Inovatif Kimya Dergisi Sayi 78

Kimya Dergisi

İNOVATİF Kimya Dergisi YIL:8 SAYI:78 OCAK 2020

KARBON DOTLAR

EKİBİMİZ YAVUZ SELİM KART PELİN TANTOĞLU KART MERVE ÇÖPLÜ HACER DEMİR NURSELİ GÖRENER RABİYE BAŞTÜRK SİMGE KOSTİK RABİA ÖNEN MELİKE OYA KADER MUAZ TOĞUŞLU ELİF BERFİN KAVAK DİLARA KÜÇÜKAY TOLGAHAN ÖZER NUREVŞAN GÜNDOĞDU SELİNAY ÖZEL FATMA CEREN DOLAY KÜBRA YILDIZ SEVDA YILMAZ SİNEM ŞAHİN BÜŞRA EMETİ CENGİZ DİLANUR TOPLAK EMİNE BAYDERE

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/

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

BİYOKÜTLE ENERJİSİ VE BİYOGAZ ÜRETİM PROSESİ

6

PROSTAT KANSERİNİ ODAĞINDA YOK EDECEK YENİ İLAÇ

11

KİMYANIN YEŞİL DÜNYASI

13

TÜRKİYE’DE KIRIŞIKLIK ÖNLEYİCİ MADDE ÜRETİLDİ

17

BİLİMİN YÖNÜNÜ DEĞİŞTİREN KEŞİF KARBON DOTLAR

19

TÜRKİYE’NİN İLK YERLİ İLACI ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ’NDE ÜRETİLDİ

25

TOZ BULUTUNDAN EVRENE

26

İZMİR BİYOTIP VE GENOM MERKEZİNDEN YERLİ İLAÇ İÇİN ÖNEMLİ ADIM

30

CFD ( COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS )

32

BOR MADENİNDEN ALZHEİMER VE PARKİNSON TEDAVİSİ İÇİN YERLİ İLAÇ ÜRETİLDİ

35

KANSER HÜCRELERİNDE NELER OLUYOR? P53 VE MDM2 PROTEİNLERİ

36

TÜRK BİLİM İNSANINDAN SERA GAZI YAYILIMININ VE KİRLİLİĞİN DÜNYA’YI TEHDİT ETTİĞİ UYARISI

40

BİYOKÜTLE ENERJİSİ VE BİYOGAZ ÜRETİM PROSESİ Biyokütle enerjisi, 100 yıldan daha az bir sürede kendini yenileyebilen karada veya suda yetişen herhangi bir bitki de dahil olmak üzere, kentsel, ormancılık ve gıda endüstrileri tarafından üretilen atık, organik malzemelerden enerjinin geri kazanılmasını ifade eder. Biyokütle enerjisinin temeli, bitkilerin güneşten aldıkları enerjiyi fotosentez yoluyla kimyasal enerji biçiminde depolamalarıdır, süreç tam olarak böyle başlar. Kimyasal enerjinin biyolojik organizmalardan biyokütle enerjisine transferi çeşitli işlemlerle gerçekleşir. [1] Biyokütle enerjisi, çevre dostu, sürdürülebilir enerji üretimi ve çevre yönetimi sağlayan gelişim ve sürekliliği hedefleyen özellikleri ile tüm dünyada geniş bir uygulama alanı ve yeni gelişen bir ilgi alanı bulmuştur. Kolay depolanabilirliği, taşınabilirliği ve her ölçekte enerji verimiyle tüketim tiplerine uyumluluğu, biyokütle enerjisinin yakın gelecekte en önemli kaynak değeri göreceğine işaret eder.

miktarlarının artması, yerel kalkınma, iş yaratma ve küresel ısınmanın önlenmesi açısından önemli bir gelişmedir. Biyokütle enerjisinin Türkiye için kullanılması, dış enerjiye bağımlılığın azaltılması ve tarım/sanayi kirliliğinin önlenmesine yardımcı olmaktadır. [2] Biyokütle enerjisi, geleneksel ve modern üretim formları olarak kullanım alanına göre iki ana gruba ayrılmaktadır. Geleneksel biyokütle, genellikle gelişmekte olan ülkelerde ve kırsal alanlarda ısıtma-pişirme amaçlı kullanılan hayvansal ve tarımsal atıklardan üretilir, düşük verimli enerji sağlayan doğrudan yakma yöntemi kullanılır. Öte yandan, modern biyokütle, ileri kimyasal dönüşüm teknikleriyle üretilen ve elektrik üretimi ve akaryakıt için kullanılan biyogaz, biyoetanol, biyodizel ve sentetik yağ gibi biyoyakıtlardan oluşmaktadır. [1]

Biyokütle enerjisi, mevcut enerji tüketim yapılarının tamamen ortadan kaldırılmasını gerektiren diğer yenilenebilir teknolojilere kıyasla, kısa vadede ekonomik olarak daha avantajlıdır ve etkilidir.

Yani, biyokütlenin önemli bir avantajı, Türkiye'nin mevcut tarımsal ve endüstriyel altyapısının uygun üretim süreçlerine hali hazırda sahip olmasıdır. Diğer taraftan, Türkiye güneş alma süresi, potansiyel ekilebilir arazi ve su kaynakları gibi nitelikleriyle biyokütle üretimi için oldukça uygundur. Türkiye'de geleneksel yönteme bağlı olarak, biyokütle enerjisi ticari olmayan yakıtlar şeklinde kullanılmaktadır.

