nadirdir.
34<br />
“Peki ağaçlar yapraklarını dökmeye nasıl karar<br />
verir?” diye bir sorumuz da vardı. Ona gelecek<br />
olursak bu sorunun cevabı hormonlardır. Sonbahar<br />
geldiğinde ve havalar serinlediğinde klorofil<br />
seviyesinin azaldığını söylemiştik. Bu durum bir<br />
çok hormon salınımının tetiklenmesine neden olur.<br />
Bilim adamları yıllarca araştırmalarıyla, yaprak<br />
kaybına neden olan maddenin absisik asit olduğunu<br />
düşündüler ama aslında etilen ve oksin hormonlarının<br />
bu durumda çok daha etkili oldukları ortaya<br />
çıkmıştır. Bu önemli iki hormonun görevlerine kısaca<br />
bir bakalım;<br />
bir gazdır. Metionin aminoasidinden uzun bir<br />
reaksiyon zincirinden elde edilir. Bu biyosentezi<br />
karanlık arttırır ve sonbahar/kış aylarında ağaçlarda<br />
etilen üretimi azalır. Buna bağlı olarak ağaç<br />
yapraklarının düşmesine neden olurlar.<br />
Oksinler de hücre büyümesini tetikleyen<br />
hormonlardır. Sağlıklı ve yeşil yaprak bolca oksin<br />
üretir ve büyümeye devam eder. Ancak sonbahar<br />
gelip klorofil azaldığında oksin üretimi de azalır.<br />
Ağaç artık yapraklardan sinyal alamamaya başlar ve<br />
yaprağın düşmesine neden olur.<br />
Etilen, en basit alkendir. Meyve büyümesini<br />
hızlandırmakla beraber yaprak büyümesini azaltan<br />
Oksin<br />
Etilen<br />
Peki yapraklar nasıl düşer?<br />
Etilen ve oksinlerin yaprak dökülmesini<br />
tetiklemesiyle beraber yapraklar tahrip olmaya başlar<br />
ve ağaçlar yapraklara besin maddesi göndermeyi<br />
durdurur. Yaprağın alt bölümü bozunmaya başlar.<br />
Çoğu hücre kendini nasıl parçalayacağını bilir ama<br />
hücre duvarında bulunan selüloz, parçalanma<br />
konusunda zor bir maddedir. Selülozun yıkımı çok<br />
zordur. Laboratuvarda ancak asidik koşullarda<br />
Kaynaklar<br />
yıkılabilir. Bitkiler ise enzimler ve doğadan<br />
yararlanır. Yapısında bir çok glikozidik bağa sahip<br />
olan selülozu yıkmak için “glikozidaz” denilen enzimi<br />
kullanırlar. Bu enzimler doğada nadir bulunmasına<br />
rağmen çoğu bitki buna sahiptir ve hücre duvarlarını<br />
yıkabilirler.<br />
http://www.scifun.org/CHEMWEEK/AutumnColors2017.pdf<br />
http://www.compoundchem.com/2014/09/11/autumnleaves/<br />
http://www.inovatifkimyadergisi.com/sonbaharin-kimyasi<br />
https://www.chemistryworld.com/news/explainer-the-chemistry-of-autumn/1017619.article<br />
Özgenur Geridönmez<br />
Eczacı<br />
ozgenurgeridonmez@gmail.com
35<br />
ODTÜ’DE KANSERİ HIZLI TEŞHİS EDEBİLEN<br />
ÇİP GELİŞTİRİLDİ<br />
ODTÜ’lü bilim insanı Prof. Dr. Hasırcı ve öğrencisi<br />
Dr. Şen, tükürük, kan, balgam ve idrar gibi vücut<br />
sıvılarından kanserli hücrelere kısa bir sürede tanı<br />
koyabilen çip geliştirdi.<br />
Orta Doğu Teknik Üniversitesi’nin (ODTÜ)<br />
Biyomalzeme ve Doku Mühendisliği Mükemmeliyet<br />
Merkezi kurucusu Prof. Dr. Vasıf Hasırcı ve doktora<br />
öğrencisi Dr. Menekşe Ermiş Şen, tükürük, kan,<br />
balgam, idrar gibi vücut sıvılarından kanserli<br />
hücreleri çok kısa zamanda belirleyen çip teknolojisi<br />
geliştirdi.<br />
Kanserli hücrelerin çekirdeklerinin, geliştirilen<br />
mikro ve nano desenli özel plastik yüzeyler<br />
üzerine konulduğunda çok aşırı bir deformasyona<br />
uğradığının ve desenlerinin değiştiğinin keşfedildiği<br />
çalışma, ucuzluğu ve kısa sürede sonuç vermesiyle<br />
biyopsi gibi tanı sistemlerini geride bırakmaya<br />
hazırlanıyor.<br />
Biyomalzeme ve Doku Mühendisliği Derneği Başkanı<br />
ve ODTÜ Biyomalzeme ve Doku Mühendisliği<br />
Merkezi (BİOMATEN) Kurucu Müdürü Prof. Dr.<br />
Vasıf Hasırcı ve doktora öğrencisi tıp doktoru<br />
Menekşe Ermiş Şen, “mikrodesenli yüzeylerin<br />
çekirdek deformasyonuna etkisi kullanılarak kanserli<br />
hücrelerin saptanması” projesini geliştirdi.<br />
Prof. Dr. Hasırcı, kanser çipi konusundaki projelerine<br />
ilişkin AA muhabirine yaptığı açıklamada, ABD<br />
Stanford Üniversitesinden ve aynı zamanda Dr.<br />
Menekşe Ermiş Şen’in ortak tez danışmanı Prof. Dr.<br />
Utkan Demirci ile ortak yürüttükleri çalışmalarında<br />
ön patent aldıklarını, ayrıntılı bir uluslararası<br />
patent başvurularının, ODTÜ Teknokent aracılığıyla<br />
tamamlanmak üzere olduğunu bildirdi.<br />
Çalışmayı ilk olarak mikrodesenli olarak ürettikleri<br />
yüzeylerin üzerine ektikleri kanserli ve kansersiz<br />
hücrelerin çekirdeklerinin normalde yuvarlağa çok<br />
yakın olan şekillerinin değiştiğini, çatallanmaya,<br />
uzamaya başladıklarını fark ettiklerinde bu şekil<br />
değişimini ölçmeye başladıklarını bildiren Hasırcı,<br />
bir yandan da hücrelerin çekirdeklerindeki şekil<br />
değişikliğine neyin ittiğini, hücrelerin sağlık<br />
durumlarıyla bu şekil değişikliklerinin arasındaki<br />
ilişkiyi araştırmaya başladıklarını anlattı.<br />
Hasırcı, geliştirdikleri çipin maliyetinin çok düşük<br />
olduğunu belirterek, raf ömrünün de diğer kimyasal<br />
yöntemlere göre çok daha uzun olduğunu kaydetti.
