Page 1

Kimya Dergisi

İNOVATİF Kimya Dergisi YIL:6 SAYI:57 NİSAN 2018

BİR SPOR SUÇU

DOPİNG SUÇ MAHALLİNDEN MAHKEME SALONUNA: DNA ÖRNEĞİNİN YOLCULUĞU


EKİBİMİZ YAVUZ SELİM KART PELİN TANTOĞLU HATİLE MOUMİNTSA TUĞBA NUR AKBABA GÜLŞAH TİRENG ÖZGENUR GERİDÖNMEZ MERVE ÇÖPLÜ HACER DEMİR NURSELİ GÖRENER BUSE ÇAKMAK MELİS YAĞMUR AKGÜNLÜ ZELİŞ GİRGİN RABİYE BAŞTÜRK NESLİHAN YEŞİLYURT ELİF AYTAN ÖMER AKSU TUTKU KARTAL HAZAL ÖZTAN EBRU DOĞUKAN SİMGE KOSTİK PETEK AKSUNGUR SUDE ÖZÇELİK LEYLA YEŞİLÇINAR HATİCE KÜBRA ÇETİNKAYA DİLARA AKMAN CANAN MOLLA AYŞEGÜL KAVRUL RABİA ÖNEN KÜBRA ÇELEN ZÜLBİYE KILIÇ BAŞAK SULTAN DOĞAN ALİ ERAYDIN NUR HİLAL OLGUN MELİS KIRARSLAN MEHDİ KOŞACA NUR SABUNCU SEDA SEVAL URUN BURAK TEKİN İPEK AKHTAR MELİKE OYA KADER BÜŞRA GERÇİN ZEYNEP KÖSE NEZİH TEKİN AYŞE GÜLER ESRA KELEL BERNA KUZU ÜMMÜYE AKDİŞ PERİHAN KIZILKAYA MÜJGAN ŞAHİN REYHAN KARATAY SELİN CİMOK BETÜL ULAŞ ERDİ GÜLŞEN HAYRİ KORU DİCLE OĞUZ ELİF BAŞARA SENA SAATÇİ SENA AŞKIM TEMİR

DERGİYİ OKUMADAN ÖNCE İnovatif Kimya Dergisi yazılarını herhangi bir makalenizde veya yazınızda kullanmak için yazısını aldığınız kişiye mail atarak haber vermek, kullanmış olduğunuz yazıların kaynağını ise dergi olarak belirtmek durumundasınız. Dergide yazılan yazıların sorumluluğu birinci derece yazara aittir. Bu konu hakkında bir sorun yaşıyorsanız ilk olarak yazara ulaşmalısınız. Dergide yer alan bilgileri kullanarak başınıza gelebilecek felaketlerden ya da işlerden dergi sorumlu değildir. Dergimizde yayınlanmasını istediğiniz yazıları info@inovatifkimyadergisi.com mail adresine göndermelisiniz. Gönderdiğiniz yazılarda bir eksiklik var ise editör tarafından incelenecektir. Eksik kısımları var ise size geri dönüş yapılacaktır. Dergi ekibi gönüllü kişilerden oluşmuştur. Dergi ilk kurulduğu andan beri böyle ilerlemiştir. Dergi ekibinde olan herkes bu kuralı kabul etmiş sayılır. Gelen kişilere en başta bu kural söylenir. Görevini yapmayan, dergide anlaşmazlık çıkaran, huzur bozan kişiler ekipten çıkarılır. Siz de bu ekip içinde yer almak istiyorsanız web sitemiz üzerinden kuralları okuyarak başvurabilirsiniz. Dergiyi okuyanlar ve dergi ekibi bu kuralları kabul etmiş sayılırlar. İNOVATİF KİMYA DERGİSİ

REKLAM VERMEK İÇİN reklam@inovatifkimyadergisi.com adresinden web site ve e-dergi için fiyat teklifi alabilirsiniz.

http://www.inovatifkimyadergisi.com https://www.facebook.com/InovatifKimyaDergisi https://twitter.com/InovatifKimya https://instagram.com/inovatifkimyadergisi https://www.linkedin.com/in/inovatif-kimya-dergisi-00629484/


GELECEĞE AÇILAN KAPI KUANTUM NOKTALARI

6

NESNELERİN GÖRÜNMEZLİĞİ KONUSUNDA ÖNEMLİ BİR ÇALIŞMA TAMAMLANDI

9

PİLLERDE KULLANILAN ELEKTROT MALZEMELERİNİN ÖNEMİ!!!

11

BABASININ ALIŞKANLIĞINDAN İLHAM ALARAK DOĞAYA ZARARSIZ PLASTİK ÜRETTİ

14

BİR SPOR SUÇU: DOPİNG

16

SUÇ MAHALLİNDEN MAHKEME SALONUNA: DNA ÖRNEĞİNİN YOLCULUĞU 20

PRİON PROTEİNLER

22


KARBON-KARBON BAĞLARINDA YENİ REKOR!

25

KUANTUM NOKTALAR

27

BİLİM İNSANLARI, TEMİZ ENERJİ ÜRETİMİ İÇİN YUMURTA BEYAZI KULLANIYOR

33


GELECEĞE AÇILAN KAPI KUANTUM NOKTALARI Bilim ve teknolojiye yeni bir soluk kazandıran kuantum noktalarının(Quantum dot) yapabileceği şeyler bir çok insanın hayal gücünün de ötesinde. Kilogramı milyon dolarlara satılan bu mucize ile pek çok alanda yenilik başlatılabilir. Öncelikle kuantum noktasının ne olduğu ile başlayalım. Kuantum noktaları nano boyutlardaki yarı iletken kristal yapılardır. Kuantum noktaları birkaç atomdan oluşabileceği gibi binlerce atomdan da oluşabilen yapay atomlardır.Genelde kullanılan atom boyutları

2-15 nanometre uzunluğundadır.Konumuz yine görüldüğü gibi nanoteknolojiye çıktı.Peki kuantum noktaları ile nanoteknolojinin ne ilişkisi olabilir? Çok ilginç bir şekilde bu kristal yapılar nano boyutlara eriştirildiğinde kuantum mekaniğinin özelliğini göstermeye başadılar. Genelde 100 nanometrenin altındaki malzemeler kuantum özelliğini sergilemeye başlar. Kuantum noktaları da bu aralıkta yer aldığına göre çok rahat bir şekilde kuantum özelliğini sergilediğini söyleyebiliriz.

Kuantum Noktası Nasıl Elde Edilir? Kuantum noktalarını periyodik cetvelin II-VI, III-V grubu bileşiklerinden elde edebiliyoruz. Genelleme yapacak olursak bütün yarı-iletken – metal bileşiklerinden kuantum noktası elde etmek

mümkündür diyebiliriz.En yaygın ve en çok üretilen kuantum noktaları CdSe, InAs, CdS, GaN, InGeAS, CdTe, PbS, PbSe, ZnS’dir.

6


Kuantum noktalarının en önemli özelliklerinden biri olan yapay atom olma özelliğinin çıkış noktası ise boyutlarının değiştirilmesiyle bant boşluğunun değiştirilebiliyor olmasıdır.Kuantum noktaları özel

optik ve elektriksel özelliklere sahipler.Kuantum noktalarının boyutları değiştikçe bu noktaların yaptıkları ışımanın rengi de değişiyor.

Yukarıdaki şekilden de anlaşılabileceği gibi boyutu küçükken mavi renk ışıma veren kuantum noktası boyutu arttıkça kırmızı renge doğru renk değiştiriyor.Kuantum noktasının özelliği olan boyut kontrolü boyut sınırlandırılması olarak adlandırılmıştır. Bu özelliği ile tıbbi uygulama alanlarında, güneş panelleri, elektronikte ve televizyon teknolojisinde kullanılmaktadır.Dünyaca ünlü teknoloji markaları televizyonlarda kuantum noktalarını kullanarak insanlara daha kaliteli

çözünürüğe ve renk skalasına sahip televizyonlar çıkardılar.Daha da önemli bir gelişme ise, Rockefeller Üniversitesi’nden Sanford Simon’un kuantum noktalarını kullanarak bir fareye yerleştirilmiş olan kanser hücresini teşhis edebildi.Bu tıpta çığır açan projesi ile bir çok hastaya umut olan kuantum noktaları sayesinde kanseri gözden kaçırmak imkansız hale gelecek.Bu sayede erken teşhis ile bir çok hayat kurtulabilecek.