Ancak son yıllarda modern biyokütlenin kullanım

6

Kimyasal ve Biyolojik Prosesler Biyogaz Doğal olarak oluşmuş bataklıklarda milyonlarca yıldır mikroorganizmalar, oksijensiz veya sınırlı oksijenli ortamda kendi metabolik faaliyetleri için organik ve inorganik maddeler kullanarak metan, karbon dioksit ve eser miktarda hidrojen, azot ve hidrojen sülfür içeren bir gaz karışımı oluştururlar. Bu gaz, bataklık gazı, gübre gazı veya biyogaz gibi isimlerle

anılmaktadır. Bu proses, insanoğlunun çok sonra dikkatini çekmiş ve biyogaz üretim teknolojileri gelişmiştir. Biyogaz oluşumunda yaş biyokütle, mikrobiyolojik bakteri faaliyetleri ile parçalanır, oksijensiz ortamda biyokimyasal fermantasyon gerçekleşir. [4]

Şekil 2: Biyogaz Üretim Prosesi [5] Katı atıkların anaerobik arıtımı için bazı ön-arıtma ve son-arıtma prosesleri gereklidir. Ön arıtma prosesleri manyetik ayrım, döner tambur, parçalama, eleme, hamurlaştırma, çöktürme ve pastörizasyon olarak sayılabilir. Bunların yanında biyogaz iyileştirme ve fermente ürün susuzlaştırma veya ıslak mekanik ayrım da birçok ürünün geri kazanılabileceği son-arıtma prosesleri olarak sayılabilir. Evsel katı atıkların anaerobik olarak arıtıldığı tesisler birçok prosesin birleşiminden oluşur. Atıktan elde edilebilecek ürünlerin miktar ve kalitesini çoğu

zaman atığın bileşimi ve yapısı belirlese de anaerobik reaktörün tasarımı da ürünlerin miktar ve kalitesini etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Ayrıca, anaerobik reaktör tasarımı gerekli ön-arıtma ve son-arıtma ihtiyaçlarını da belirler. Evsel organik katı atıkların anaerobik olarak arıtıldığı reaktörler içlerindeki katı madde yüzdesine (ıslak ve kuru sistemler), kademe sayısına (tek ve çift kademeli sistemler) ve prosesin yürütüldüğü işletme sıcaklığına (mezofilik ve termofilik sistemler) göre sınıflandırılır (Şekil 2). [3]

Şekil 2: Anaerobik Biyolojik Arıtma Yöntemleri İçin Sınıflandırma

7

Biyogaz Üretiminde Kullanılan Sistemler a.) Kesikli (Batch) Fermantasyon Tesisin fermantörü (üretim tankı) hayvansal ve/ veya bitkisel atıklar ile doldurulmakta ve alıkoyma - bekletme süresi kadar bekletilerek biyogazın oluşumu tamamlanmaktadır. Kullanılan organik

maddeye ve sistem sıcaklığına bağlı olarak bekleme süresi değişmektedir. Bu süre sonunda tesisin fermantörü (reaktörü) tamamen boşaltılmakta ve yeniden doldurulmaktadır.

b.) Beslemeli - Kesikli Fermantasyon (Ardışık) Burada fermantör başlangıçta belirli oranda organik madde ile doldurulmakta ve geri kalan hacim fermantasyon süresine bölünerek günlük miktarlarla

tamamlanmaktadır. Belirli fermantasyon süresi sonunda fermantör tamamen boşaltılarak yeniden doldurulmaktadır.

c.) Sürekli Fermantasyon Bu fermantasyon biçiminde fermantörden gaz çıkışı başladığında günlük olarak besleme yapılır. Sisteme aktarılan karışım kadar gazı alınmış çökelti sistemden dışarıya alınır. Organik madde fermantöre her gün belirli miktarlarda verilmekte, alıkoyma süresi kadar bekletilmekte ve aynı oranlarda fermente olmuş materyal günlük olarak fermantörden alınmaktadır. Böylece günlük beslemelerle sürekli biyogaz

üretimi sağlanmaktadır. [5] Anaerobik çürütme proseslerinde, kompleks organik maddelerin metan gazına dönüştürülmesinde çeşitli tür ve özellikte mikroorganizma grupları yer almaktadır. Bu kompleks organiklerin anaerobik ayrıştırılarak metan gazına dönüştürülmesi üç aşamada gerçekleşmektedir. [3]

1.Sıvılaşma Aşaması (Asitojen veya Hidroliz): Kompleks organik maddeler, fermantatif ve hidrolitik bakteri grupları tarafından daha basit yapıda çözülebilir uçucu organik (lipitler, proteinler, karbonhidratlar, suda çözünen şeker, yağ asidi, amino

asit, gliserin, alkol, karbonhidrat monomerleri gibi) maddelere parçalanırlar. Hidroliz hızını etkileyen en önemli faktörler pH, sıcaklık ve çamur yaşıdır. Yaş biyokütlede bulunan moleküllere parçalanır.

2. Asetojen Aşaması (Asit Üretimi): Bu aşamada asetojenik bakteri grupları tarafından birinci aşama hidroliz ürünleri olan uçucu organik maddeler, organik asitlere dönüştürülür. Bakteriler,

sıvılaşma aşamasının ürünleriyle beslenerek uçucu yağ asitleri, sirke asidi, hidrojen ve karbon dioksit oluştururlar.

3. Metanojenesis Aşaması (Metan Üretimi): Anaerobik arıtmanın son aşamasında ise, diğer iki kademede oluşan ürünler metanojenik bakteriler

tarafından metan gazına dönüştürülmektedir. [3]

8

Şekil 3: Örnek Biyogaz Sistemi Akış Şeması Anaerobik çürütücülerde oluşan biyogaz, hacimsel olarak %65–70 metan (CH4), %25–30 karbondioksit (CO2) ve küçük miktarlarda N2, H2, H2S, su buharı ve diğer gazlardan meydana gelmektedir. Çürütücü gazın özgül ağırlığı havaya göre yaklaşık olarak 0.86’dır. [3]

Gaz oluşumu, çamurun uçucu katı madde içeriğine ve çürütücüdeki biyolojik aktiviteye bağlı olarak geniş bir aralıkta salınır. Elde edilen biyogaz; gaz motoru ve jeneratör yardımıyla ısı ve elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Ancak, kullanıma sunulmadan önce korozif etkisi olan ve motor için uygun olmayan H2S, CO, CO2 gibi gazlardan arındırılmalıdır. [4]

Tablo 1: Bir m3 Biyogazın Enerji Eşdeğerleri [3]

Metan gazının standart sıcaklık ve basınç altında net ısıl değeri 35.800 kj/m3’tür. Anaerobik çürütücü gazı ortalama olarak yaklaşık %65 oranında metan içerdiğinden, çürütücü gazın ısıl değeri bu değerden daha düşüktür (yaklaşık olarak 22.400 kj/m3).