36<br />
Yorum için Uzman Görüşüne İhtiyaç Kalmadı<br />
Dr. Ermiş Şen ise yazılımın, deformasyon sonrası<br />
her bir çekirdeğin yüzey alanı, çevre uzunluğu,<br />
şekil olarak bir daireye yakınlığı gibi özelliklerinin<br />
ölçülmesi ve bunların kanserli olduğu bilinen<br />
hücrelerle sağlıklı hücreleri arasında bir farklılık<br />
saptayıp saptamayacağına dayandığını belirterek,<br />
“Eğer kalabalık bir grup hücre kullanılırsa bu<br />
rakamlar kanserli grupları tanımada yüzde<br />
100, sağlıklı gruplarda ise yüzde 85 olarak<br />
hesaplanmıştır.” bilgisini paylaştı.<br />
Bu sonuçların özellikle hızlı ve ucuz bir tarama<br />
yöntemi olarak kanserli dokuyu yakalamakta<br />
daha hassas bir tanı koyma aracını geliştirmekte<br />
başarılı olduklarını gösterdiğine işaret eden Şen,<br />
“Sistemimizin çalışma prensibinde sonuçları<br />
yorumlayacak bir uzmana ihtiyaç yok.” dedi.<br />
Çip buluşlarının, önemli bilim dergilerinden<br />
Nature’un “Scentific Reports” isimli dergisinde<br />
yayımlandığını aktaran Dr. Menekşe Ermiş Şen,<br />
çalışmanın “2016 ODTÜ Prof. Dr. Mustafa Parlar<br />
En İyi Tez Ödülü”ne layık görüldüğünü de sözlerine<br />
ekledi.
37<br />
KARSİNOJEN<br />
KİMYASALLARIN<br />
İNSANLAR ÜZERİNDEKİ<br />
KANSER DEFEKTİ<br />
Karsinojen <strong>Kimya</strong>sallar dediğimiz şey aslında en<br />
yakınımızda bulanan ve sürekli içinde bulunduğumuz<br />
herkesin az çok bilgi sahibi olduğu gıda sektörünün<br />
en ölümcül ajanlarından birisidir. Çeşitli uyarıcı,<br />
renklendirici ve tatlandırıcı kimyasalların ve<br />
genellikle (E-250 benzeri E Serisi kimyasallar<br />
) hayatımızın çoğu yerinde mevcut olup sabah<br />
kalktığımızda dişimizi fırçaladığımız diş macununa<br />
kadar her yerdeler. Mikrobiyolojik anlamda yapılan<br />
araştırmalar neticesinde karsinojen yani kanser<br />
yapıcı materyallerin DNA üzerinde verdiği tahribat<br />
neticesinde regülatör sistemler üzerinde bozukluğa,<br />
hücre siklusunda döngü bozukluklarına ve aynı<br />
zamanda denatürasyon ve koagülasyonlara neden<br />
olmaktadır. En önemli tahribatlardan birisi ise hücre<br />
siklusunda verdiği tahribat neticesinde kontrol<br />
mekanizmasının bozulması ve G0 evresinden direkt<br />
olarak Apoptozis’e ( Programlanmış Hücre Ölümü)<br />
sürüklenmesi gereken hücreyi bölünme evrensindeki<br />
bir hücre haline bozuk bir mekanizmada hücre<br />
döngüsü için gerekli materyaller toplanmadan ve<br />
hücre erişkinlik kazanmadan kontrolsüz bir şekilde<br />
çoğalmalarını sağlayan (Kanser ) bu yapılar biyolojik<br />
açıdan ölümcül bir tehtitdir.<br />
Birçok kişi kanserin ana nedeninin "kimyasal"<br />
karsinojenler olduğunu düşünmektedir. Halbuki<br />
sigarayı ve içindeki çok sayıdaki maddeyi ayrı<br />
tutarsak, kanserin nedenleri içinde kimyasal<br />
karsinojenlerin oranı sanıldığı kadar yüksek değildir.<br />
Aşağıdaki şekilde kanserin ana nedenleri şematize<br />
edilmiştir
38<br />
Bir maddenin karsinojen olup olmadığı hakkında<br />
daha fazla bilgi almak için hücre kültürü ve hayvan<br />
çalışmaları gereklidir. Şu ana kadar yapay veya doğal<br />
pek çok kimyasal laboratuvar hayvanlarında test<br />
edilmiştir. Bilim insanları daha önce çalışılan benzer<br />
kimyasallarda alınan sonuçları analiz ederek de bir<br />
maddenin karsinojen olup olmadığı hakkında fikir<br />
sahibi olabilir.<br />
Laboratuvar çalışmaları her zaman bir maddenin<br />
karsinojen olduğunu tam anlamıyla açıklamasa da,<br />
bilinen tüm insan karsinojenlerinin laboratuvar<br />
hayvanlarında kansere neden olduğu görülmüştür.<br />
Laboratuvar hayvanlarında yapılan karsinojen<br />
testlerinde insanların maruz kaldığından daha<br />
yüksek dozlar kullanılır. Bu sebeple hayvan<br />
deneylerinde alınan sonuçlar çoğu zaman gerçekçi<br />
değildir. Bir başka deyişle, laboratuvar ortamında<br />
çok yüksek dozlarda karsinojenik olan bir madde,<br />
düşük dozlarda aynı etkiye sahip olmayabilir.<br />
Aynı zamanda, bir madde solunum ile alındığında<br />
gösterdiği etkiyle, deriye uygulandığında gösterdiği<br />
etki aynı değildir. Önemle vurgulamak gerekir ki<br />
laboratuvar hayvanlarıyla ve insanların fizyolojik<br />
yapıları aynı değildir, bu da aynı maddeye karşı<br />
gösterdikleri tepkinin farklı olmasını sağlar.<br />
Güvenlik nedenleri sebebiyle, yüksek dozlarda<br />
hayvanlarda kansere neden olan bir maddenin<br />
insanlarda da kansere neden olacağı kabul<br />
edilmektedir. Bir maddenin hangi dozlarda<br />
karsinojen olduğunu her zaman bilebilmek mümkün<br />
değildir. Bu sebeple en doğru yol, gereken önlemleri<br />
alarak maruziyeti azaltmaktır.<br />
İnsanlar İçin Önemli Karsinojen <strong>Kimya</strong>sallar<br />
1,3-Butadiene<br />
Chromium (VI) compounds<br />
1,2-Dichloropropane<br />
Hepatitis B virus (chronic infection with) – Hepatit B virüsü (kronik enfeksiyon ile)<br />
Hepatitis C virus (chronic infection with) – Hepatit C virüsü (kronik enfeksiyon ile)<br />