Yukarıdaki şekilde UV ışınının altındaki kuantum noktalarının kanserli hücre karşısında ışımasını görüyoruz.Biyo ajanları kuantum noktalarına ekleyerek kuantum noktalarının kanser hücrelerine tutunması sağlanır,kuantum bant boşluğu ve boyutu ayarlanabildiğinden dolayı istenilen renkte ışıma yapan kuantum noktaları sayesinde hastalıkların erken tanısı kolaylıkla yapılabilmektedir.Ayrıca kuantum noktalarının küçük boyutlarundan ötürü kan dolaşımına karışarak kolayca dolaşabiliyor olması da yine medikal görüntüleme açısından büyük avantajdır.

haber.Türkiye’nin önde gelen Üniversitelerinden biri olan İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü’nden Prof. Dr.Serdar Özçelik öncülüğünde yürütülen proje ile sıvı ve toz formlarda kuantum noktalar elde edilerek farklı uygulamalarda denenmeye başlandı. Prof. Dr. Özçelik, yaptığı açıklamada kuantum nokta üretiminin dünyada henüz bir iki firma tarafından yapılabildiğini ifade etti.Özçelik açıklamalarında ise "Kilogramı en az 10 milyon dolar olan bir maddeden bahsediyoruz. Bu ürünler gündelik yaşamın merkezinde yer alıyor ve dünyanın önde gelen üniversitelerinde geliştirme ve endüstriyel üretim konusunda projeler yürütülüyor.

Kilosu 10 milyon dolar olan bu teknojinin Türkiye’de üretiliyor olması ise bizler için çok sevindirici bir

7


Biz de özel sektör işbirliğiyle büyük ölçekte kuantum nokta üretimi için çalışmaya başladık. Şu anda bir günde gram ölçeğinde üretim yapar duruma geldik.

Hedefimiz yeni aldığımız reaktörlerle yıl sonunda günde 1 kilogram kuantum noktası üretebilecek seviyeye gelmektir" dedi.

Böylesine değerli bir teknoloji desteklendiği takdirde ülke ekonomisine ve teknolojisine her alanda katkıda bulunulacağını dile getiren Prof.Dr.Serdar Özçelik önderliğindeki takım sayesinde Türkiye’de ve Dünya’da farklı alanlarda ki ihtiyaçlara çözümler kolaylıkla üretilebilir.

Rabia Önen Kimyager (Lisans Öğrencisi) onenrabia06@gmail.com

8


NESNELERİN GÖRÜNMEZLİĞİ KONUSUNDA ÖNEMLİ BİR ÇALIŞMA TAMAMLANDI

Türk ve İspanyol ortaklığında gerçekleşen çalışmalarda görünmezlik perdesinin arkasında kalan nesnenin dışarıyı görebilmesine çok yaklaşıldı. “Harry Potter” serisine sık sık karşımıza çıkan “görünmezlik pelerini” Gerçek olmaya çok yakın. TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi (TOBB ETÜ), Barcelona’da bulunan Katalonya Politeknik Üniversitesi ile beraber, nesnelerin görünmezliğini sağlama konusunda önemli bir çalışmayı tamamlama aşamasına geldi. Teknoloji, filmdeki gibi geniş çaplı olmasa bile nano boyutta hayata geçecek.

Üniversitesi’nin ortak projesinde, nano ölçek nesneler üzerindeki çalışmalarda, görünmezlik perdesinin arkasında kalan nesnenin dışarıyı görebilmesi sağlanmaya çok yaklaşıldı. TOBB ETÜ Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü Başkanı Prof. Dr. Hamza Kurt, nano cisimleri görüntülerken kullanılan yakın alan optikdetektörlerin cisme çok yakın tutulması sebebiyle görüntülerin detay kaybı ile elde edilebildiğini vurguladı. Kurt bu sorunu aşabilmek için; görüntülemeyi yapan detektörü özel bir nano malzeme ile kaplayıp görünmez kıldıklarında nano cismin fotoğrafının tüm ayrıntılarıyla elde edilebileceğini anlattı.

Mithat Yurdakul’un Milliyet’te yer alan haberine göre, TOBB ETÜ ve Katalonya Politeknik

Virüs Açılımı Çalışmaları neticesinde geliştirilebilecek “görünmez” nano-optik sensörlerin malzeme bilimi, biyoloji, tıp gibi çok geniş bir yelpazede uygulama alanı bulabileceğini kaydeden Prof. Dr. Kurt, şunları söyledi:

malzemelerin termal, elektriksel, mekaniksel ve kimyasal özelliklerinin karakterize edilmesinde ve üstün özelliklere sahip yeni malzemelerin geliştirilmesinde kullanılabilir. Çünkü görünmez nano optik sensörle; daha iyi görüntüler elde ederek nano malzemenin yapısını daha iyi anlayabileceğiz.

“Çalışmamızın sonuçları malzeme biliminde nano-

9


O malzeme üzerinde bir deney yaptığımızda, elimizde daha iyi görüntüleri olduğu için malzemenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini daha doğru karakterize edebileceğiz. Çalışmamız biyoloji biliminde ise hücre yapısının, DNA yapılanmalarının (konfigürasyon),

bakteri ve virüslerin özelliklerinin daha net anlaşılmasına yardımcı olacaktır. Bu sayede tıp alanında da önemli gelişmeler sağlanabilir.”

Harry Potter Pelerini Mümkün mü? Harry Potter filminde ünlü olan, “görünmezlik pelerini”nin ise fiziken mümkün olamayacağını ifade eden Prof. Dr. Hamza Kurt, “Dışarıdan herhangi bir ışığın erişemediği bir bölgeden, aynı şekilde dışarıya da ışık yayılamıyor. Yani görünmezlik, beraberinde ‘görememezlik’ dezavantajını getiriyor. Gerçek hayatta kullandığımız büyük cisimleri görünmez kılmak için, halen aşılması gereken çok fazla fiziksel engel bulunuyor.

Yaptığımız ve ileride yapmayı planladığımız çalışmaların bu engelleri kısmen de olsa ortadan kaldıracağını öngörmekteyiz. Ancak herhangi bir objenin çevresine özel olarak tasarlanmış soğurucu malzemeler (metamalzeme, boya vb. kaplama) ekleyerek geri yansımaları azaltıp, o objenin görünürlüğünü azaltmak mümkündür” diye konuştu.

10


PİLLERDE KULLANILAN ELEKTROT MALZEMELERİNİN ÖNEMİ !!! Petrol, kömür ve doğal gaz gibi fosil yakıtların hızlı tükenişi bilim insanları tarafından fark edilmesinin ardından yaklaşık 20 yıldır alternatif enerji kaynakları arayışında olan bilim insanlarının geliştirdiği en can alıcı enerji depolama türlerinden birisi hiç şüphesiz piller veya diğer bir deyişle bataryalardır. Mazisi 18. Yüzyıla dayanan piller, özellikle teknoloji çağında aktif rolü almaya 1991’lı yılların başında Sonny şirketinin üretmiş olduğu

LiCoO2//Aktif Karbon pil konfigürasyonu ile başlar. Üretilen bu ilk pil, teknoloji çağında piller için adete bir dönüm noktası olmuştur. Gerek güneş ve rüzgar enerji türlerinden elde edilen kararsız enerjiyi depolayarak kararlı hale çevirmeleri gerekse mevcut elektronik koşullara uygunluğu dikkate alındığında, cep telefondan bilgisayara, araba sektöründen sağlık sektörüne kadar hemen hemen her alanında pillerin yer aldığına şahit olmaktayız (Şekil 1).

Şekil 1: Pillerin kullanım alanları Ancak dikkat edilmesi gereken en önemli nokta pillerde kullanılan elektrot malzemeleridir veya bunu şöyle’de düşünebiliriz; Neden ticari pillerin ismi lityum iyon pil? Günümüzde kullanılan ticari bataryaların büyük bir kısmı Lityum iyon pil veya lityum iyon batarya olarak adlandırılır. Bunun sebebi içerisinde kullanılan elektrot malzemesinin lityum içeriğine sahip olmasıdır veya başka bir deyişle, elektrot malzemesi içerisinde inorganik

elektroaktif yapının lityumun bir türevi olmasından kaynaklanmaktadır. Örneğin, yukarıda bahsedilen Sony firması tarafından üretilen ilk ticari pilin katot malzemesi, LiCoO2’ idi. Bu elektroaktif inorganik yapıda elektrik üretimini sağlayacak olan asıl iyon Li iyonu olduğu için Lityum içerikli her elektrot malzemesinden üretilen ticari pillere, genel olarak lityum pil veya lityum iyon pil denilir.

Peki Neden Lityum ? Pillerin çalışma prensibi, redoks reaksiyon mekanizmasına dayanmaktadır. Yani pil, içerisinde gerçekleşen redoks tepkimesi sonucunda açığa çıkan

elektron ile kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürerek elektrik üretirler.