Metan, propan ve bütandan oluşan doğalgaz ile karşılaştırıldığında ısıl değeri düşüktür. Biyogaz, kazanlar ve içten yanmalı motorlar için yakıt olarak kullanılabilir.

Biyogaz üretimindeki ve kompost kalitesindeki yüksek verimler, ayrı olarak toplanmış veya kaynağında ayrılmış evsel organik katı atık ile elde

edilirken, mekanik olarak ayrılmış evsel organik katı atığın biyogaz üretim verimi daha düşük olmaktadır.

Katı atıkların tek başına veya diğer atıklarla (mezbaha, hayvan çiftliği, organik endüstriyel atıklar gibi) birlikte havasız sistemlerde arıtımı, hem biyogaz eldesi ve enerji üretimi hem de düzenli depolama tesislerine gönderilen organik katı atık miktarının azaltılarak Avrupa Birliği biyolojik olarak ayrışabilir atık azaltımı hedeflerinin sağlanması açısından oldukça önemli bir alternatif olarak görülmektedir. [3]

9

Kaynaklar [1] BAYRAÇ, H, ÖZARSLAN, B. (2018). Biyokütle Enerjisi ve Ekonomik Büyüme Arasındaki İlişkinin Ampirik Bir Analizi: Türkiye Örneği. Yalova Sosyal Bilimler Dergisi, 8 (17), 1-17. Retrieved from: https://dergipark. org.tr/tr/pub/yalovasosbil/issue/39903/432567 [2] ERSANLI, C, ERCİYES, A, BAŞLAK, C. (2019). Geleceğin Düyasında Bilimsel ve Mesleki Çalışmalar 2019 Matematik ve Fen Bilimleri. Retrieved from: https://issuu.com/isvosjournal/docs/gdbvem_2019-fen_ ve_matematik?issuu_product=document_page&issuu_context=action&issuu_cta=like_publication [3] YILDIZ, Ş, SALTABAŞ, F, BALAHORLİ, V, SEZER, K, YAĞMUR, K. (2009). Organik Atıklardan Biyogaz Üretimi (Biyometanizasyon) Projesi – İstanbul Örneği. İSTAÇ A.Ş. İstanbul Büyükşehir Belediyesi Çevre Koruma ve Atık Maddeleri Değerlendirme Sanayi ve Ticaret A.Ş., İstanbul, Türkiye. Retrieved from https:// istac.istanbul/contents/44/cevre-makaleleri_130833527436070131.pdf [4] ÜÇGÜL, İ, AKGÜL, G. (2010). Biyokütle Teknolojisi. SDÜ Yekarum e-Dergi, 1 (1). Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/yekarum/issue/21886/235292 [5] http://www.yegm.gov.tr/yenilenebilir/biyogaz.aspx

Elif Berfin Kavak Kimya Mühendisi (Lisans Öğrencisi) elifkavak99@gmail.com

10

PROSTAT KANSERİNİ ODAĞINDA YOK EDECEK YENİ İLAÇ Boğaziçi Üniversitesi, College de France ve Fransız biyoteknoloji şirketi Ipsen, prostat kanserinde tümör hücrelerinin tamamıyla yok edilmesini hedefleyen, yeni bir tedavi için işbirliği yaptı. Projenin yürütücülüğünü Boğaziçi Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Umut Şahin üstleniyor. Şahin, söz konusu ilacın dünyada prostat kanseri tedavisinde bu konseptte geliştirilmiş ilk tedavi olacağını kaydetti.

Boğaziçi Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Umut Şahin, prostat kanserinde hedefli tedavi konulu uluslararası bir projenin yürütücülüğünü üstleniyor.

Boğaziçi Üniversitesi, College de France ve uluslararası biyoteknoloji şirketi Ipsen ortaklığıyla devam eden proje kapsamında prostat kanserinde yeni bir tedavi yöntemi uygulanarak kanserli hücrenin tamamıyla yok edilmesi hedefleniyor.

Literatürde bir ilk olan bu tedavi konusunda bilgi veren Doç. Dr. Şahin, prostat kanserinin dünya genelinde erkeklerde kanser ölümlerine bakıldığında akciğer kanserinden sonra ikinci sırada yer aldığını; erken teşhiste cerrahi yöntemle tedavi edilebilmekle birlikte; ileri aşamalarda tedaviye direnç gösterdiğini

ve metastaz eğiliminde olduğunu belirtti.

Bu nedenle prostat kanserinde hedefli terapiye yönelik önemli bir ihtiyaç olduğunu ifade eden Umut Şahin, bu alanda literatürde bir ilk olacak yeni bir tedavi geliştirilmekte olduklarını aktararak sözlerine şöyle devam etti: ‘’Daha önce kullandığımız ve iki ayrı lösemi türünde deneyerek başarılı sonuçlar aldığımız yeni bir tedavi yöntemini şimdi prostat kanserinde kullanmayı planlıyoruz. Aynı tedavi yöntemini baz alarak çalışan farklı bir ilaç geliştirdik. Hedefli ilacımızın amacı androjen reseptörüne bağlanıp bloke etmek yerine bağlandıktan sonra onu tamamen yok etmek. Bu çok yeni bir tedavi konsepti. Androjen reseptörü dediğimiz aslında bir protein. Hücrenin hayatı, döngüsü farklı proteinlerebağlı. Ancak tüm proteinlerin bir ömrü var, bir yerden sonra yıkıma uğruyorlar. Bu yeni ilaç aynı zamanda hücrenin o yıkım mekanizmasına yönelmesini sağlıyor. Bir diğer deyişle ilaç androjen reseptörüne bağlandığında onu yok ediyor ve ona bağımlı olan prostat kanseri hücreleri de ölüyor. Burada heyecan verici olan şey sadece prostat kanseri hücrelerinin ölmesi, sorunun odağının yok edilmesi ve bunu yaparken diğer sağlıklı

11

hücrelere zarar vermemesi.’’