İnsan papilloma virüsü (HPV) tip 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, <strong>52</strong>, 56, 58, 59 (enfeksiyon ile birlikte)<br />
(Not: İnsanlar için karsinojen olarak sınıflandırılan HPV tipleri, Rahim ağzı (serviks) kanseri riski büyüklük<br />
sırasına göre)<br />
Human T-cell lymphotropic virus type I (HTLV-1) (infection with) - insan T hücresi lenfotropik virüs tip 1<br />
(HTLV-1) (enfeksiyon ile)<br />
Ionizing radiation (all types) – iyonize radyasyon (her tip)<br />
Nötron radyasyonu<br />
Radyum-222, 224,226,228 ve bozunma ürünleri<br />
Yapılan birçok araştırma, kanser yapıcı maddelerin<br />
(karsinojen/kanserojenlerin) bir kısmını aromatik<br />
hidrokarbonların (yani basit yapıda ki benzen<br />
ve türevlerinin) olduğunu göstermiştir. Örneğin<br />
1800’lü yılların başına doğru, bir tıp doktoru baca<br />
dumanlarından çıkan kalıntının, fareleri hasta edici<br />
bir yapıda olduğu tezini savunmuştur. 150 yıl sonra<br />
ise yapılan araştırmalar bu tezi destekleyip, kansere<br />
yol açan kimyasal maddenin ise benzopiren maddesi<br />
olduğu belirlenmiştir. Bu yüzden kanser yapıcı<br />
bu maddenin ilk sentetik olarak antitoksin olarak<br />
üretilmesine sebep olmuştur.<br />
Bu yapının esasında kanser yapıcı yanı metabolit<br />
denilen bir kimyasala yükseltgenmesidir, burada<br />
benzopiren birçok enzim tarafından karaciğerde<br />
katalizlenerek bir epoksit oluşturarak DNA ile<br />
reaksiyona girerek hücrede ölümcül olmayan bir<br />
şekilde mutasyona uğrayarak kontrol edilemeyen<br />
bir tümör hücresine sebep olur. Benzenin az bir<br />
oranı ise fazla bir etkiye sahip olmayıp yüksek<br />
bir miktarına maruz kalınması tehlikeli boyutlara<br />
getirebilir hücreyi.Kanserojen maddeler esasında<br />
oluşum aşamasında sadece birer nükleofillik<br />
reaksiyonları içine alır ve birçok alkillenme reaktifleri<br />
bu aşamada görev alırlar, burada en etkin kanserojen<br />
maddeler ise klorometil eter ve 2-kloroetildir.<br />
Kanser hücreleri bir çok yer değiştirme reaksiyonu<br />
vererek de yeni kanser hücrelerine neden olurlar.<br />
Örneğin bir dizi kanser hücresi aminlerle, tiyollerle<br />
ve karboksilli asitlerle birleşerek yeni kanser<br />
hücreleri oluştururlar, bunlarda hücrede bir dizi<br />
hastalıklara ve hücresel bozukluklara neden olurlar.<br />
Basit bir kanser yapıcı olan azotlu hardal maddesi,
39<br />
birçok tedavide kemoterapik madde olarak görev<br />
yapıp, birçok kanser hücresinin oluşmasına ve<br />
fonksiyonel biz dizi bozukluğa engel olması adına<br />
yararlı bir madde olarak karşımıza çıkar ve kanser<br />
hücrelerinden daha hızlı bölündüğünden daha kararlı<br />
bir yapıdadır ve diğer kimyasallar bu yapıya göre<br />
daha hassas ve zararlı etkiler yaratırlar.<br />
Buna bağlı olarak yaşamak zorunda olduğumuz<br />
bir dünya olduğunu unutmuyor lakin yaşamımız<br />
sağlığımız ve geleceğimiz için bu tür kimyasallarda<br />
uzak durmamız gerektiğini siz değerli okurlarımıza<br />
belirtiyoruz.<br />
Orhun Karakuş<br />
Biyolog<br />
orhun.karakus16@ogr.atauni.edu.tr
40<br />
YTÜ’LÜLERDEN KİMYADA BİRİNCİLİK<br />
<strong>Kimya</strong> alanında dünya çapında önemli kuruluşlar<br />
arasında yer alan IUPAC konferansında Yıldız Teknik<br />
Üniversitesi’nden bir ekip en iyi bilimsel çalışma<br />
ödülünü alarak birinci oldu. Ekip, “Yapılan bu<br />
çalışmanın prestijli bir ödülle taçlandırılması bizim<br />
için bir motivasyon kaynağı oldu” dedi.<br />
Dünya çapında kimya alanında önemli kuruluşlar<br />
arasında yer alan uluslararası temel ve uygulamalı<br />
kimya birliği ‘International Union of Pure and<br />
Applied Chemistry’ (IUPAC) tarafından bu yıl<br />
7’ncisi Rusya’nın başkenti Moskova’da düzenlenen<br />
‘International IUPAC Congress on Green Chemistry’<br />
konferansından Türk ekip birincilikle döndü.<br />
Kongrede Yıldız Teknik Üniversitesi’nden (YTÜ) Prof.<br />
Dr. Sezgin Bakırdere ve araştırma grubu, dokuz<br />
sözlü sunum ve üç poster sunumuyla Türkiye’yi<br />
temsil etti. IUPAC kongrelerinde geleneksel hale<br />
gelen, özgünlüğü, bilime olan katkısı ve insanlığa<br />
sağlayacağı fayda göz önünde bulundurularak<br />
organize edilen kongrede sunulan en iyi çalışmanın<br />
seçildiği bölümde jüri üyesi olarak kimya alanında<br />
dünyada bilime yön veren isimler yer aldı. IUPAC<br />
Başkanı Prof. Dr. Natalia P. Tarasova, 2020’de<br />
IUPAC Başkanı olmak üzere seçilen Prof. Dr.<br />
Christopher Brett ve Nobel ödüllü bilim insanlarının<br />
çalışma ekiplerindeki akademisyenlerin olduğu 10<br />
kişilik jüri tarafından yapılan değerlendirmede Gözde<br />
Özzeybek, Sezin Erarpat, Dotse Selali Chormey ve<br />
Prof. Dr. Sezgin Bakırdere’nin isimlerinin bulunduğu<br />
“Determination of Lead at Trace Levels in Mussel and<br />
Sea Water Samples Using Dispersive Liquid-Liquid<br />
Microextraction- Slotted Quartz Tube-Flame Atomic<br />
Absorption Spectrometry” başlıklı poster olarak<br />
sunulan çalışma en iyi bilimsel çalışma ödülünü<br />
almaya hak kazandı.
