Gerçek Örneklerde Kalay (IV) İyonlarının Analizi için NIR Bölgede Absorpsiyon/Emisyon Yapan Kromenilyum-Siyanin Tabanlı Yeni Floresans Sensörlerin Geliştirilmesi, Hücre İçi Uygulamaları, RGB ve Mikrojel Tabanlı Aygıt Tasarımı


Yılmaz İ., Ejder N. (Araştırmacı), Tüzün N., Yavuz Ö., Alçay Y., Gelir A.

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Proje Grubu: Fen ve Mühendislik
  • Başlangıç Tarihi: Mayıs 2026
  • Bitiş Tarihi: Mayıs 2028

Özet

Ağır metallerden, kalay (Sn), hem olumlu hem de olumsuz etkileri olan insan ve hayvan yaşamı için hayati bir eser elementtir ve genellikle çevrede düşük konsantrasyonlarda bulunur. Vücuttaki kalay birikimi gastrointestinal şikayetlere (bulantı, karın krampları ve kusma ve ishal gibi), bağışıklık sistemi arızalarına, kromozomal hasara, idrara çıkma sorunlarına, uyuşukluğa, mide sorunlarına, karaciğer yetmezliğine, cilt ve göz tahrişi, baş ağrısı ve nefes darlığına sebep olmaktadır. Bu nedenlerden dolayı, insan sağlığını ve ekosistemi ciddi anlamda tehdit eden kalayın sahada sürekli ve anlık olarak izlenmesi için yüksek seçiciliğe/hassasiyete sahip ve uygulaması pratik florometrik ve kolorimetrik yöntemlere ve analiz kitlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu projenin amacı; çevresel ve biyolojik ortamlarda Sn4+ iyonlarının analizi için indolin halkası içeren kromelinyum-siyanin tabanlı, NIR bölgede absorpsiyon ve emisyon yapan, fotokararlı ve yüksek seçiciliğe/hassasiyete sahip yeni floresans sensörleri geliştirmek, kuantum mekanik hesaplamalarla deneyleri tamamlayacak şekilde derinlemesine incelemek, RGB ve jel tabanlı pratik bir aygıt geliştirmektir. Projenin özgün değerleri: (i) tasarlanan indolin halkası içeren kromelinyum-siyanin tabanlı tüm Sn4+-kemosensörler (TINIR1, TINIR2 ve TINIR3) orijinal nitelikte olup ilk defa bu proje kapsamında sentezlenecektir. (ii) literatürde ilk defa NIR bölgede absorpsiyon/emisyon yapan Sn4+-kemosensörleri geliştirilecektir, iii) literatürde ilk defa Sn4+ ün nicel analizi için kolorimetrik yönteme dayalı, RGB ve mikrojel temelli bir aygıt geliştirilecektir. Bu kapsamda geliştirilecek aygıtın özgün yanlarından bir diğeri örnekten geçen ışığın neden olduğu renklenme üzerine odaklanılacak olmaktır, iv) literatürde ilk defa biyolojik ortamlarda Sn4+ ün görüntülenmesi için NIR bölgede absorpsiyon/emisyon yapan sensörler kullanılacaktır, v) hesaplamalı çalışmalar ile özgün probların ve Sn4+ komplekslerinin opto-elektronik ve yapı-özellik ilişkilerinin deneysel çalışmaları tamamlayacak şekilde incelenmesi sağlanacak ve ilk kez literatüre kazandırılacaktır. Proje 6 iş paketinden oluşmaktadır. İP1: Sn4+ iyonlarının analizlerinde kullanılacak yeni TINIR1, TINIR2 ve TINIR3 nolu probların, Sn4+ komplekslerinin (TINIR1-Sn, TINIR2-Sn ve TINIR3-Sn) sentezi ve karakterizasyonu, İP2: Yeni problara dayalı spektrofotometrik (UV-Gör ve floresans) yöntemler kullanılarak sulu ortamda Sn4+ iyonlarının analizi için seçicilik, hassasiyet çalışmaları, analitik validasyon parametrelerinin belirlenmesi ve gerçek örnek uygulamaları, İP3: TINIR1, TINIR2 ve TINIR3 problarını içeren mikrojellerin sentezi ve karakterizasyonu, İP4: Sn4+ analizi için RGB ve mikrojel tabanlı aygıt geliştirilmesi, İP5: sentezlenecek probların hücre toksisite testlerinin yapılması, NIR bölgede hücre-içi seçici Sn4+ görüntüleme çalışmalarının floresan mikroskobu kullanılarak gerçekleştirilmesi ve ışıma davranışlarının Sn4+ ile nasıl etkilendiğinin araştırılması, İP6: Yeni probların ve Sn4+ kompleks yapılarının, elektronik ve optik özelliklerinin kuantum mekanik yöntemlerle araştırılması. Proje kapsamında Sn4+ analizi için RGB ve mikrojel temelli bir aygıt prototipi geliştirilecektir. Proje sonuçlarının etki değeri yüksek dergilerde yayımlanması ve proje kapsamında lisansüstü öğrencilerinin tez çalışmalarının tamamlaması hedeflenmektedir.