Geliştirilecek ilacın güncel tedavilere cevap vermeyen prostat kanseri hücreleri üzerinde etkili olacağını belirten Şahin, söz konusu ilacın dünyada prostat kanseri tedavisinde bu konseptte geliştirilmiş ilk tedavi olacağını kaydetti. İlacın preklinik çalışmalarının hayvan deneyleri ile yapıldığını ve piyasadaki ikinci nesil ilaçlar kadar verimli sonuçlar aldıklarını belirten Umut Şahin,‘’En

iyimser ihtimalle 3-5 sene içinde tüm faz çalışmaları tamamlandığında ilaç insanlarda da kullanılabilir olacak’’ bilgisini verdi.

Doç. Dr. Umut Şahin biyoteknoloji alanında faaliyet gösteren Gilead Sciences Türkiye’nin 2013 yılından bu yana yürüttüğü “Gilead ile Hayat Bulan Fikirler” programı kapsamında Türkiye’den araştırma desteğine layık görülen bilim insanlarından biri olarak kısa süre önce Gilead Sciences “Hayat Bulan Fikirler” Ödülü’nü de aldı.

12

KİMYANIN YEŞİL DÜNYASI Yaşamımızın her alanında neredeyse kimyanın bir katkısı vardır. Geçmişten beridir yeni elementler keşfedilip, bileşikler oluşturularak ve deneyler tasarlanarak üretim, iyileştirme ve problemlere çözümler getirilmektedir. Zaman geçtikçe kimya bilgilerimize bir yenisi daha eklenmektedir. İşte bu kimya bilgilerini kullanılarak zamanında çok iyi işler de başarılmış ancak bazı istenmeyen sonuçlara neden olacak durumlarda söz konusu olmuştur.

Dünya genelinde artan nüfusla birlikte tüketimde de en üst safhaya çıkmıştır. Bu durumda endüstriyel faaliyetlerin önem kazanmasına sebep olmuştur. Üretim bir ülke için çok önemli ancak ürün için tesise giren hammaddeden çıkan atıklara hatta üretilen ürünün geri dönüştürülebilmesine kadar olan sürecin iyi tasarlanıp planlanması da göz önünde bulundurulması gereken önemli etkenlerdir.

Geçmişe dönülüp bakıldığında sadece sonuç odaklı çalışmalar yapıldığı gözlemlenmektedir. Yani bir maddeyi elde etmek amaçlanmış olup üretim maddelerinin kendini yenileyebilir olması, üretim sırasında yan ürün olarak kullanılan maddeler, çıkan atıklar ve asıl ürünün yanında çıkan yan ürün değerlendirmeleri göz ardı edilmiştir. Bu bilinçsiz üretim dolayısıyla kirlilik düzeyi de artmıştır.

Son zamanlarda çevre bilincinin artması, sağlıklı ve doğal yaşamanın daha da ön plana çıktığı bir döneme girmiş bulunmaktayız. İşte geçmişte bilinçsizce yapılan uygulamaların neden olduğu sonuçlar gün yüzüne çıkınca bazı değişikliklerin yapılması gerektiğinin farkına varılmıştır. Ve bu durumda yeşil kimya kavramı ile daha önce yapılan yanlışlara son verilip bilinçlenme sağlanmaya başlanmıştır.

Peki Yeşil Kimya Nedir?

Yeşil kimya tanımına bakılacak olunursa 12 ilkeyi temel alarak atık oluşumunun önlenmesi, yüksek

derecede verim elde edilmesi ve sürecin güvenli bir şekilde işlenmesi en temel hedeflerindendir.

Yeşil Kimyanın 12 İlkesi 1) Tasarımcılar bütün maddeler için enerji girdi çıktılarının mümkün olduğunca zararsız olması için uğraşmalıdırlar.

2) Atığı arıtmak yerine atığın oluşmasını önlemek daha iyidir.

3) Ayrıştırma ve saflaştırma işlemleri madde kullanımı ve enerji tüketimini en aza indirmek için düzenlenmelidir.

4) Ürünler, işlemler ve sistemler kütle, enerji, alan zaman yeterliliğini maksimum yapmak için düzenlenmelidir.

5) Ürünler, işlemler ve sistemler enerji ve materyal kullanımı boyunca itilen girdiden ziyade çekilen çıktı olmalıdır.

6) Entropi ve karışıklık geri dönüşüm, tekrar kullanım ya da yararlı eğilim üzerine tasarım seçimleri yapılırken bir yatırım olarak görülmelidir.

7) Dizaynın amacı sonsuz varlık değil hedeflenmiş süre olmalıdır.

8) Gereksiz kapasite ya da yararlılık çözümleri için dizayn bir tasarım hatası olarak görülmeli.

9) Çok bileşenli ürünlerdeki materyal çeşitliliği maliyet ve ayrışmayı azaltmak için en uygun düzeyde tutulmalı.

10) Ürün işlem ve sistem tasarımı materyal akışı ve mevcut enerji ile birleşme ve ara bağlantı içermeli.

11) Ürün işlem ve sistemler bir ticari satış sonrası proses performansı için tasarlanmalı.

13

12) Materyal ve enerji girdileri tüketmekten ziyade yenilenebilir olmalı.

Çevre bilincinin kazanılması ile birlikte prosesler nasıl yeşil duruma getirilebilir sorusu ve temel alınan 12 ilkesi ile çalışmalar yapılmaya başlanmıştır.

Bruntland Raporu Nedir?

Dünya sürdürülebilir kalkınma zirvesidir. Bu zirvede 153 maddeye indirgenmiş olup genel olarak yoksulluğun önlenmesi, doğal kaynaklardan elde edilen yararda eşitliğin sağlanması, nüfus kontrolü ve çevre dostu teknolojilerin desteklenmesi üzerinde durulmuştur. Bu maddelerin hedeflerinden birkaç örnek vermek gerekirse: • 2010 yılına kadar biyolojik çeşitlilik kaybının azaltılması • 2015 yılına kadar temiz su ve atık su hizmetlerine sahip olmayan kişi sayısının yarıya indirilmesi

• 2020 yılına kadar kimyasalların kullanımında ve üretiminde insan sağlığı ve çevre üzerindeki olumsuz etkilerin azaltılması Sürdürülebilirlik yeşil kimyayı desteklemektedir.