41<br />
Motivasyon Kaynağı Oldu<br />
Ödül alan çalışmayla insan sağlığı açısından son<br />
derece tehlikeli sonuçlar doğurabilecek kurşun<br />
elementinin deniz suyu ve midye örneklerinde çok<br />
düşük seviyelerde tayinlerine yönelik özgün bir<br />
analitik yöntem geliştirildiğini belirten araştırma<br />
ekibi, Türkiye’yi başarılı bir şekilde temsil ettikleri<br />
için gurur duyduklarını söyledi. Geliştirilen yöntemle,<br />
kurşun elementinin deniz suyu ve midyede olup<br />
olmadığı, milyon dolarlık cihazların yerine daha<br />
düşük bütçeli çalışmalarla görülebilecek. Prof. Dr.<br />
Sezgin Bakırdere, “Türkiye’de bolca tüketilen midye<br />
örneklerinde çok eser seviyelerde bile bulunduğunda,<br />
geliştirilen yöntemle kurşun tayini yapılabilecek.<br />
Yediğimizin içerisinde bizi bekleyen tehlike var<br />
mı? Kurşun var mı? bakılabilecek. Bu çalışmanın<br />
prestijli bir ödülle taçlandırılması bizim için bir<br />
motivasyon kaynağı oldu” dedi. Ülke menfaatleri<br />
ve öncelikleri doğrultusunda çalışmalarına yön<br />
vereceklerini vurgulayan Prof. Dr. Bakırdere, daha<br />
azimli ve umutlu bir tutumla çalışmalarına devam<br />
edeceklerini belirtti. Lisans dördüncü sınıfta boş<br />
vakitlerini laboratuvarda değerlendirdiklerini anlatan<br />
Gözde Özzeybek, bu ödülle hiçbir emeğin boşa<br />
gitmeyeceğini ve yapılan her iyi işin bir gün takdir<br />
göreceğini ifade etti.
42<br />
GÜNÜMÜZÜN<br />
VAZGEÇİLMEZİ<br />
BOR<br />
Bor, periyodik tabloda B simgesi ile gösterilen,<br />
atom numarası 5, atom ağırlığı 10,81 olan metalle<br />
ametal arası yarı iletken özelliğe sahip bir elementtir.<br />
Periyodik cetvelin 3A grubunun ilk ve en hafif<br />
üyesidir. Temel hal elektron konfigürasyonu 1s 2<br />
2s 2 2p 1 şeklindedir.<br />
Bor, bileşiklerinde metal dışı bileşikler gibi davranır<br />
ancak farklı olarak saf bor, karbon gibi elektrik<br />
iletkenidir. Kristalize bor, görünüm ve optik<br />
özellikleri açısından elmasa benzer ve neredeyse<br />
elmas kadar serttir. Borun saf elementi ilk kez,<br />
1808 yılında Fransız kimyager J.L. Gay-Lussac ve<br />
Baron L.J. Thenard ile İngiliz kimyager H. Davy<br />
tarafından elde edilmiştir.<br />
Bor, yeryüzünde toprak, kayalar ve suda<br />
yaygın olarak bulunan bir elementtir. Yüksek<br />
konsantrasyonda ve ekonomik boyutlardaki bor<br />
yatakları, borun oksijen ile bağlanmış bileşikleri<br />
olarak daha çok Türkiye ve ABD’nin kurak,<br />
volkanik ve hidrotermal aktivitesinin yüksek olduğu<br />
bölgelerde bulunmaktadır. Ülkemizin bilinen bor<br />
Bor ve Kullanım Alanları<br />
Çeşitli metal veya ametal elementlerle yaptığı<br />
bileşiklerin gösterdiği farklı özellikler, bor<br />
bileşiklerinin birçok endüstride kullanılmasına<br />
olanak sağlamaktadır. Endüstride bor; cam ve<br />
seramik sanayi, deterjan ve kozmetik sanayi, alev<br />
geciktiriciler, tarım, metalürji, sağlık, çimento ve<br />
enerji sektöründe kullanılmaktadır. Örneğin bor<br />
sağlık sektöründe, osteoporoz tedavilerinde, alerjik<br />
madeni yatakları Batı Anadolu'da; Eskişehir-Kırka,<br />
Kütahya-Emet, Bursa-Kestelek ve Balıkesir-<br />
Bigadiç'te bulunmaktadır. Türkiye toplam 3,3<br />
milyar ton rezerv miktarı ile dünya toplam bor<br />
rezervi sıralamasında %73'lük pay ile ilk sırada yer<br />
almaktadır.<br />
hastalıklarda, psikiyatride, kemik gelişiminde<br />
ve artiritte, menopoz tedavisinde aktif olarak<br />
kullanılmaktadır. Ayrıca kesinleşmiş bir tedavi<br />
olmamakla birlikte Bor Nötron Yakalama Tedavisi<br />
(BNCT) ile sağlıklı hücrelere zarar vermeden kanserli<br />
hücrelerin imha edilmesinde görev alan bor elementi,<br />
kanser tedavisinde yeni bir umut olmuştur.
43<br />
Bor ve bileşikleri, katkı maddesi olarak da birçok<br />
alanda kullanılmaktadır. Petrol teknolojisinde<br />
boratlar, sondaj çukurlarında çimentonun<br />
donmasında bir polimer çapraz bağlayıcı veya bir<br />
geciktirici olarak işlev görmektedir. Perboratlar ise<br />
Bor ve Enerji<br />
polimer kalıntılarının bozunmasına ve giderilmesine<br />
yardımcı olurlar. Bor bileşiklerinin endüstride<br />
bir diğer kullanışlı uygulaması alüminyum ve<br />
magnezyum metallerinin oksidasyonunu önlemektir.<br />
Borun enerji bağlamında kullanımı aşağıdaki başlıklar altında incelenebilir.<br />
Bunlar:<br />
• Hidrojen taşıyıcı,<br />
• Lityum iyon pillerinde iyileştirme,<br />
• Doğrudan yakıt (Elementer Bor),<br />
• Güneş panellerinde verim artışı,<br />
• Üretimde enerji tasarrufu ve karbon salımında azalma (çimento, seramik, cam, metalurji vb. sektörlerde),<br />
• MgB 2<br />
süper iletken (sıfır kayıpla enerji nakli) dir.<br />
Hidrojen Üretimi ve Adsorplayıcısı Olarak Sodyum Borhidrür<br />
Yenilenebilir enerjiye geçme adına birçok yöntem<br />
kullanılmaktadır. Bunlar arasında; güneş, rüzgar,<br />
jeotermal kaynaklar, hidroelektrik ve hidrojen<br />
enerjisini saymak mümkündür. Hidrojen, yakın<br />
gelecekte en değerli ve "yeşil" enerji kaynaklarından<br />
biri olarak düşünülmektedir. Bir enerji kaynağı<br />
olarak kullanılmasıyla ilgili en büyük sorun depolama<br />
ve nakliye ile ilgili tehlikelerdir. Uygulanabilir<br />
bir çözüm elde etmek için kapsamlı araştırmalar<br />
sürmektedir. Olası hidrojen kaynağı olarak pek<br />
çok hidrür ve diğer hidrojen içeren malzemeler<br />
arasında, metal borhidrürler hafifliği ve kararlılığı<br />
nedeniyle eşsiz bir seçim olmuştur. Hidrojen<br />
üretimi ve adsorplayıcısı olarak sodyum borhidrür,<br />
hidrojenin yakıt olarak kullanılmasının yaygınlaşması<br />
ile birlikte enerji alanında önemli bir role sahip<br />
olacaktır. Sodyum borhidrür, su ile oda sıcaklığında<br />
yüksek basınç olmaksızın reaksiyona girmekte<br />
ve hidrojen üretmektedir. Bu reaksiyon, kontrol<br />
edilebilir bir ısı salmakta ve zararlı yan ürün ortaya<br />
çıkarmamaktadır. Bu reaksiyon aşağıdaki gibidir:<br />
NaBH 4(çöz)<br />
+2H 2<br />
O-----katalizör----->4H 2<br />
+NaBO 2(çöz)<br />
+ısı<br />
Yakıt Pillerinde Sodyum Borhidrür<br />
Sodyum borhidrür, hidrojeni depolama özelliğinin<br />
yanı sıra, yakıt pillerinde doğrudan yakıt olarak da<br />
kullanılabilmektedir. Yakıt pilleri çok sayıda avantajlar<br />
sağlamasına karşın henüz membran geliştirme ve katalizör<br />
miktarını düşürme gibi performans artırıcı ve maliyeti<br />
düşürücü araştırmaların yapılması gerekmektedir.<br />
Yakıt olarak gaz hidrojen yerine bor hidrür kullanılan<br />
metodun birçok avantajları vardır. Her şeyden önce<br />
depolama problemi çözülmüş olup hareketli uygulamalar<br />
için, tehlikeli yüksek basınç silindirleri veya sıvı hidrojen<br />
durumu için soğutulan enerji tüketim aparatları gibi özel<br />
aletlere gerek kalmamıştır. Bu noktada sodyum borhidrür<br />
hacimsel ve ağırlıkça hidrojen depolama kapasitesinin<br />
yüksek olması nedeniyle iyi bir alternatif olarak ön plana<br />
çıkmaktadır. Yakıt pillerinde sodyum borhidrür doğrudan<br />
ya da yakıt pili dışında istendiğinde hidrojen üretimi olmak<br />
üzere başlıca iki şekilde kullanılabilmektedir.