11


Pilden elde edilen elektrik enerjisinin yüksek olabilmesi için, redoks tepkimesinden yükseltgenecek atomum elektron verme isteği ile indirgenecek olan atomun elektron alma isteğinin olabildiğince fazla olması istenir, diğer bir deyişle yükseltgenecek elektrot malzemesinin elektropozitifliğinin yüksek, indirgenecek elektrot malzemesinin elektronegatifliğinin fazla olması istenir. Bu

bağlamda periyodik tabloya baktığımızda doğada bulunan en elektropozitif ( veya en elektroaktif) atom Lityum (Li)’dur. Ayrıca Aktiflik sıralamasında 1A grubunun en hafif metali olduğu için gram başına elde edilen kapasite değerinin de yüksek olmasına neden olmaktadır. Lityum ile daha pek çok avantaj sayılabilir. Peki o zaman neden farklı bir batarya malzemesi arayışı var?

Lityuma Alternatif Pil Malzemesine Neden İhtiyaç Duyulmaktadır? Bir pilin günümüzde teknolojisinde yeri alabilmesinin temelde üç kriteri vardır; enerji yoğunluğu veya kapasite, maliyet ve çevre dostu olmasıdır. Ticari olarak başarılı bir pilde aranan özellikler, yüksek kapasiteli ve yüksek enerji yoğunluğuna sahip olması, çevreye zarar vermeyen ve düşük maliyet ile üretilebilmesidir. Düşük maliyet kriteri, araştırmacıları farklı pil türevi bulmaya yönlendirmiştir. Çünkü Lityum rezervlerinin büyük bir kısmı sadece güney Amerika kıtasında bulunmaktadır (Şekil 2). Ayrıca yerkabuğundaki

lityum rezervleri de diğer kaynaklar gibi sınırlı ve sınırlı bulunan bir kaynak gelişen teknolojiye ayak uydurma çabası içerisinde hızla tüketilmektedir. Bu temel iki neden, lityum pillerinin üretim maliyetinde artışa neden olmaktadır. Bugün lityum pilleri, cezbedici yüksek enerji yoğunluğu ve kapasite değerlerinden dolayı yaygın bir şekilde kullanılmaya devam edilse de, rezervlerinin yakın gelecek te tükenmesi ile birlikte bu pil türevlerinin ortadan kalkacağı endişesi bulunmaktadır.

Şekil 2: Lityum rezervlerinin dünyadaki dağılımı Lityum’dan sonra en umut vaat eden piller sodyum uygun bir host malzemesi bulmayı zorlaştırırken, pilleri olmuştur. Dünyada bulunan 6. En fazla madde yüksek molekül ağırlığından dolayı, birim ağırlık ve olması ve yerkabuğuna homojen bir şekilde dağılması birim hacim başına elde edilen kapasite değerinin oldukça dikkat çekicidir. Ayrıca, sodyum pilleri düşmesine neden olmaktadır. lityumdan sonra gelen en aktif malzemedir. Bilindiği gibi sodyum periyodik tablonun 1A grubunda yani Pillerden elde edilen kapasite değeri birim ağırlık lityum ile aynı grupta yer almaktadır. Doğal olarak başına veya birim hacim başına değerlendirilecek lityuma çok benzer elektrokimyasal davranışlar olursa, Berilyum (Be) elementinin kullanılması sergilemektedir. Bu nedenle, pil araştırmacıları gerektiğini ön plana çıkarmaktadır. Hatırlanacağı sodyum piller üzerinde yeni bir şey denerken, üzere pilin temel şartlarından birisi de çevre dostu genellikle lityum çalışmalarından kopya çekilir. Bu olması idi. Yani hem insanoğluna hem de çevreye durum genellikle araştırmacıları yanıltmadığı için zarar vermemesi gerekir. Berilyum elementinin aşırı sodyum iyon pillerinin inovasyon çalışmaları çok toksik kullanılmamasının en büyük nedeni olmuştur. hızlı ilerlemiş bugün Aquion Enerji, Faradion gibi sodyum üzerine çalışan büyük enerji firmaları ile Pil elektrot malzemesinin indirgeyici ajan sodyum pilleri teknolojide yer almaktadır. Ancak, tarafından ele alacak olursak eğer, indirgenenin en sodyum iyonun lityuma kıyasla daha büyük iyonik elektronegatif olmasını istenir, yani elektron alma çapa ve yaklaşık 4 kat büyük molekül ağılığına sahip isteği en fazla olması istenir. olması sodyum pilleri için dezavantajdır. Yüksek çapa sahip olmasından dolayı, sodyumu barındıracak

12


Bu anlamda Fransiyum ve Radonun elektron alma isteklerinin pek çok metal ve ametalden çok daha yüksek olduğunu görürüz, hatta fransiyum en elektronegatif metaldir. Buna rağmen pil teknolojisinden kullandığına asla rastlanılmaz. Çünkü Fransiyum (Fr), Radon (Ra), Aktinyum (Ac) gibi atomlar oldukça radyoaktif maddelerdir. İndirgeyici ajan olarak daha ziyade 4 ile 7A grubu ametalleri arasında seçim yapılır. Ayrıca üretilen enerjinin kaybolmadan, yüzde yüz

verimle kullanılması için iletkenlik değerleri yüksek maddelerde denenmektedir. Bu bağlamada, Altın (Au), Gümüş (Ag), Platin (Pt), Palladyum (Pd) gibi elektriksel iletkenliği yüksek malzemelerin ara ara pil uygulamalarında kullanıldığına rastlanılmaktadır. Ancak bilindiği üzere bu malzemeler periyodik tablodaki en pahalı maddelerdir. Bunlar pil maliyetini ciddi oranda artırdığı için ticari pillerde kullanılmamaktadır (Şekil 3).

Şekil 3: Elementlerinin pil teknolojisindeki kullanım amacına göre bazı özellikleri Kaynaklar • Guozhong Cao ve arkadaşları, Understanding electrochemical potentials of cathode materials in rechargeable batteries Materials, Today, Volume 19, Number 2, March 2016. • Handbook of Batteries, third edition. • http://www.faradion.co.uk/technology/sodium-ion-technology/ • http://aquionenergy.com/technology/deep-cycle-battery/ • http://www.researchinchina.com/Htmls/Report/2009/5659.html

Burak Tekin Kimya Mühendisi (Doktora Öğrencisi) burak.tekin@omu.edu.tr

13


BABASININ ALIŞKANLIĞINDAN İLHAM ALARAK DOĞAYA ZARARSIZ PLASTİK ÜRETTİ

Babasının her sabah bir zeytin çekirdeği yutmasından ilham alan gıda mühendisi Duygu Yılmaz, zeytin çekirdeğinden biyoplastik üretiyor. Duygu Yılmaz, Elazığlı 2 çocuklu bir ailenin kızı. Onun yenilikleri keşfetme merakı, çocuk yaşlarda vantilatörü oyuncak bebeklerinin elbiselerini yıkamak için çamaşır makinesine dönüştürmesiyle başladı. Polis gazisi babasının sindirime iyi geldiği inancıyla zeytin çekirdeğini yutması, 3 yıl önce Yılmaz’ın zihninde zeytin çekirdeğinin takviye gıda olarak kullanılması fikrini canlandırdı. Zeytin çekirdeğinin toz halinde nasıl tüketilebileceğini araştıran Yılmaz, insan sağlığına ve doğaya zarar vermeyen plastik üretme fikrini zeytin çekirdeği ile birleştirdi.

Yılmaz, geliştirdiği projesine “Biolive” ismini verdi. Bu proje sayesinde üretilecek ürünler, doğada zamanla kaybolarak çevreyi koruyan, antibakteriyal özelliğiyle insan sağlığıyla uyumlu, gıdaların raf ömrünü artıran, ucuz plastik yüzeyler, gıda ambalajlama, saklama kapları, buzdolapları ve ev aletleri ile ilgili alanlarda kullanılabiliyor. Yılmaz, zeytinyağı fabrikalarından atık olarak çıkan zeytin çekirdeğini teknolojiyle polimer yapı haline getirerek, antibakteriyel plastik ürettiklerini anlattı. Yılmaz, “Ürettiğimiz plastik granüller, sanayide, ambalajlamada, çocuk ürünlerinde kullanılabiliyor. İstenilen sektörlere göre araştırma, geliştirme (ArGe) çalışmaları yapıyoruz” dedi.