Bruntland raporunda sürdürülebilirlik gelecek nesillerin ihtiyaçlarını karşılayabilme olanaklarını tehlikeye atmadan günümüz ihtiyaçlarını karşılayabilme olarak tanımlanmıştır. Özellikle hammaddenin yenilenebilir olması sürdürülebilirlik açısından önem arz etmektedir.

Yeşil Olduğunu Nasıl Anlarız?

1990 yılında Roger Sheldon tarafından sanayi için önerilen E faktörden bahsetmek gerekirse kimyasal madde üretiminde atık, üretimin bir ölçüsüdür ve E faktör hesaplamasında önemli bir yere sahiptir. E faktörü, bir bileşiğin hazırlanmasında üretilen toplam atık kütlesini, üretilen veya sentezlenen toplam ürün kütlesine bölünmesiyle hesaplanmaktadır. Burada

elde etmek istediğimiz ürün dışında her şey atık olarak değerlendirilmektedir. Ancak dikkat edilmesi gereken bir nokta vardır. Eğer sulu bir atık varsa burada suyun kendisi dışarıda tutulur ve sadece su içerisindeki organik bileşikler ve inorganik tuzlar alınmaktadır.

Toplam atık kütlesi(Kilogram) E faktörü= ---------------------------------------------Ürünlerin kütlesi(Kilogram)

14

E faktörü değeri ne kadar küçük olursa işlemin çevreye etkisi o kadar az olur.

İnsan Açısından Yeşil Kimya Öncelikle daha sağlıklı bir çevrede yaşama olanağı sağlanacaktır. Toksisitesi yüksek bir kimyasal çevreyle buluştuğunda hava, su ve toprak ile karışıp bir dönüşüm içinde olacak ve bir şekilde o su ile su ile sulama yapılıp topraktan ürün alınıp, hava solunduğunda insana zarar verecektir. Yeşil kimya

ile bunun önüne geçilmesi mümkündür. Kullanılan pestisit ve temizlik ürünleri daha güveli hale getirilip tüketiciyle buluşturulabilecektir. Kimyasal kullanılan ve üretilen tesislerde çalışan işçiler için daha güvenli ve sağlıklı bir çalışma ortamı sağlanıp kaza olma olasılığı en aza indirilmiş olacaktır.

Ekonomik Açıdan Yeşil Kimya Daha az hammadde ile en yüksek verimi yakalayarak daha fazla kar edilmesi, atık oluşumunun önlenerek arıtım masraflarının da önüne geçilmesi mali açıdan fayda sağlamaktadır. Ayrıca hammaddeyi sıfırdan almak yerine çıkan bir atıktan elde edilip

edilemeyeceği üzerinde durularak hammadde masrafının da önüne geçilmesi. Güvenli kimyasallar kullanılarak da tüketicide güveni sağlamak olumlu geri dönüşler verecektir.

Çevre Açısından Yeşil Kimya İnsan açısından yeşil kimya ile oldukça bağlantılıdır.

Yaşadığımız alanın daha güvenli olması hem insan hem bitki hem de hayvanlar için çok önemlidir. Ancak çevreyi kirletenler olarak insanlar gösterilirken, çevreyi temizleyip koruma hususunda önemli faktör olan yine insanlardır. Örneğin böcek için ilaçlama işlemi gerçekleştirilirken kullanılan kimyasalların çevrede birikmemesi, bir zaman

sonra parçalanarak zararsız ürünlere dönüşmesi yeşil kimya tarafından hedeflenmektedir. Ve iklim değişikliğinin daha da ilerlemesinin önüne geçilmiş olacaktır. Aynı tehlikeli kimyasal kullanımı azalacağı için depolama için kullanılan alanlarda da azalma olacak ve kirlilik ile tehlikenin önüne geçilmiş olacaktır.

Yeşil Kimya Bize Ne Sağlar?

Yeşil kimya, atık oluşumun en aza indirgendiği ve üretim veriminin çıkabilecek en üst düzeye çıkarılarak karlılık açısından kazançlı olduğumuz ve

en önemlisi güvenli bir proses sayesinde kazaların en aza indirgenmesi ile daha temiz bir çevre sağlar.

15

Kaynaklar [1] https://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry/what-is-green-chemistry.html [2] https://www.epa.gov/greenchemistry/basics-green-chemistry [3] https://www.epa.gov/greenchemistry/benefits-green-chemistry [4] https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/green-chemistry [5] https://www.academia.edu/2135441/ye%C5%9Fil_kimya [6] http://www.mfa.gov.tr/dunya-surdurulebilir-kalkinma-zirvesi_johannesburg_-26-agustos---4eylul-2002_.tr.mfa [7] https://www.extension.harvard.edu/inside-extension/green-chemistry-future-sustainability

Emine Baydere Kimya Mühendisi (Lisans Öğrencisi) eminebaydere99@gmail.com

16

TÜRKİYE’DE KIRIŞIKLIK ÖNLEYİCİ MADDE ÜRETİLDİ Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyopatoloji Bölümü Öğretim üyesi Prof. Dr. Nuray Yazıhan ve ekibi ‘Hyalüronik Asit’i laboratuvar ortamında bakteri kullanarak üretmeyi başardı.

kullanıma uygun saf hyalüronik asit imalatını gerçekleştirdi.

Yerli ve milli imalata geçmeye hazırlanan Yazıhan, “Hyalüronik asit devamlı dışarıdan aldığımız oldukça pahalı bir madde. Gıda takviyesi olarak kullanılıyor, kozmetik alanda kullanımı söz konusu artı tıbbi cihazlarda ve tıbbi ürünlerde oldukça fazla kullanım alanı var. Kullanım alanına göre elde etme taktikleri ve imalat taktikleri çok farklılaşıyor, bu fiyata da yansıyor” şeklinde konuştu.

Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyopatoloji Bölümü Öğretim üyesi Prof. Dr. Nuray Yazıhan ve ekibi, kozmetik alanında yaygın kullanılan ve cilt kremlerine ‘nem tutucu, kırışıklık önleyici’ özellik katan ‘hyalüronik asit’i laboratuvar ortamında bakteri kullanarak üretmeyi başardı.

Kozmetikte, estetik cerrahide ve doku mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan hyalüronik asit, köpek balığı derisi, horoz ibiği, sığır göz bebekleri gibi çeşitli hayvansal dokulardan da üretilebiliyor. Cilt kremlerinde kullanıldığında sudaki ağırlığının bin katına kadar nemi ciltte saklı tutma özelliği ile biliniyor.

Türkiye’de henüz ticari imalatı olmadığı için yurtdışından ithal edilen hyalüronik asit, Nuray Yazıhan ve ekibi tarafından laboratuvar ortamında üretildi.

Yazıhan ve ekibi, ilk denemelerini Osmangazi Üniversitesi’nden Prof.Dr. Ahmet Çabuk ve ekibinin başlattığı ‘bakteriden hyalüronik asit üretimi’ üstünde çalışarak gıda ve kozmetik alanlarında

Yazıhan, laboratuvar ortamında bakteriden ürettikleri hyalüronik asitin hayvansal kaynaklı imalata göre insan doğasına daha uyumlu olduğuna dikkat çekti: “Piyasada bulunan maddelerde hayvansal kaynaklı olanlar da var ama hayvansal kaynaklı ürünleri kullandığınız zaman bir alerjik reaksiyon görme olasılığınız çok yüksek. Artı hayvan herhangi bir bakteriyel ya da başka tür bir enfeksiyon olabildiği zaman onu taşıma olasılığı de olabiliyor. O yüzden genelde bakteriyel olanlar ve saflaştırılanlar tercih ediliyor ve insan doğasına daha uygun olanı bu. Artı kullandığımız bakteride biz herhangi bir genetik değişim yapmıyoruz.” ifadelerini kullandı. ​ 020 senesinin ilk 6 aylık döneminde hyalüronik 2 asitli gıda takviyesi imalatına geçeceklerini ifade

17

eden Yazıhan, ürünün GDO’suz bir gıda takviyesi formatında satışa sunulacağını kaydetti.

Gıda takviyesinin eklem problemleri yaşayanlara yönelik olacağını dile getiren Yazıhan şu şekilde devam etti: “Hyaluronik asit dediğiniz zaman akla güzellik geliyor, kadınların vazgeçilmezi bu, cildiniz açısından çok kritik mühim bir dolgu materyali bu madde ama bunun yanı sıra Türkiye için düşünürsek, çoğu insanda eklem problemleri var ve kemik sağlığı açısından da çok mühim. O açıdan gıda takviyesi olduğu zaman bizim toplumda çoğu insanın, özellikle bayanların belli bir dönem ardından takviye olarak aldıkları zaman kemik sağlığına etki eden bir formülasyon olarak karşınıza çıkacak. Eklemlere özel bir biçimde yapılan gıda takviyesi formülasyonu biçiminde yapacağız.” dedi. İthalata bağımlı bu maddeyi Türkiye’de üretmeyi başaran Yazıhan, kozmetik alanında hyalüronik asit imalatının gerektirdiği finansal desteği bulamadığı için öncelikle gıda takviyesi olarak üreteceklerini belirten Yazıhan, Kozmetik dolgu maddesi yaptığınız zaman kullanacağınız hyalüronik asitin molekül ağırlığıyla birlikte imalat koşulları da değişecek, tabii bu çok ciddi yatırımlar istiyor. Biz yapılan projelerde esasında kozmetik maksadıyla kullanılacak olanları da

laboratuvar koşullarında üretmiş bulunuyoruz; ama imalat şartlarımız, olanaklarımız olmadığı için bunları ticarileştirme şansımız maalesef yok. Tabii biz bir Teknopark şirketiyiz, doğal olarak olanaklarımız oldukça fazla değil. Burada gördüğünüz laboratuvar koşullarında imalat yapıyoruz. Bizim imalat yerimizin yalnızca gıda takviyesi imalat ruhsatı var. Tabii ki kozmetik ruhsatı olabilecek bir imalat yeri kurabilirsek ileride niye olmasın tabii ki bunu yapmayı da çok isteriz.” ifadesine yer verdi.

Söz konusu maddenin kozmetik alanındaki değerinin çok daha yüksek olduğunu vurgulayan Yazıhan sözlerini şu şekilde sürdürdü: “Çok fazla kozmetik üreticisi var Türkiye’de; kremler üretiliyor ve kremler içerisinde bu maddeyi koyuyorlar ya da takviyeler yapıyorlar, dolgu yaptıran çok sayıda kadın olduğunu biliyorum ben, dudak dolgusu, göz altı dolgusu ya da başka bir biçimde, kozmetik alanında inanılmaz bir pazar payı olan bir üründen bahsediyoruz. Türkiye’de yerelleştirilmesi söz konusu olursa uygun koşullar sağlanırsa eğer, son derece ekonomik manada katkı sağlayacak bir ürün halini alacaktır. Hem dışarı olan bağımlılık azalacaktır, artı bir katkı sağlayacaktır bu vaziyette. ” dedi.

18

BİLİMİN YÖNÜNÜ DEĞİŞTİREN KEŞİF KARBON DOTLAR Carbon dotlar; 10 nmden küçük karbon nanoparçacıktır.

Carbon dot ilk defa 2004 yılında yapılan bir çalışma sırasında keşfedilmiştir. XU ve arkadaşları tarafından tek duvarlı karbon nanotüplerin arıtılması üzerine bir çalışma yapıyorlardı. Aslında çalışmanın amacı carbon dot sentezlemek değildi. Çalışmalarına devam ederken carbon dotu keşfederek bilim tarihinde yeni bir sayfa açmışlardır. Bu keşif, karbon dotların floresans özelliklerini kullanmak için kapsamlı çalışmalar başlattı. Daha sonra C’dots’un sentezi, özellikleri ve uygulamalarında büyük ilerleme kaydedilmiştir[1].