44<br />
Lityum İyon Pilleri<br />
Cep telefonlar, taşınabilir müzik çalarlar, taşınabilir<br />
bilgisayarlar gibi elektronik cihazlarda enerji<br />
depolayıcı parçalarda kullanılan lityum iyon pilleri<br />
geleceğin akıllı teknolojileri olarak görülmektedir.<br />
Lityum iyon pillerinde bor katkısı ile pilin yanma<br />
Güneş Panelleri<br />
Güneş enerjisi, güneşin çekirdeğinde yer alan füzyon<br />
süreci ile (hidrojen gazının helyuma dönüşmesi)<br />
açığa çıkan ışıma enerjisidir. Güneş enerjisinden<br />
yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle<br />
1970'lerden sonra hız kazanmış, güneş enerjisi<br />
sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet<br />
bakımından düşme göstermiş, çevresel olarak temiz<br />
bir enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir.<br />
Güneş enerjisi teknolojileri yöntem, malzeme ve<br />
teknolojik düzey açısından Fotovoltaik ve ısıl güneş<br />
teknolojileri olarak iki ana grupta incelenmektedir.<br />
Fotovoltaik hücreler denen yarı-iletken malzemeler<br />
güneş ışığını doğrudan elektriğe çevirirler. Isıl<br />
sistemde ise öncelikle güneş enerjisinden ısı<br />
elde edilir daha sonra bu ısı elektrik üretiminde<br />
kullanılabilir.<br />
ve patlama özelliklerinin azaltılması, kimyasal<br />
ve elektrokimyasal dayanıklılığının arttırılması<br />
gibi özellikler üzerinde halen çalışmalar devam<br />
etmektedir<br />
Güneş panellerinde yaygın olarak kullanılan<br />
fotovoltaik hücre yapısının oluşması için P ve N<br />
tipi yarı-iletken birleşimi gerekmektedir. P tipi<br />
yarıiletken elde etmek için saf silikon kristaline<br />
periyodik tablonun 3A grubunda yer alan bir<br />
element (Bor, Gelyum, İndiyum vb.) çok düşük<br />
konsantrasyonlarda ilave edililir. Silikon kristali<br />
içerisine bor ilave edilirse, borun 3 adet valans<br />
elektronu ile silisyum 4 adet valans elektronu kendi<br />
aralarında kovalent bağ yapar ve silikon atomuna ait<br />
bir valans elektronu boşta kalır. Silikon atomunun<br />
boşta kalan valans elektronu, komşu bor atomunda<br />
bulunan boşluğu doldurur. Böylece, silikonun kristal<br />
yapısı içerisinde 1 elektron eksikliği meydana gelir ve<br />
pozitif yük taşıdığı varsayılır. Bu tür maddelere de 'p<br />
tipi' ya da 'alıcı' katkı maddeleri denmektedir.<br />
Kaynaklar<br />
• N. S. Hosmane, Boron Science- New Technologies and Applications, CRC Press, New York (2012)<br />
• E. G. Camparia, M. Bianchib, L. Tomesanib, Boron as a storage medium for solar energy, Energy Procedia<br />
126 (201709) 541–548.<br />
• http://www.boren.gov.tr/en/boron/boron-element<br />
• http://www.tcichemicals.com/en/us/product/tci-topics/ProductHighlights_20131209.html<br />
Elif Gül<br />
<strong>Kimya</strong> Mühendisi<br />
elfgl2411@gmail.com
45<br />
TÜRK ARAŞTIRMACILAR BOR'DAN<br />
YENİ BİR ENERJİ KAYNAĞI ÜRETTİ<br />
Balıkesir’deki Ar-Ge şirketindeki araştırmacılar, bor<br />
madenini saflaştırarak yeni bir enerji kaynağı üretti.<br />
Yeşil enerji olarak bilinen yeni kaynak doğalgaz ve<br />
petrolden daha ucuz.<br />
Balıkesir’in Edremit ilçesinde bulunan bir Ar-<br />
Ge firması bir süredir kullandığı ileri teknoloji<br />
ekipmanları ile bölgedeki bor madenlerinden elde<br />
edilen boru işliyordu. Yurt içinde ve yurt dışında<br />
önemli başarılara imza atan iş adamı/mucit Faruk<br />
Durukan’ın sahibi olduğu firma şimdi ise çalışmalarını<br />
bir adım daha ileri taşıyarak ”yeşil enerji” olarak<br />
Petrol ve Doğalgazdan Daha Ucuz<br />
Faruk Durukan’ın açıklamalarına göre bor madeninin<br />
saflaştırılmasıyla elde edilen sıfır değerli ara eleman<br />
yeni enerji kaynağında kullanılıyor. Durukan ve ekibi,<br />
bu ara elemanın yer aldığı ve literatürde etil borat<br />
olarak yer alan ancak dünyanın yeşil enerji olarak<br />
tanıdığı enerji türünü Balıkesir’deki ileri teknoloji<br />
laboratuvarlarında üretmeyi başardı. Durukan,<br />
yeşil enerjinin; petrol, doğalgaz gibi diğer enerji<br />
kaynaklarına kıyasla çok daha düşük maliyetle elde<br />
edilebildiğini kaydetti.<br />
Dışarıdan hiçbir destek almadan tamamen kendi<br />
bilinen bor türevli yeni bir enerji kaynağı üretti.<br />
Petrol ve doğalgazdan çok daha ucuz bir şekilde<br />
elde edilen ve dünyadaki bor rezervlerinin yüzde<br />
72’sine sahip olan Türkiye için son derece kullanışlı<br />
ve önemli olan yeni enerji kaynağıyla ilgili ilk bilgileri<br />
Faruk Durukan aktardı. Bor madenini saflaştırarak<br />
elde edilen sodyumpentaborat ara elemanını sıfır<br />
dereceye kadar indirmeyi başaran Durukan ve ekibi,<br />
saflaştırılan her değerde farklı bir alanda kullanılmak<br />
üzere ara eleman haline gelen bor madeninin bilinen<br />
14 şeklinden 8’ini işleyebiliyor.<br />
kaynakları ile yeşil enerjiyi ürettiklerini açıklayan<br />
Durukan, Türk Ar-Ge’sini dünya çapında söz sahibi<br />
bir hale getirmeyi ve insanlığa yararlı ürünler ortaya<br />
koymayı amaçladıklarını dile getirdi. Ekip olarak yeni<br />
enerjiler üzerine çalışmalarını yoğunlaştırdıklarını<br />
ifade eden Durukan, yapılan çalışmanın yeşil enerji<br />
için bir ön çalışma niteliğinde olduğunu söyledi. Bu<br />
yaptığımız çalışma, etil borattır. Yeşil enerji denilen<br />
bir enerjidir bu.” diyen Durukan, asıl amaçlarının<br />
hidrojen enerjisini absorbe etmek olan bor hidrür<br />
çalışmasını gerçekleştirmek olduğunu ekledi.