Zeytin Çekirdeği Plastiğe Dönüştü Üç yıl önce kurumsal bir firmada çalışan Yılmaz, zeytin çekirdeğini plastiğe dönüştürme fikrini şöyle anlattı:

14


“Babam kahvaltıda zeytin çekirdeği yutuyordu. ‘Herhangi bir zararı var mı?’ diye zeytin çekirdeğini araştırmaya başladım, öğütüp içindeki antioksidan maddeyi keşfettim. Sonra çeşitli makaleler üzerine çalıştım. Ortaklarımla bu konu üzerine yoğunlaştık. Yapısının polimere çok uygun olduğunu fark edip, ‘antimikrobiyel polimer üretebilir miyiz?’ diye bir iş fikri başlattık. Yaklaşık 2 yıl boyunca kendi imkanlarımızla bir Ar-Ge oluşturup, zeytin çekirdeğinden plastik elde ettik. İki yılın sonunda Türkiye’nin önde gelen firmalarından yatırım alıp, kendi şirketimizi ve Ar-Ge laboratuvarımızı kurduk.” Yılmaz, babasının da bu alışkanlığın iş fikrine dönüşmesinden mutlu olduğunu söyleyerek, şöyle konuştu: “Zeytin çekirdeğinden plastik üretmek çılgınca

bir fikirdi. Kendi alışkanlığının bende iş fikrine dönüşmesine babam da çok sevindi. Babam artık zeytin çekirdeği yutmuyor. Babamın alışkanlığının bende bir fikre dönüşmesi, aldığım ödüller, benim için çok daha önemli. Kız çocuklar babasına çok düşkündür.” Laboratuvar ortamında biyoplastik granül ürettiklerini ifade eden Yılmaz, sonra enstitüde bu granüllerin polimer yapı haline getirildiğini, sektörün taleplerine göre ürünlerin çıkarılabileceğini söyledi. Yılmaz, bazı firmalarla Ar-Ge çalışmaları ve testler yaptıklarını belirterek, istenilen parametrelerde ürün oluşturduktan sonra daha büyük bir üretim tesisi kurup, sektöre göre satışlar yapmayı planladıklarını anlattı.

TÜBİTAK ve KOSGEB’ten Kadın Girişimcilik Teşvikleri Aldık Şirketi 3 ortak kurduklarını, desteklerle 10 kişilik bir ekip olduklarını dile getiren Yılmaz, “Üretimi gerçekleştirdik, prototip ürünlerimiz var. Ürünlerin piyasaya çıkması için, özellikle gıda ambalajı sektöründe ya da plastik sektöründe çalışıyorsanız bazı onaylar almanız gerekiyor, bu süreç biraz uzun. Aldığımız büyük teşvikler var. Şirketi 2017 Nisan ayında kurduk. TÜBİTAK ve KOSGEB’ten kadın girişimcilik teşvikleri aldık” dedi.

bir fikir. Aslında farklı bir teknolojiyi Türkiye ile buluşturmayı hedefliyorum.”

Duygu Yılmaz, biyoplastiklerin doğada kaybolduğunu fakat, petrol türevi plastiklerin yüzyıllarca doğada kaldığını hatırlatarak, şunları söyledi:

Bir beyaz eşya firmasının zeytin çekirdeğinden elde edilen plastiğin gıdaların raf ömrünü uzatma özelliğinden dolayı kendileriyle iletişime geçtiğini anlatan Yılmaz, buzdolabının iç malzemelerinin üretimi için Ar-Ge çalışması yaptıklarını anlattı.

“Mevcut biyoplastikler Türkiye’de üretilmiyor. Avrupa ve Amerika menşeli genelde. Selülozit malzeme kullanılıyor, mısır koçanı, bitki atıkları kullanılıyor. Bir ay önce Amerika’daydık, mevcut biyoplastik firmalarıyla görüştük. Zeytin çekirdeğinden yapılan yok, bu dünyada bir ilk. Los Angeles’ta düzenlenen ‘Klintek Open’ yarışmasına TÜBİTAK’ı temsilen takıldık, ileri malzeme birincilik ödülü kazandık. Biyoplastiğin önemi günden güne artıyor. Türkiye biyoplastik ürünleri ithal ediyor. Biz bilinç oluşturmaya çalışıyoruz. Öncelikli hedefim kadın girişimci bilinci, ikincisi de biyoplastik bilinci. Çünkü halihazırda olmayan bir fikir, üretilmeyen

Biyoplastiği gıdaların raf ömrünü artırıcı özelliği olması dolayısıyla peynir ve et ambalajları başta olmak üzere gıda ambalajlarında kullanmayı hedeflediklerini belirten Yılmaz, çocuk ürünleri, çevreci otomobiller gibi sanayiye de taşımak istediklerini dile getirdi.

Yılmaz, Kadın ve Demokrasi Derneği (KADEM) ve TÜBİTAK Marmara Teknokent (MARTEK) tarafından yürütülen İnovasyonda Kadın Projesi bünyesinde düzenlenen 2. Kadın Girişimciler Kampı’na katıldı ve yarışma sonunda 25 bin lira yatırım aldı. Kadınların inandıkları her işi yapabileceklerini dile getiren Yılmaz, “Kadın, eli neye değerse güzelleştirebilen bir varlık. Kadının olmadığı bir yerde zarafet ve nezaketin olmadığını düşünüyorum. Bir yeri güçlü kılan kadındır” dedi.

15


BİR SPOR SUÇU: DOPİNG

Bir çok spor karşılaşması veya olimpiyatlar sonrası, hatta bazen bunlardan uzun süre sonra karşılaştığımız bir olaydan bahsedeceğim bu ayki yazımda. “Dopingler”.

Şimdiye kadar yasaklanmış maddelerden, neden yasaklandıklarından bahsedeceğim. İyi okumalar dilerim...

1) Anabolik Maddeler Anabolik maddeler, özellikle olimpiyatlarda sıklıkla karşılaşılan ve en çok yasaklanan maddelerdendir. Bir çok farklı yapıyı içeren çok geniş bir sınıftır. Bu sınıfa giren önemli bir molekülden bahsedeceğim; anabolik steroidler. Anabolik steroidler, yapısal olarak testosteron olarak bildiğimiz, insanlarda doğal olarak bulunan bir hormon ile benzerlik gösterir. Vücuda alındığında testosteronun etkisini taklit ederler. Testosteron, bir androjen veya erkek cinsiyet hormonu olarak geçer. Vücutta Leydig hücrelerinden, kolesterol kaynaklı olarak de novo senteziyle oluşturulur. Erkeksi özellikleri geliştiren ve koruyan; somatik dokuların durumuna katkıda bulunan bir maddedir. (2)

Steroidlerin testosterona olan benzerliğinden yararlanmak isteyen sporcular, fiziksel güçlerini ve kas kuvvetlerini arttırmak için bu tür ilaçlara yönelirler. Genellikle de sporcular bu ilaçları yarışma sırasında değil de yarışmalardan önce kullanmayı tercih ediyorlar. Dolayısıyla da etkinin testlerde bulunması zorlaşıyor. Bu nedenle farklı testler de yapılıyor. Geçtiğimiz yıllarda yaşanan Rusların doping skandalı olayında da kullanıldığı tespit edilen ilaçlar anabolik steroidlerdi. Sıklıkla kullanılan ilaçlar olduğunu söyledik ama bilinmesi gerekir ki bu ilaçların önemli yan etkileri vardır. Kalp hastalıkları ve böbrek hasarına varabilecek düzeyde bir yüksek kan

16


basıncı gözlenebilir. Ayrıca hem erkeklerde hem de kadınlarda fiziksel değişimlere yol açabilir. Bu değişiklikler erkeklerde testislerin küçülmesi, göğüslerin büyümesi ve sperm sayılarının azalması olabilirken kadınlarda ise vücut kıllarının artması, göğüslerin küçülmesi ve sesin kalınlaşması olabilir. Bu riskler de göz önüne alınarak kullanımları değerlendirilmelidir.

Bu ilaç grubunda anabolik steroidler dışında yer alan bir başka grup da non-steroidal ilaçlardır. En bilindiklerinden biri Clenbuteroldür. Clenbuterol, solunum yolu bozukluklarının tedavisinde kullanılır. Çünkü hava yollarını genişletir ve dekonjestan etki gösterir. Sporcular üzerinde hafif bir kas yapıcı etkisi olmakla beraber, genellikle metabolizmayı hızlandırmaya ve yağ yakımını arttırmaya yardımcı olarak kullanılır. Bu ilacın kullanımı da yasaklıdır.

2) Uyarıcılar En sık tespit edilen ikinci sınıf uyarıcı(stimülan) ilaçlardır. Uyarıcı ilaçlar dikkati ve enerjiyi arttıran ilaçlardır. Çoğunlukla adrenalin ve noradrenalinin oluşturduğu “savaş ya da kaç” etkisi gibi bir etki oluşturarak vücut hormonlarına benzer aktivite gösterirler. En bilinen uyarıcılardan olan kafein, yasaklı olmayan bir maddedir. Ancak amfetamin ve kokain gibi uyarıcı maddeler yasaklı ilaçlar arasındadır.

bağımlılık yapma eğilimi vardır. Bu nedenle riskli ilaç gruplarında yer alırlar. Eksikliklerinde kullanan insanda yoksunluk sendromu gelişmesine neden olurlar. Bunun dışında kalp yetmezliği riskini de arttırma ihtimalleri vardır. Yine bir uyarıcı olan Modafinil, 2004 yılında yasaklanmış ilaçlar listesine girmiştir. Sporcuların egzersiz süresini uzattığı ve bazı sporcular için yasaklandığı belirtilmiştir.