Carbon dotlar bio-uyumludur, nispeten geniş yüzey alanına sahip, küçük boyutlara sahip, fotoğraflanabilir ve foto ışıldama özelliklerine sahiptir. Floresan karbon noktalarıkarbon noktaları (C’dots) çok yönlü yüzeyler ve mükemmel biyouyumlulukları nedeniyle umut verici bir floresan araştırma alanı olarak ortaya çıkmaktadır. Floresan carbon dots algılama, kataliz ve biyotıptaki potansiyel uygulamaları nedeniyle artan ilgi görmüştür[1].

Ortaya çıkan karbon noktaları (C-noktaları), benzersiz ve ayarlanabilir fotolüminesans özellikleri, olağanüstü fizikokimyasal özellikler, yüksek fotostabilite, biyouyumluluk ve küçük boyutlarından dolayı, biyomedikal uygulamalar için muazzam potansiyelleri için büyük ilgi görmüştür[2].

Bunlar nano-biyoteknoloji için umut vaat eden malzemelerdir çünkü daha küçük partikül büyüklüğü, mükemmel biyouyumluluk ve uyarma dalga boyuna bağlı fotolüminesans davranışı,

Şekil 1: Karbon Nanotüp

foto kaynaklı elektron transferi, kimyasal inertlik ve düşük toksisite vardır. Bu malzemeler, geniş uyarma spektrumları, dar ve ayarlanabilir emisyon spektrumları ve diğer beyaz floresan yarı iletken kuantum noktalarından daha fazla beyazlama ve yanıp sönmeye karşı yüksek fotostabilite gibi mükemmel floresan özelliklere sahiptir.

Carbon dotların hazırlanmasında düşük maliyetli, çevre dostu doğal karbon kaynakları kullanılmaktadır ve yaygın olarak bulunur[3].

Karbon Dot Sentez Yöntemleri Carbon dot sentez yöntemleri literatürlerde açıklanmıştır. Sentez yöntemleri genel olarak ikiye ayrılmaktadır. Bu sınıflar top-down approaches(yukarıdan aşağıya) bottom-up ap-

proaches(aşağıdan yukarıya yaklaşımlar) olarak adlandırılır. Aşağıdaki şekilde yöntemler kısaca özetlenmiştir[4].

19

ultrasonik lazer ile uzaklaştırma karbon grafen

fullerene

elektrokimyasal

nanotüp

Karbon Kaynakları

grafit

hidrotermal

Ark deşarjı

organik moleküller

Carbon dot

mikrodalga pirolizi

Şekil 2: Karbon Dot Sentez Yöntemleri 4 *Fullerene: Karbonun grafit ve elmas haricindeki allotroplarına verilen isim Top down yöntemler;

Bottom-up yöntemler; * Ultrasonik * Hidrotermal * Mikrodalga piroliz

* Lazer ile uzaklaştırma * Elektrokimyasal * Ark deşarjı( ark boşalması)

Lazer ile Uzaklaştırma Yöntemi Lazer ile uzaklaştırma yöntemi carbon dotların kontrollü bir şekilde üretilebilmesi için kullanılan bir yöntemdi. Darbeli bir lazer ışınının bir hedefin yüzeyi (katı öncül) ile etkileşimi ve sonuçta nanopartiküller formunda fırlatılması yoluyla birçok farklı tipte nanoparçacık üretimi için sıklıkla kullanılan bir yöntemdir. Belirli şartlar altında bir grafit hedefinin bir karbon nanopartikülleri agregosu ürettiği uzun

zamandır bilinmektedir. Sadece yüzeyin asitli bir işleminden ve organik moleküller tarafından takip eden yüzey pasivasyonundan sonra, bu karbon nanopartikülleri parlak bir ışıldamaya dönüşür ve bu nedenle “karbon noktaları” olarak tanımlanabilir.

Daha sonra, sentezlenen carbon dotların özellikleri üzerindeki kontrolün iyileştirilmesini amaçlayan çalışmalar devam etmiştir[4].

Elektrokimyasal Sentez Elektrokimyasal sentez, elektrolit (sıvı) ile ayrılmış iki elektrot (katı) arasında uygulanan bir elektrik akımının etkisi altında bir elektrokimyasal hücrede meydana gelen bir redoks reaksiyonunu kullanan bir yöntemdir. Literatürde ileriye doğru atılan önemli bir adım, bir alkalin ortamın öneminin keşfidir.

Aslında, Li ve arkadalkarı hem alkali bir ortamda

(NaOH / EtOH) hem de elektrotlar olarak grafit çubukların kullanılmasının parlak emisyonlu grafit CD'ler üretmesine izin verirken, asidik durumdaki aynı deney herhangi bir floresan carbon dot oluşumadığını göstermiştir.Bu bakımdan, uygulanan voltaj ne kadar yüksek olursa, o kadar küçük noktalar sentezlenmektedir[4].

Termal ve Mikrodalga Ayrışma Termal ve mikrodalga ayrışma; termal ve mikrodalga ayrışımları, muhtemelen literatürdeki CD'lerin en popüler ve yaygın üretim yöntemleridir. Bunlar, genellikle bir otoklavda ısıtılarak veya mikro dalgalara maruz bırakılarak, sıvı fazda (hidrotermal

veya solvotermal sentez) gerçekleştirilen, termal reaksiyonlarla tahrik edilen moleküler öncüllerin kısmi karbonizasyonundan faydalanarak sentezlenmektedir[4].

20

ark deşarjı elektrokimyasal lazer ile uzaklaştırma

yüzey pasifleştirme

Carbon dot

grafen oksit fragmnetleri

Küçük moleküller Sitrik asit/amino asitler/karbohidratlar

polifenilen

Carbon dot (Amorfus carbon nanodot)

Şekil 3: Top Down ve Bottom Up Yaklaşımların Şematik Olarak Gösterilmesi 6

Karbon Dotların Kullanım Alanları Carbon dotların yüzey işlevselliği ve biyolojik sistemlere bağlamak için etkili bir bağlantı sağlar. Ek olarak, biyouyumluluk ve toksik olmama, biyolojik görüntüleme, biyosensör, ilaç dağıtımı, theranostics(

hem teşhis hem tedavi için kullanılan) vb. gibi alanlar üzerine çalışmalar yoğunlaştırılmıştır[5].