46<br />
Hidrojene Yönelecekler<br />
Geleceğin enerjisinin hidrojen olduğunu söyleyen Durukan, çalışmalarının ikinci aşamasında hidrojene<br />
yöneleceklerini açıkladı. Hidrojen üzerinde halihazırda önemli gelişmeler kaydettiklerini ifade eden Durukan,<br />
”Hidrojen, eksi 180 derecede ancak durdurulabilirken, bizim elde ettiğimiz bor hidrür isimli malzeme ile<br />
artık oda sıcaklığında bile hidrojeni tutabiliyor, absorbe ettirebiliyoruz” dedi.
47<br />
ENZİM İNHİBİSYONU<br />
TEMELLİ BİYOSENSÖRLER<br />
1. Biyosensör<br />
<strong>Kimya</strong>sal bileşiklere ya da iyonlara seçici ve tersinir<br />
şekilde cevap veren, derişime bağımlı elektriksel<br />
sinyale cevap veren küçük cihazlara sensör denir. Bu<br />
sensörlerin yapılarına enzim, DNA, doku, antikor gibi<br />
biyolojik maddelerin eklenmesiyle biyosensör adını<br />
alırlar. Biyosensör 3 temel bölümden oluşur. Bunlar;<br />
analit (biyoajan/ biyomolekül), transduser (çevirici)<br />
ve elektronik kısımdır. Biyosensör temel olarak;<br />
analiz edilecek maddenin biyosensör yüzeyindeki<br />
biyoajan ile etkileşmesi soncunda transduser<br />
yüzeyindeki analit miktarıyla orantılı olarak sinyal<br />
üretmesi ve bu sinyalin ölçüm cihazına iletilmesi<br />
ilkesine dayanır.<br />
İyi bir biyosensör;<br />
- Seçici<br />
- Hızlı ve sürekli<br />
- Duyarlı<br />
- Kararlı<br />
- Uzun ömürlü olmalıdır.<br />
Biyosensörde tayin edilebilecek analit, kullanılacak<br />
biyobileşen ve transduserler;<br />
Analit<br />
Enzimler<br />
Antikorlar<br />
Mikrobiyal hücreler<br />
Gazlar<br />
İyonlar<br />
Metabolitler<br />
Mikroorganizmalar<br />
Proteinler<br />
Biyobileşen<br />
Hücreler<br />
Reseptörler<br />
Antikorlar<br />
Antijenler<br />
Membranlar<br />
Enzimler<br />
Organizmalar<br />
Dokular<br />
Transduser<br />
Elektrokimyasal<br />
-Amperometrik<br />
- Potansiyometrik<br />
-Kondüktometrik<br />
Termal<br />
Optik<br />
Piezoelektrik
48<br />
Biyosensörün tarihi; 1950’ li yıllarda Clark’ ın<br />
ameliyat esnasında kanın O 2<br />
miktarını elektrot ile<br />
izlemesiyle başlar. 1962 yılında Clark ve Lyons<br />
glukoz oksidaz enzimini O 2<br />
elektrodu ile kombine<br />
ederek kandaki glukoz miktarını ölçmesiyle devam<br />
eder. Yaptıkları çalışmada; biyolojik sıvıdaki glukoz<br />
ve oksijen elektrotun etrafındaki membranı geçerek<br />
2. Enzim Temelli Biyosensörler<br />
Transduser yüzeyinde farklı immobilizasyon<br />
teknikleri tarafından enzim immolize edilen sistem<br />
en yaygın olarak kullanılan yöntemlerdendir.<br />
İmmobilize enzim, bir alt tabaka (varsa) ile<br />
substrat veya analitik yoldan bir madde tüketir<br />
ve ürünü oluşturur. Biyosensörün yanıtı, ya ortak<br />
substrat tüketimi ya da ürün verimi olarak ölçülür.<br />
Basit, taşınabilir olmanın ve sürekli çalışabilen<br />
bir konfigürasyonun avantajlarına sahip olmasına<br />
rağmen, bu biyosensörlerin çevresel izlemeye<br />
uygulandıklarında bazı sınırlamaları vardır. En<br />
büyük dezavantajı, enzim için alt tabaka olarak işlev<br />
görebilen sınırlı çevre kirleticileri sayısını ve yüksek<br />
tespit sınırlarını içermesidir.<br />
elektrot yüzeyine ulaştığında glukoz oksitlenerek<br />
glukonik asite yükseltgenir ve bu sırada O 2<br />
harcanır.<br />
Ortamdaki glukoz bittiğinde O 2<br />
tüketimi durur. O 2<br />
elektrodu ile başlangıçtaki ve reaksiyon sonucundaki<br />
çözünmüş O 2<br />
miktarı ölçülür. Aradaki fark<br />
kullanılarak kandaki glukoz miktarı hesaplanır.<br />
özellikle immobilize enzimle etkileşime giren ve<br />
biyokatalitikliğini inhibe eden özelliklerinin dolaylı<br />
izlenmesi alternatiftir. Bu inhibitörler ya enzim ya<br />
da enzim-substrat kompleksine ve ayrıca enzimatik<br />
tepkimelere müdahale eder. Dolaylı izlemenin yararlı<br />
yönü, enzimlerin çoğunun çok düşük bir inhibitör<br />