Anabolik ajanlarda olduğu gibi tabi ki bu ilaçların da yan etkileri vardır. Öncelikle uyarıcıların birçoğunun

3) Hormonlar ve Modülatörler Bu sınıf oldukça geniş ve çeşitlidir. Sporculara üstünlük kazandıran etkilerinin yanı sıra insan vücudundaki hormonlara ve metabolizmaya karışabilme özelliğine sahiplerdir.

Bu grup ilaçların istenmeyen fiziksel yan etkilerini azaltmak için anabolik steroidler ile birlikte kullanımları vardır.

17


Bu sınıftaki ilaçların bir kısmı vücudumuzdaki önemli bir hormon olan östrojeni etkiler. Steroid kullanımı genişlemiş göğüslere ve jinekomastiye neden olabildiğinden, anabolik steroid kullanan erkeklerde yan etkilerin azalmasında yararlı olabilir. Östrojen inhibitörü ilaçlar, bu etkilerin en aza indirilmesine yardımcı olurlar. Bu ilaçlar genellikle sporcu performansını arttırmaktan ziyade bu amaç için kullanılırlar.

Bu ilaçlar arasında, bir zamanlar ünlü tenisçi Maria Sharapova’nın da kullandığı öne sürülen Meldonium bulunmaktadır. Meldonium asıl olarak kalp hastalıklarında, koroner arter hastalığının tedavisinde kullanılmaktadır. Sporcuların kullanım amacı ise arterleri genişleterek kaslarına giden oksijeni arttırmaktır.

4) Diüretikler ve Maskeleme Araçları Diüretikler asıl olarak idrarla su atımını arttıran ilaçlardır. Sporcularca da vücut kütlelerini düzenleme amacıyla kullanılırlar. Özellikle boks gibi rakiplerin birbirleriyle benzer vücut ağırlığında olması gereken sporlarda kullanımı yüksektir. Ayrıca diğer yasaklı maddelerin kullanımını maskelemek amaçlı da kullanılabilirler. İdrarı seyrelterek kullanılan dopinglerin veya bunların metabolitlerinin idrarda tespit edilmesini

engelleyebilirler. Tabi bu ilaçların da bir çok yan etkisi bulunmaktadır. Özellikle tuz dengesinin bozulmasına ve dehidrasyona yol açabilirler. Yaygın kullanımları, mide-bağırsak sistemindeki bozulmalara ve böbrek hasarına yol açabilir. En yaygın kullanılan diüretiklerden biri Furosemit’tir.

5) Narkotikler Narkotikler öncelikli olarak ağrıyı gidermede kullanılırlar. Sporcuların küçük yaralanmaların üstesinden gelmelerine yardımcı olmak veya acıya toleransı arttırmak amaçlı kullanılırlar. Ayrıca olimpiyatlar gibi yüksek stres altında olan sporcularda kaygıyı azaltmaya yardımcı olurlar.

olmamasına rağmen Aspirin gibi ağrı kesicilerin de kullanımlarının azaldığı gözlenmiştir.

Bu sınıfta “Opioidler” olarak bilinen morfin ve kodein gibi maddeler yer almaktadır. Bu ilaçlar özellikle 20.yüzyılların başında anabolik steroidler ile birlikte kullanımlarının idrarda tespit edilmesiyle kullanımları yasaklanmıştır. Bununla beraber yasaklı ilaç listesinde

Narkotiklerin etkilerinin yanında yan tesirleri çok ciddi olarak gözlenebilir. Öncelikle bağımlılık yapıcı etkilerinin yanında ilacı kullananların vücudunda tolerans gelişmesi gözlenir. Yani aynı etkiyi görebilmek için dozun arttırılması gerekir. Bu da beraberinde aşırı doz kullanımdan dolayı ciddi psikolojik yan etkilerin gözlenmesine yol açar.

6) Diğer maddeler Aslında doping ilaçlarının sınıflandırılması hala tartışılmakta ve değişmekte. Ancak bu şekilde

sınıflandığımız ilaçların dışında kalan bazı maddeler de vardır: Esrar, kannabinoidler, glikosteroidler gibi.

18


Bazı maddelerin de belirli bir miktardan fazla kullanılması yasaklanmıştır. Örneğin; astım tedavisinde kullanılan beta-2 agonistlerin belirli dozun üzerinde kullanımı yasaklı olmasına rağmen tedavide kullanılan dozuna izin verilmektedir. Beta blokörler diğerler maddeler gibi kas hacmini arttırmak , daha güçlü olmak amaçlı kullanılmıyor. Onların çok daha farklı bir amacı var: kalp atımını yavaşlatmak, sakin kalmak, kas titremelerini azaltmak. Yani okçuluk gibi sporlarda ne kadar sakin olursan, ne kadar az kolun titrerse, o kadar dikkatli atış yaparsın. Bu ilaçların genel amaçları bu yöndedir. Adrenalin ve noradrenalinin salınması ve geri alınması üzerine etkileri vardır. Strese, korkuya veya fiziksel egzersize tepki olarak adrenalinin kan dolaşımına salgılanması performansı etkilediğinden, sporcular tarafından kullanımı da aslında pek şaşırtıcı değildir.(3)

Bahsedilmesi gerekilen yasaklı maddelerden biri ise eritropoietindir. Kanda kırmızı kan hücrelerinin artmasını sağlayan bu madde “kan dopingi” olarak geçmektedir. Eritropoietin, kırmızı kan hücrelerinin artmasını sağlayan bir hormondur. Peki bu ne işe yarar? Kırmızı kan hücreleri artınca ne olur? Kırmızı kan hücreleri, diğer bir değişle alyuvarlar, oksijeni taşıyan hücrelerdir. Eritropoietin kullanımı durumunda artan kırmızı kan hücreleri sayesinde, kaslara daha fazla oksijen taşındığından sporcu performansını arttırmaya yarar. Dünya anti-doping ajansı her yıl yasaklı maddelerin listesini yayınlıyor ve bu konuda haberler, çalışmalar yayınlıyorlar. Ajansın internet sitesinden bir çok bilgiye ulaşabilirsiniz. (4)

Kaynaklar (1): http://www.compoundchem.com/2016/08/09/doping/ (2): Androgen Physiology, Pharmacology and Abuse (David J Handelsman MB BS, PhD, FRACP, FAHMS) (3): The rush to adrenaline: drugs in sport acting on the Beta-adrenergic system ( E Davis,1,2 R Loiacono,1,2 and R J Summers1) (4): https://www.wada-ama.org

Özgenur Geridönmez Eczacı (Lisans Öğrencisi) ozgenurgeridonmez@gmail.com

19


SUÇ MAHALLİNDEN MAHKEME SALONUNA: DNA ÖRNEĞİNİN YOLCULUĞU Adli tıp teknikleri daha karmaşık hale geliyor. AAP Görüntüsü / Julian Smith

1995’te düzenlenen OJ Simpson cinayeti davası, halka DNA adli bilimini tanıttı. Dava, savunma avukatlarının, örneklerin ele alındığı yoldan dolayı kanıtların geçerliliği konusunda şüphe duymaları nedeniyle kısmen çöktü.

var. Laboratuvar protokolleri ve prosedürleri de ilerleme kaydetti.

O zamandan beri işler değişti. Kanıt zincirinin bütünlüğünü sağlamak için şimdi güvenlik önlemleri

Suç mahallinden mahkeme salonuna kadar bir kanıt izleyerek, DNA’nın laboratuvarda nasıl çalıştığını ve modern hukuk sisteminde nasıl kullanıldığını açıklayacağız.

Suç Mahallinden DNA örneğinin yolculuğu olay mahallinde başlıyor.

indirilir.

Olay yeri inceleme uzmanı tarafından DNA izi toplamalarına rehberlik eden çeşitli ilkeler vardır. Özellikle, kirlenmenin veya DNA bozulmasının önlenmesi ve gözetim zincirinin sağlanması.

Kurutulmuş numunelerin plastikten ziyade kağıt torbalarda saklanması ve numunelerin uygun sıcaklıkta tutulması, DNA’nın korunmasına ve mikrobiyal kontaminasyonun önlenmesine yardımcı olur.

Kontaminasyon riski (toplayıcıdan veya diğer kanıt örneklerinden) steril, tek kullanımlık malzemeler kullanılarak azaltılır. Torbalamadan önce numunelerin kurutulmasıyla bozunma en aza

Ayrıca, savunma tarafından bağımsız testler için neyin toplanacağını ve ne kadar yeterli malzemenin gerekli olabileceğini planlamak da önemlidir.

20


Laboratuvara Laboratuarda herhangi bir numune geldiğinde, ilk adım DNA’yı çıkarmaktır.

maddelerden analiz edilebilir.