konsantrasyonuna duyarlı olması, böylece biyosensör<br />
hassasiyetini arttırmasıdır. Ancak analiz edilecek<br />
numunede diğer bazı inhibitör tiplerinin varlığı enzim<br />
aktivitesini inhibe edebilir ve bu nedenle beklenmedik<br />
sonuçlara neden olabilir. Bu tür biyosensörler,<br />
analiz edilecek analitin yanı sıra bir miktar substrat<br />
gerektirir ve bu nedenle biyosensörün genel<br />
tasarımını zorlaştırır.<br />
Madde veya inhibitörlerin değerlendirilmesine<br />
2.1. Enzim İnhibisyonu: Tersinir İnhibisyon<br />
Tersinir inhibisyon, enzimle inhibitörlerin yüksek<br />
oranda birleşme ve ayrışması ile tanımlanır. Tersinir<br />
inhibisyona dayalı biyosensör tekrar tekrar rejenere<br />
edilebilir ve bu yüzden"çoklu kullanımlı biyosensör"<br />
olarak adlandırılabilir. Ancak, enzim inhibisyonuna<br />
dayalı biyosensörlerin tepkisi farklı alanlarda
49<br />
incelendiğinden dolayı her taramada önemli derecede<br />
farklılık gösterebilir. Glikoz oksidaz, üreaz, tirozinaz<br />
2.2. Enzim İnhibisyonu: Tersinmez İnhibisyon<br />
ve kolinesteraz gibi enzimler biyosensör gelişiminde<br />
yaygın şekilde kullanılmıştır.<br />
Tersinmez inhibisyon, enzime kovalent olarak bağlanır ve enzim-inhibitör kompleksinden serbest enzime<br />
dönüş söz konusu değildir. Enzim kalıcı olarak etkisiz hale getirildiğinden, geri döndürülemez inhibisyona<br />
dayalı biyosensör “Tek kullanımlık biyosensör” olarak adlandırılabilir. Ancak, spesifik olmayan tedavilerin<br />
bazıları aşırı pH ve sıcaklığın bütün proteinin yapısını tahrip ettiği yerlerde, geri dönüşümsüz inhibisyon geri<br />
dönüşümsüz enzim inaktivasyonundan farklıdır.<br />
İnhibitör Tipi Bağlanma Bölgesi Kinetik Etkileri<br />
Yarışmalı İnhibitör<br />
• İnhibitör, alt tabaka Vmax değişmez, Km artar<br />
yapısına çok yakın olması<br />
nedeniyle enzime, yani<br />
aktif bölgenin substrat<br />
bağlama bölgesine<br />
yarışmalı olarak bağlanır.<br />
• İnhibisyon, substrat<br />
konsantrasyonunun<br />
inhibitörle rekabet<br />
etmediği bir seviyeye<br />
arttırılmasıyla tersine<br />
çevrilebilir.<br />
Yarışmalı Olmayan İnhibitör<br />
• İnhibitör, aktif bölgeden<br />
tamamen farklı olan<br />
enzim üzerindeki bir<br />
bölgeye bağlanır.<br />
• Bu inhibisyon, substrat<br />
konsantrasyonunun<br />
arttırılmasıyla tersine<br />
çevrilebilir, çünkü<br />
bağlama bölgeleri hem<br />
inhibitör hem de substrat<br />
için farklıdır.<br />
Vmax azalır, Km değişmez<br />
Yarışmasız İnhibitör<br />
• İnhibitör sadece<br />
Enzim-Substrat (ES)<br />
komplekslerine bağlanır.<br />
• Bu enzim-inhibitörsubstrat<br />
kompleksi<br />
(ESI), enzimde yapısal<br />
değişiklikler nedeniyle<br />
ürün oluşturamaz.<br />
Hem Vmax hem de Km azalır<br />
Tablo: İnhibitörlerin farklı bağlanma mekanizmalarının ve bunların enzim kinetiğine etkilerinin<br />
karşılaştırılması
50<br />
Farklı inhibitör tiplerinin varlığında ve yokluğunda göreli oranı gösteren reaksiyon hızı substrat<br />
konsantrasyonu grafiği.<br />
2.3. Enzim İnhibisyonu Temelli Biyosensör Örnekleri<br />
Glukoz Oksidaz İnhibisyonu<br />
Glikoz oksidaz, glikozun hidrojen peroksit ve<br />
glukonolaktona oksidasyonunu katalizleyen bir<br />
oksidoredüktazdır. Clark tarafından glikozun<br />
saptanması için geliştirilen ilk biyosensör, enzim<br />
glikoz oksidaz üzerine kurulmuştur. Bununla birlikte,<br />
enzimin inhibisyonuna değil, oksijen tüketimine<br />
dayandırılmıştır.<br />
Tirozinaz İnhibisyonu<br />
Monofenol monoksigenaz olarak da bilinen tirozinaz, tirozin<br />
gibi fenollerin oksidasyonunu katalize eden bir bakır içeren<br />
enzimdir. Son yıllarda, farklı inhibitörler tarafından tirozinaz<br />
enzim aktivitesinin inhibisyonuna dayanan birçok biyosensör<br />
geliştirilmiştir. Geliştirilen biyosensörler genellikle böcek ilacı,<br />
gıda koruyucuları ve florürlerin tayini için kullanılmaktadır.