OJ Simpson denemesinde analiz edilen kan örnekleri, test yapmak için büyük miktarda DNA gerektiğinde karakteristik idi. Günümüzde, iz DNA’sı olarak bilinen küçük miktarlarda DNA, sigara izmaritleri, kıl folikülleri, tükürük, semen ve hatta dışkı gibi

Bu, 1980’lerde polimeraz zincir reaksiyonu veya DNA’nın tek bir iplikçiğinin birçok kez çoğaltılmasına izin veren “PCR” olarak adlandırılan bir yöntemin bulunmasıyla mümkün olmuştur. Bu, testleri yürütmek için yeterli DNA bulunana kadar binlerce kopya oluşturur.

Analiz Başlar Modern DNA tanımlamanın temel dayanağı, uzunluğa (tekrar sayısı) göre değişen küçük DNA kesitleri olan kısa tandem tekrarlama (STR) işaretleyicileridir.

Bir DNA profili oluşturmak için çoklu STR işaretleri kullanılır. Bunlar genellikle bir cinsiyet belirleme testi (amelogenin geni) içeren ticari kitler kullanılarak test edilir.

Mitokondriyal DNA Başka bir yöntem ise mitokondriyal DNA kullanılmasıdır.

ve büyükanneler çocuklarıyla aynı DNA dizisini paylaşırlar (ancak babalar değil).

Mitokondriyal DNA diğer DNA tiplerinden daha uzun süre dayanır ve soğuk vakalarda sıklıkla kullanılır. Mitokondriyal DNA “harfleri” dizisi, anneden çocuğa geçer (nadir mutasyonlar hariç), bu nedenle anneler

Bu, mitokondriyal DNA’yı kayıp kişilerin tespitinde yararlı kılar — Daniel Morcombe’un kemikleri bu şekilde tanımlandı.

Y Kromozomu Y kromozomu sadece erkeklerde bulunur ve babadan oğula geçer. Bu, Y kromozom STR işaretleyicilerini, erkek ve kadın DNA örneklerinin karıştırılabildiği ve erkek şüphelinin kimliğinin oluşturulması gereken cinsel saldırı vakaları gibi durumlarda yararlı bir araç haline getirir. Mitokondriyal belirteçlerle aynı şekilde, Y

eşleştiricileri aile eşleştirmesi yoluyla teşhis için kullanılabilir. Cezai soruşturmalarda aile eşleştirme süreci gizlilik endişelerini artırır, ancak giderek yaygınlaşmaktadır. Son zamanlardaki bir olayda, bir şüphelinin soyadı, genetik soy geçmiş veritabanlarında erkek aile üyelerinin kayıtlarından tespit edilmiştir.

Haberi Çeviren : Seda Seval Ürün

21


PRİON PROTEİNLER

Son yıllarda yapılan çalışmalar sonucunda, bir protein molekülünün bilinen etkenler (bakteri, virüs) dışında yeni bir hastalık yapıcı etken olduğu ortaya konulmuştur. Proteinin hastalık yapıcı etkisi 17. yüzyıldan itibaren bilinmesine rağmen “Prion” adını alması 20. yüzyılda gerçekleşmiştir [1]. Normal prionlar; 27-30 kDa molekül ağırlığında, geniş bir alfa Heliks, geniş bir beta yaprak tabakasında olan ve hücre yapısının dış yüzeyine glikofosfotidilinositol (GPI) ile bağlanan bir glikoproteindir [1, 2, 3]. Hastalıklı prionlar ise; yaklaşık aynı molekül ağırlığına sahip ancak daha kısa bir alfa Heliks, daha çok geniş bir beta yaprak tabakasında ve proteazlara karşı dirençli glikoproteinlerdir.

Şekil: İnsan Prion Proteininin (PDB Kodu:1QLZ) üç boyutlu yapısı Prion proteinlerinin sentezi sırasında hastalığa neden olan forma dönüşmesiyle hastalıklı prion proteine neden olur. Hastalıklı prion proteinleri merkezi sinir sistemi hastalıklarına neden olurlar [1, 3, 4]. 200 yıldan uzun süredir bilinen ilk prion hastalığı “scrapie” dir [5]. Hastalığın etkeninin tam olarak nedeni bilinmeden önce genellikle viral etkenler olduğu varsayılmaktaydı. Ancak yapılan çalışmalar sonucunda hastalığa neden olanın virüs olmadığı ortaya koyulmuştur. Prusiner’ in 1982 de yaptığı bir çalışma sonucunda; sıradışı bir prion proteini normal hücresel prion proteini ile etkileşerek enfeksiyonun sağlıklı hücreye yaydığı görüldü ve giderek artan hastalığın etkileri sonucunda da ölümle sonuçlanmıştır [6]. Normal prion proteini ve patajonik prion proteinleri arasında; moleküllerinin özellikleri açısından, etki mekanizması ve yayılma mekanizması açısında farklılıklar vardır. Bu farklılıklar genellikle proteinin sekonder yapısında gerçekleşir [6]. Patajonik prion proteinin normal prion proteinine göre enzimatik

reaksiyonlar bakımından da farklılıkları mevcuttur. Patajonik prion proteini proteazlar tarafından enzimatik parçalanmaya ve ısıl şoklamaya karşı daha dayanıklıdır. Prionların genel özellikleri 4 grupta toplanabilir [7]. Bunlar: 1. Prionlar genetik materyal taşımayan enfeksiyözajanlardır ve prionlar dışındaki tüm enfeksiyöz ajanlar genetik materyale sahiptir. 2. Prion hastalıkları genetik olmamasının yanı sıra diğer ajanların aksine bulaşıcı olabilirler. 3. Prionlar proteazlara karşı dirençli olduğundan merkezi sinir sisteminde nöronlarda birikerek hücre ölümüne yol açarlar. 4. Patajenik prion proteinlerinin oluşumuna neden olan mutasyonlar farklı hastalık fenotiplerine de neden olabilir.

22


Çizelge 1: Prion hastalıkları

İnsan Prion Hastalıkları İnsan prion hastalıklar genetik, sporadik ve sonradan kazanılan olmak üzere üçe ayrılır. Hastalığın % 85’ i

sporadik olup dünyada milyonda bir görülür [5].

Çizelge 2: İnsan prion hastalıkları

Hayvan Prion Hastalıkları Belirlenen en eski prion hastalığı koyun ve keçilerde görülen “Scrapie” dir. 136. kodonda alanin-valin, 154. kodonda histidin-arjinin, 171. kodonda da histidin-glutamin aminoasitlerinde mutasyonlar sonucu oluştuğu belirlenmesine rağmen değişimlerin dirençliliği ve duyarlılığı hakkında henüz bir bilgi bulunmamaktadır [8] Kronik wasting hastalığı Kanada ve Amerika geyiğinde görülen bir prion proteinidir. Diğer prion hastalıklarında farkı patojenik prionların kalp

ve iskelet yapıları da olmak üzere birçok dokuda bulunmalarıdır. Feline spongiform ensefalopati (FSE) kedilerde görülen bulaşıcı süngerimsi ensefalotopi hastalığıdır. Bu hastalığın insanlara geçtiği olaylar olmasına rağmen kesinliği kanıtlanmamıştır.

23


Kaynaklar [1] Prusiner, S. B. (1982), “ Novel Proteinaceous Infectios Particles cause Scrapie”, Science, 216:136-144. [2] McKinley, M. P., Bolton, D. C. ve Prusiner, S. B. (1983), “ A Protease-Resistant Protein is a Structural Componentof the Scrapie Prion”, Cell, 35:57-62. [3] Hope, J. (2000), “ Prions and Neurodegenarative Diseases”, Current Opinion in Genetics& Development, 10: 568-574. [4] Hopp, P., Ulvund, M. J. ve Jarp, J. (2001), “ A Case- Control Study on Scrapie in Norwegian Sheep Flocks”, Preventive Veterinary Medicine, 51: 183-198. [5] Colby, D.W., Prusiner, S. B. (2011), “Prions”, Cold Spring Harbor Perspectives Biology, doi: 10.1101/ cshperspect.a006833. [6] Donne, G., Viles, H., Groth, D., Mehlhorn, I., James, T l., Fred E. Cohen, stanley B. Prusiner, Peter E. Wright, and H. Jane Dyson, (1997), “Structure of the recombinant full-length hamster prion protein PrP(29– 231): The N terminus is highly flexible” Proc. Natl. Acad. Sci. USA Vol. 94, pp. 13452–13457. [7] Prusiner, S. B. (2001), “ Shattuck Lecture- Neurodegenerative Diseases and Prions”, N. Engl. J. Med., 344: 1516-1526. [8] Tranulis, M. A. (2002), “ Influence of the Prion Protein Gene, Prnp, on Scrapie Susceptibility in Sheep”, APMIS, 110: 33-42.

Leyla Yeşilçınar Kimyager (Doktora Öğrencisi) leylayasilcinar@stu.comu.edu.tr

24


KARBON-KARBON BAĞLARINDA YENİ REKOR!

Fotoğraf : Fotoğraftaki en uzun C-C bağını içeren bileşiğin kimyasal yapısı Hokkaido Üniversitesi’nin araştırmacıları bir organik bileşikte daha öncekilere oranla daha uzun bir karbon-karbon bağı (C-C) sentezledi ve bu şekilde normal sınır olarak kabul edilen değeri aştı. Araştırmacılar bu yeni bağı “hiperkovalent bağ” olarak adlandırdı. 10c olarak adlandırılan bu yeni polisiklik hidrokarbonun kararlı olduğu gözlemlendi. Röntgen analizine göre C-C bağ uzunluğu 1806 Angströme kadar varıyor ki bu değer de daha önceki dünya

rekorlarını geçiyor. Kimyasal bağlar, atomlar arasındaki elektronların paylaşılması veya aktarılmasıyla yani elektron alışverişiyle oluşur. Oluşum esnasında ne kadar çok elektron dahil olursa, oluşan bağlar da bir o kadar kısalır. Aynı zamanda bağ uzunluğu arttıkça bağın gücü azalır. Kimyasal bağlar normalde 1.54 Angström uzunluğunda olur ve bir C-C bağının uzunluğunun değiştirilmesi, o organik bileşiğe benzersiz özellikler kazandırır.

Sol tarafta en uzun C-C bağını içeren 10c kristali gösterilmektedir. Sağ tarafta ise o kristalin analizinde kullanılan röntgen ışını kırınım cihazı (XRD) gösterilmektedir.

25


Bu keşiften önce diğer araştırmacılar teorik sınır olarak varsayılan 1803 Angströmden itibaren karbonla karbonun bağ gücünün 0 olacağını, yani bileşiğin kararlı olamayacağını tahmin ediyorlardı. Ancak bu hesaplama yapılırken bağ gücü ile uzunluğu arasındaki ilişkinin doğrusal olduğundan yola çıkmışlardı. Hokkaido Üniversitesi’nden Yusuke Ishigaki, Takanori Suzuki ve onların ekibi, büyük bir olasılıkla bundan daha da uzun bir karbon-karbon bağı elde etmiş olduklarını, çünkü karbonla karbonun bağ gücü ile uzunluğu arasındaki ilişkinin gerçekte doğrusal olmadığına dair kanıtlar olduğunu iddia ettiler. Bunun üzerine ekip “Core-Shell-Stratejisi” olarak adlandırdıkları bir teorik organik bileşim oluşturdu. Çekirdekteki uzun ve güçsüz karbon bağlarını elektron bulutuna “dibenzosikloheptatrien” maddesinden oluşan halkalar yerleştirerek sabitlediler. Elektron bulutunda yapılan yapısal değişiklikler, çekirdekteki karbon-karbon bağlarının uzamasına neden olabiliyor.

Ekip, bundan sonra renksiz kristallerden oluşan, 10a ve 10b olarak adlandırdıkları iki bileşik ve turuncu renkli kristallerden oluşan, 10c olarak adlandırdıkları üçüncü bir bileşik oluşturdu. Röntgen incelemelerinin sonucunda üç bileşiğin de uzun karbon-karbon bağları oluşturduklarını; 10c bileşiğinin C-C bağlarının ise 127 dereceye ısıtıldığında 1806 Angström rekor uzunluğuna ulaştığını gördüler. Bu uzunlukta bir karbon-karbon bağı içeren bir organik bileşiğin kararlı kalamayacağı düşünülse de, çözeltinin çok yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılması durumunda bile bileşiğin ayrışmadığı gözlemlenmiştir. Bu kararlılığın elektron bulutuna yerleştirilen halkaların bağı koruması sayesinde gerçekleştiği tahmin ediliyor. Yusuke Ishigaki Core-Shell-Stratejisi sayesinde ileride daha da uzun karbon-karbon bağları elde edebileceklerini açıkladı. Bunun rekor kırmaktan çok kimyanın temellerini keşfetmek için yapılacağını da ekledi.

Haberi Çeviren : Elif Başara

26


KUANTUM NOKTALAR

Figür 1- Kuantum nokta büyüklüğü dikkatle seçilerek sentezlenen farklı renklere sahip partiküller. Absorbsiyon rengi partikül büyüklüğüne bağlı olarak değişmektedir. Fotoğraf: Felice Franke Kuantum noktalar nanoboyuttaki, elektronik ve optik özelliklere sahip yarı iletken malzemelerdir.

Kuantum noktaların (QDs) tarihi, 1980 yılında Rus fizikçi Ekimov tarafından cam kristallerinde keşfedilmesiyle başlar. Kuantum noktaların teknolojik ve bilimsel ilerlemesi 1984 yılından sonra, Luis Brus’ın yarı iletkenlerde boyut ve band genişliği arasındaki ilişkiyi bulmasıyla başlamıştır [1]. Bu yapılar, belirli elektronik ve optik davranışlarından, kuantum noktaların fiziksel boyut ve bileşenlerinden kaynaklı kuantum etkilerinden, yararlanılmasını sağlar. Fotoğraf : Luis Brus

Kuantum noktalar 2000’li yıllardan itibaren, kolloidal veya plazma sentezi kullanılarak çözeltide üretilen bağımsız yarı iletken küreler olrak bilinmektedir. Kuantum noktaların elektronik yapısı, fiziksel olarak boyut ve bileşimlerinin işlevlerinin ayarlanabilmesi, benzersiz bir şekilde optik ve yarı iletken özellik kazandırır. Bu yapılar, yığın yarı iletken malzemeler

ve tek moleküllerin ortak özelliklerini gösterir. Kuantum noktaların çaplarını değiştirerek, optik emisyon spektrumlarını ayarlamaları bir diğer özellikleridir. Örneğin kadmiyum ve selenyumdan oluşan (CdSe) kuantum noktalar, parçacık boyutunu arttırarak maviden kırmızıya floresan değiştirmektedir [2].

27


Figür 2-Boyut büyüklüğüne bağlı olarak kuantum noktaların floresans spektrumu Geçtiğimiz son 30 yılda kuantum noktalar çeşitli uygulama alanlarında gelişme göstermiştir. Klasik nanokristaller genellikle, periyodik cetvelde IIVI, III-V ya da IV-VI gruplarındaki elementlerden oluşur; CdS, CdSe, CdTe, CdSe@ZnS, CdS@ZnS,

gibi. Kuantum noktalar son derece mükemmel floresans özelliklere sahiptirler ve biyoalgılama, hücre içi görüntüleme alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadırlar [1].

Kuantum Noktaların Fizikokimyasal Özellikleri Nanopartiküller boyutlarına göre sınıflandırıldığında, QDs, nanomalzeme alanında yarı iletken malzeme olarak kilit bir konumda bulunuyor. Kuantum noktalar, periyodik cetvelde II–VI (CdSe, ZnS, ve CdTe), III–V (InP ve InAs), ve IV–VI (PbSe ve PbS) gruplarındaki atomlardan oluşan, lüminesan özellik gösteren katı halde, nanoyapılı kristallerdir. Teknik

olarak, 1-10 nm arasında değişen nano boyutlarının sonucu olarak yığın makroskobik malzemeler ve izole atomların arasında özellik gösterirler. Bu seviyede kuantum etkilerinden dolayı fiziksel, kimyasal ve elektronik özelllikleri önemli ölçüde değişmektedir. Bu davranış, yarı iletken nanokristal yapılarındaki elektronik göç ile ilişkilidir [3].

28


Figür 3- Makroskobik, nanokristal ve atomik yarıiletken malzemelerde enerji seviyeleri (a)- exciton Bohr yarıçapı (b) ve partikül büyüklüklerinin (c) ilişkili boyutlarının şematik gösterimi-Alivisatos [4]. Işık absorblandıktan sonra, Coloumb elektron çekim kuvvetine göre elektronlar ve boşluklar birbirini çeker ve exciton adı verilen elektronboşluk çifti oluşur. Elektron ve boşluk arasındaki fiziksel mesafe, her materyal için spesifik olan exciton Bohr yarıçapını temsil eder. Eğer yarıiletken malzemenin boyutu giderek küçülüyorsa yani exciton Bohr yarıçapı doğal haline daha yakın olduğunda,

nicelleştirmek mümkündür. Başka bir söylemle farklı enerji seviyeleri arasında geçiş sağlanabilir (figür3a). Bu durumda, farklı seviyelerdeki exciton Bohr yarıçapından daha küçük partiküller ile kuantum noktaların yarıkları ve elektronlarındaki kuantum sınırlama etkileri sonucu enerji seviyeleri arasındaki sonlu ayrımı ifade eder (figür3 b-c) [3].

Figür 4- Tasarlanan QDot’ın fizikokimyasal özellikleri; çekirdek, kabuk, ligantların yapısı ve bunların bağlanması ile ilişkilidir. Bu fiziksel davranış kuantum noktalarda, 1. 2. 3. 4.