51<br />
Üreaz İnhibisyonu<br />
Üreaz, üreyi amonyak ve karbondioksit içine hidrolizi<br />
katalizleyen bi- metalik bir enzimdir. Üreaz enziminin<br />
aktivitesinin inhibisyonuna dayalı olarak, farklı dönüştürücü<br />
tipleri kullanılan birkaç biyosensör bulunmaktadır. Bu<br />
biyosensörler çoğunlukla bakır, kadmiyum, krom, kurşun<br />
ve cıva gibi ağır metallerin tayini için kullanılmıştır.<br />
Kolinesteraz İnhibisyonu<br />
Kolinesteraz nörotransmiter asetilkolin enzimi, kolin ve<br />
asetik asit üretimi ile sonuçlanan katalize enzimler ailesidir.<br />
Kaynaklar<br />
Lata Sheo Bachan Upadhyay & Nishant Verma, 2013. Enzyme Inhibition Based Biosensors: A Review,<br />
Analytical Letters, 46:2, 225-241 (http://dx.doi.org/10.1080/00032719.2012.713069).<br />
Li, Yanbin, 2006. Section 2.3 Biosensors, pp. <strong>52</strong>-93, of Chapter 2 Hardware, in CIGR Handbook<br />
of Agricultural Engineering Volume VI Information Technology. Edited by CIGR--The International<br />
Commission of Agricultural Engineering; Volume Editor, Axel Munack. St. Joseph, Michigan, USA: ASABE<br />
(doi:10.13031/2013.21666).<br />
Ramsay, G., 1998. Editor, Commercial Biosensors: Applications to Clinical, Bioprocess, and Environmental<br />
Samples, Wiley Interscience .<br />
http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1CF3<br />
http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=5M8L<br />
http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1FWJ<br />
http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1P0I<br />
Leyla Yeşilçınar<br />
<strong>Kimya</strong>ger<br />
leylayasilcinar@stu.comu.edu.tr
<strong>52</strong><br />
ANTEP FISTIĞININ KABUĞU İÇİN<br />
İLAÇ ÇALIŞMASI<br />
Harran Üniversitesi, Antep fıstığının kırmızı yumuşak<br />
kabuğu ilaç sanayisinde kullanılması için proje<br />
hazırladı.<br />
Harran Üniversitesi (HRÜ) Mühendislik Fakültesi<br />
Gıda Mühendisliği Bölümünce, taze Antep fıstığının<br />
kırmızı yumuşak kabuğu ile menengiç ağacından<br />
elde edilen reçinenin, ilaçsanayisinde kullanılması için<br />
proje hazırlandı.<br />
Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü<br />
Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Eyyüp Karaoğul,<br />
AA muhabirine yaptığı açıklamada, yürüttükleri<br />
çalışmalarda, Antep fıstığının kırmızı yumuşak<br />
kabuğunun antikanserojen etkisinin bulunduğunu<br />
tespit ettiklerini söyledi.<br />
“Bölgemiz Antep fıstığı ile menengiç için çok uygun<br />
koşullara sahip. Bazı bölgelerde menengiç ağacına<br />
Antep fıstığı aşısı yapılarak değerlendirilmeye<br />
çalışılıyor. Biz de bir süre önce GAP Bölge Kalkınma<br />
İdaresi Başkanlığına ‘Menengiç ağacında bulunan<br />
hem sakızın hem de uçucu yağın ekonomiye<br />
kazandırılması ve pazar potansiyelinin geliştirilmesi’<br />
projesini sunduk. Amacımız, menengiç ağaçlarının<br />
gövde kısmından reçine elde etmek. Elde edilen<br />
reçine içinde var olan damla sakızı ve uçucu yağı<br />
birbirinden izole edeceğiz. Hem damla sakızı hem<br />
de uçucu yağ, kozmetik ve ilaç sektöründe ve<br />
antioksidan özelliğinden dolayı kanser ilaçlarında<br />
kullanılacak. Özellikle gıda katkı maddesi olarak raf<br />
ömrünü uzatması için kullanılacak.”<br />
Fıstığın yumuşak kabuğunun değerlendirilmediğini<br />
belirten Karaoğul, çöpe atılan kırmızı kabukların<br />
antioksidan madde içermesi ve kanser önleyici<br />
özelliğe sahip olması nedeniyle ilaç sanayisinde<br />
kullanılmasının uygun olduğunu anlattı.<br />
Antep fıstığı üretiminde Şanlıurfa’nın önemli bir yere<br />
sahip olduğunu dile getiren Karaoğul, şöyle devam<br />
etti:
53<br />
Fıstığın Kabuğu Yüzde 37 Antioksidan İçeriyor<br />
Karaoğlu, fıstığın kırmızı yumuşak kabuğunun<br />
değerlendirilmeden çöpe atıldığına dikkati çekerek,<br />
“Taze fıstığın kırmızı kabuğu yoğun antioksidan<br />
barındırıyor ve yüksek miktarda kanser önleyici<br />
madde bulunduruyor. Yaptığımız analizlerde Antep<br />
fıstığının kabuğunda yüzde 37 oranında antioksidan<br />
asit tespit ettik.” dedi.<br />
Projenin Türkiye’de ilk olduğunu aktaran Karaoğul,<br />
Antep fıstığı ile ilgili çalışmalarını yıl içinde Konya’da<br />
düzenlenen 1. Uluslararası Tıbbi ve Aromatik<br />
Bitkiler Sempozyumu’nda menengiç reçinesi ile ilgili<br />
çalışmalarını ise KKTC’de düzenlenen 3. Uluslararası<br />
Tıbbi ve Aromatik Bitkiler Sempozyumu’nda<br />
sunduklarını aktardı.<br />
Karaoğul, “Taze Antep fıstığının yumuşak kabuğu,<br />
ilaç sanayisinde özellikle de kanser ilacı yapımı için<br />
çok uygun. Çöpe atılan bir maddeyi katma değeri<br />
yüksek bir mühendislik maddesine dönüştürmüş<br />
olacağız. Çalışmamızda antioksidan maddeye uçucu<br />
yağı da katarak mikroenkapsülasyon yapacağız. Bu<br />
ürün gıda katkı maddesi, gıda koruyucusu, kozmetik<br />
sektöründe ve kanser önleyici olarak piyasada<br />
tüketilmekte. Uçucu yağı ayırdığımızda da kalan<br />
kolofan kısmı da gıda sektöründe kullanılan damla<br />
sakızı olarak kıvam artırıcı, kıvam verici, gıdaların<br />
raf ömrünün uzatılmasında değerlendirilecek.<br />
Yani çiftçimize yeni bir iş sahası oluşmuş olacak.”<br />
ifadelerini kullandı.<br />
Türkiye’de üretilen uçucu yağların, yoğun talep<br />
dolayısıyla yurt dışına ihraç edildiğini aktaran<br />
Karaoğul, şunları kaydetti:<br />
“Türkiye’de genellikle Isparta yöresinde gül<br />
yağı, Hatay bölgesinde ise defne ve kekik yağı<br />
üretilmekte. Bölgemizde ise var olan potansiyelimiz<br />
değerlendirilmemekte. Bölgemizde menengiç<br />
ağacının reçinesinden uçucu yağ üretilecek. Bu<br />
projeyle yüksek fiyat potansiyeli olan menengiç<br />
sakızının uçucu yağı bölge halkına, köylüsüne ve<br />
tüccarına yeni bir iş potansiyeli ve sahası sunması<br />
bakımından çok önemlidir. Uçucu yağların kilogram<br />
fiyatı piyasada ortalama 500-1000 lira. Yani geliri<br />
fıstıktan daha yüksek. Bölge çiftçisi bu ürüne<br />
yönelirse kazancı daha da çok olacak. Bölge buna çok<br />
uygun, yeni bir iş sahası açılmış olacak.”
Potasyum dikromatın doygun sulu<br />
çözeltileri bilimin güzelliği olan bu<br />
kristalleri oluşturmaktadır. Bu durumda<br />
kristaller bir lam üzerine damlacık çözeltisi<br />
şeklinde konulur. Su gibi buharlaştırılmış,<br />
küçük kristaller ilk olarak damlacık<br />
içerisinde oluşurlar. Kristalizasyon<br />
sürecinde hızlandırılmış fotoğraf tekniği<br />
kullanılmıştır.