Yüksek fotostabilite Geniş absorbsiyon spektrumları Dar ve geniş emisyon spektrumları Geniş enerji absorbsiyonu kesitleri gibi fizikokimyasal özelliklere sahip olmasını sağlamaktadır.

29


Figür 5- QDot nanokristal yapıların boyutları [5]. Kuantum noktaların emisyon renkleri, boyutlarına, kimyasal bileşimlerine ve yüzey kimyasına bağlı olarak değişmektedir ve ultraviyole görünür dalga boylarına Kuantum noktalar, üç boyutlu nanoözelliklere sahip olmasının yanısıra nanopartikül ve nanoteller gibi tek tabaka halinde sıradan

özelliklere sahip olabilirler. Bu sayede istenilen fiziksel özelliklere sahip kuantum noktalar, başka bir söylemle bir çok atomdan meydana gelen yapay devasa atomlar, elde edebiliriz.

Kuantum Noktaların Uygulama Alanları

Kuantum noktalar, aydınlatma ve fotovoltaik uygulamalardan kuantum bilgisayarlar ve biyolojik uygulamalara kadar geniş bir uygulama alanına sahiptir.

30


Kuantum noktaların aydınlatmadaki kullanımında temel olarak, malzemelerin dar ve ayarlanabilir emisyon band genişliklerinden yaralanılır. Yayılan renk spektrumunu ayarlamak ya da düzenlemek için renkli LED’lere kuantum noktalar eklenebilir. Arka plan ışığının bir parçası olarak kuantum noktalar

kullanıldığı zaman, kırmızı ve yeşil dalga boylarında yayılan ışık bir tabakada biriktirillir ve mavi ışık ile eşleştirilir.Bu olay daha iyi bir beyaz ışık ve buna bağlı olrak daha iyi bir renk skalası sunuyor (figür 6) [7].

Figür 6- Geleneksel ekran tabakalarına kıyasla QDot içeren Kindle Fire HDX 7 arka ışık için emisyon spektrumları [6] Biyolojik görüntüleme alannında kuantum noktalar, biyolojik örnekler, hücre kültürü ve hayvan modellerinin çalışmasında eksojen problar olarak kullanılır. Florofor ve uzun ömürlü floresans

yapmaları sayesinde, in vivo görüntüleme, in vitro tanı, ilaç salımı ve fotodinamik tedavi yöntemlerinde kullanılır [8].

Figür 7- Zn-Cu-In-S / ZnS Çekirdek/Kabuk Kuantum Noktaların İnhibitör Mavi-Shift Fotolüminesans ile sentezlenmesi ve Biyogörüntüleme Hedef Tümör için Uygulamaları [8]. Kaynaklar 1. Li J., Zhu J.J. Quantum Dots for Fluorescent Biosensing and Bio-Imaging Applications. Analyst. 2013; 138(9):2506–2515. DOI: 10.1039/c3an36705c 2. Paul W. Brazis,Quantum Dots and Their Potential Impact on Lighting and Display Applications,July,2017. 3. Carlos A. Martínez Bonilla and Vladimir V. Kouznetsov, “Green” Quantum Dots: Basics, Green Synthesis, and Nanotechnological Applications, June 2016. 4. Alivisatos A.P. Semiconductor Clusters, Nanocrystals, and Quantum Dots. Science. 1996; 271 (5251):933–937. DOI: 10.1126/science.271.5251.933 5. nanotech-now.com

31


6. Samsung blog: “Why Are Quantum Dot Displays So Good?” (http://www.samsung.com/global/tv/blog/ why-are-quantum-dot-displays-so-good.html) 7. W. Fenlon, “Kindle Fire HDX 7 and Nexus 7 Handily Beat Retina iPad Mini in Display Shoot-Out,” Tested. com, 19 November 2013 (http://www.tested.com/tech/ tablets/459137-kindle-fire-hdx-7-and-nexus-7handily-beat-retina-ipad-mini-display-shoot-out/). 8. Weisheng Guo, Na chen, Yu Tu, Chunhong Dong, Bingbo Zhang, Chunhong Hu, Jin Chang, Synthesis of Zn-Cu-In-S/ZnS Core/Shell Quantum Dots with Inhibited Blue-Shift Photoluminescence and Applications for Tumor Targeted Bioimaging, Theranostics 2013; 3(2): 99-108

Tuğba Nur Akbaba Kimyager (Yüksek Lisans Öğrencisi) tugba.nur.25@gmail.com

32


BİLİM İNSANLARI, TEMİZ ENERJİ ÜRETİMİ İÇİN YUMURTA BEYAZI KULLANIYOR

Yumurtalar yakında insanlara kahvaltıdan daha fazla yakıt sağlayabilir. Osaka City Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, karbonsuz yakıt üretmek için yumurta beyazlarını kullanmanın potansiyel bir yolunu geliştirdiler.

Tabe ‘’Katalitik bileşenler olarak hareket eden moleküllerin hassas birikimi fotokatalitik sistem kurmak için önemlidir.’’ dedi. ‘’ Çözeltide moleküler bileşenler rastgele dağıldıklarında, katalitik reaksiyonlar ilerleyemez.’’

Sonuçlarını 2 Şubat’ta Applied Catalsysis B.’de yayımladılar. Osaka City Üniversitesi Yüksek Mühendislik Okulu’nda özel görevlendirme ortak araştırmacısı Hiroyasu Tabe ‘’Hidrojen umut verici yakıt ve enerji kaynağıdır çünkü hidrojen kullanıldığında küresel ısınma gazı açığa çıkarmaz. Fakat hidrojen üretimi reaksiyonları genellikle fosil yakıt kullanımı gerektiriyor ve karbondioksit yayıyor.’’ dedi.

Ekili bakteriler tarafından saf proteinlerin üretilmesi, bu katalitik molekülleri hassas bir şekilde biriktirmek için umut veren bir yol, ancak özel laboratuar ekipmanı gerektiriyor. Tabe’ye göre, tavuk yumurtası, protein bazlı kimyasalların iyi bilinen depolarıdır.

Tabe’e göre, hidrojeon üretim reaksiyonunu hızlandırmak için güneş enerjisi gibi yenilenebilir kaynaktan fotokatalizör kullanmak oldukça etkili olacaktır. Hidrojen evrimi olarak adlandırılan gaz depolanmalıdır ve temiz yakıt üretimi için kullanışlı olmayan moleküllerle birleşmesinden uzak tutulmalıdır.

Pahalı olmayan ve tükenmeyen tavuk yumurtası beyazı gözenekli lizozim kristallerinden oluşmaktadır.

33


Tabe, kristal yapının X-ray teknolojisi ile kolaylıkla analiz edildiğini belirterek ‘’Lizozim kristalleri oldukça düzenli nanoyapıya sahipler ve bu yüzden kristallerde biriken moleküler bileşikleri yönlendirebiliriz. ‘’ dedi.

kullanılan bengal gülünün uygulaması ile sağlanır. Böylece, lizozim kristellerinin çözücü kanallarına girer ve hidrojen evrimi reaksiyonunu hızlandırır.

Bu analiz Tabe’ye göre özellikle önemlidir, çünkü kristaller içindeki moleküler bileşenler kesin olarak ortak immobilizasyon ile yönlendirilmelidir. Bu, genellikle göz damlalarında zararı belirlemek için

Tabe, “Bu sonuçlar, gözenekli protein kristallerinin periyodik ve mantıklı bir şekilde moleküler etkileşimler kullanarak katalitik bileşenleri biriktirmek için umut verici platformlar olduğunu gösteriyor” açıklamasında bulundu.

Haberi Çeviren : Melis Kırarslan

34


REKLAM İÇİN REKLAM VERMEK İÇİN DOĞRU YERDESİNİZ reklam@inovatifkimyadergisi.com


Yeşil kristaller Brent K. Rubio'nun genel kimya laboratuvarında öğrenciler standart çalışmalarını yaparken ilginç bir deneyim yaşadılar. İlk olarak bakır oksit oluşturmak için havadaki bakır parçaları yaktılar ve daha sonra bu oksidi, sülfürik aside eriterek mavi bir bakır sülfat çözeltisi yaptılar. Ancak çözeltiyi kuruması için bıraktıklarında,beklenen mavi kristaller yerine bu güzel yeşil örümcek ağını oluşturdular. Rubio ve öğrencilerinin tahmini bu olayın bir kontaminanttan dolayı bakır sülfat hidroksit olduğu yönünde. Öğrenciler kristalleri suda yeniden çözdüklerinde mavi bir çözümü geri kazandı ve daha sonra çözeltiden tipik mavi katı maddeyi elde ettiler. Zeliş Girgin Zeliş Girgin

Inovatif Kimya Dergisi Sayi 57  

İnovatif Kimya Dergisi Sayi 57

Inovatif Kimya Dergisi Sayi 57  

İnovatif Kimya Dergisi Sayi 57

Advertisement