Aşağıdaki şekilde carbon dotların kullanım alanları özetlenmiştir.

Antikanser ajanı

Antibakteriyel ve Antioksidan

İlaç Taşınımı

Carbon dot

Biyosensör

Biyo görüntüleme

Şekil 4: Karbon Dot Kullanım Alanları 2

21

Carbon dotlar aynı zamanda biyosensör özelliği gösteren, modifikasyon esnekliği, suda yüksek çözünürlük, toksik olmayan, iyi fotoğraf kararlılığı ve mükemmel biyouyumluluk için biyosensör taşıyıcıları olarak da uygulanmıştır. Carbon dotlara dayalı biyosensörler hücresel bakır, glikoz, pH ve nükleik asidin görsel olarak izlenmesinde kullanılabilir. Genel bir örnek, nükleik asit yanal akış deneyleri ile ilgilidir.

Amplikonlardaki ayırt edici etiketler, ilgili antikorları ve floresans sinyalleri tarafından tanınır[1].

Yüzey modifikasyonları alıcı olarak işlev gören yüzey işlevsel gruplarını değiştirerek uygulamaları algılamak için çeşitli C noktalarının sentezine izin verir. Spesifik olarak, yüzey modifiye edilen C noktaları, in vivo ve in vitro iyonları tespit etmek için yaygın olarak kullanılır: Hg2+,Cu2+,Zn2+,Fe3+,Be2+,Pt4+, Cr4+,Cd2+ ve benzeri.

Carbon dotlar aynı zamanda katalizör olarak da kullanılabilmektedir. Çeşitli gruplarla yapılan işlevselleşmenin esnekliği Carbon dotda fotokatalizde uygulamalar için iyi fırsatlar sunan farklı dalga boylarındaki ışığı absorbe etmelerini mümkün kılar.

Ayrıca carbon dot modifiye P25TIO2 kompozitler, UV Visible ile ışınlama altında geliştirilmiş fotokatalitik H2 elde edildiğini göstermektedir[1].

kullanılmaktadır ve dahası carbon dotların hedeflenen bölgelere tedavi yüklerini iletmek için mükemmel çift fonksiyonel nano taşıyıcılar olarak hareket edebileceği tahmin edilebilir.

Partikül büyüklüğü ve yüzey özellikleri, hem pasif hem de aktif ilaç hedeflemesine izin vererek fagositik hücreler tarafından hedef bölgelere ulaşabilmektedir[1]. İlaç yükleme kapasitesi, carbon dotların gözenekli doğası nedeniyle artırılabilir ve sert kimyasal reaksiyonlar olmadan elde edilebilir ve böylece ilacın aktivitesini korur. İlaç salım profili, polimer kaplamalar ve pH duyarlı bağlayıcılar kullanılarak değiştirilebilir ve ayarlanabilir. Ağız, pulmoner, burun, parental, göz içi vb. dahil olmak üzere çeşitli yollardan uygulama potansiyeli bulunmaktadır[1].

Carbon dotların kullanım alanlarından biride biyo görüntülemedir. Üstün foto kararlılığına ve düşük sitotoksisiteye sahip carbon dotlar alternatif olarak optik görüntüleme uygulamalarında geniş çapta incelenmiştir. Hem in vitro hem de in vivo değerlendirmeler, carbon dotların biyo uygulamalarda görünür uyarma ve emisyon dalga boyları, bireysel noktadaki yüksek parlaklık nedeniyle biyo uygulamalarda mükemmel adaylar olduğunu göstermiştir[6].

Carbon dots son zamanlarda ilaç taşıyıcı sistemlerde

Yeni Kanser Tedavisi Dönemi: Karbon Nanodotlar Kanser, dünya çapında önde gelen ölüm nedenlerinden biri olarak kabul edilir. Modern toplumun sürekli değişen yaşam tarzı nedeniyle, kanser görülme sıklığı artıyor. Kanser tedavisinde, 5-FU'nun bilinen bir etki mekanizmasına sahip cilt, karaciğer, meme, pankreas ve akciğer kanserleri gibi çeşitli kanserlere karşı etkili olduğu kanıtlanmıştır.

Günümüzde, yeni kanser tedavisi dönemi, kanser tedavisi için 5FU ve Carbon dot kombinasyonunu içermektedir. Hem carbon dotların hem de 5-FU değerlerinin hidrojeller ile ortak bir platformda birleştirilmesi mümkün olmuştur[7].

Karbon Noktalar Her Renkte Parlak Bir Şekilde Parlar

22

hücresel alım

Apoptoz DNA zarar görüyor.

Şekil 5: Karbon Dotun Kanser Hücreleri Üzerine Etkisi 7 5-FU @ CD-HY'nin hücresel alımın izlenmesinde (CD'lerle) ve apoptozun (5-FU ile) bir olaylar dizisi vasıtasıyla yerleştirilmesinde çok işlevli yönleri, A549 (insan akciğer adenokarsinomu) hücreleri kullanılarak in vitro ortamda başarılı bir şekilde gösterilmiştir. Yukarıdaki şekilde kanser hücrelerinin apoptoz döngüsü gösterilmektedir[7].

Doktora öğrenci Jose Ricardo Aguilar Cosme ve üniversitenin Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ve Onkoloji ve Metabolizma Anabilim Dalı'ndan disiplinler arası bir araştırma ekibi tarafından denetlendi, tümörlere kanser ilaçları verebilecek küçük karbon nanoparçacıkları geliştirmiştir.

Fotodinamik terapi olarak da bilinen ışık tabanlı terapi, kanser hücrelerini yok etmek için yalnızca ışığa maruz kaldığında işe yarayan ilaçları kullanan, klinik olarak onaylanmış bir tedavidir. Bununla birlikte, bu ilaçların birçoğu ışıksız bile zehirlidir, bu da hastalarda birçok yan etkiye neden olur ve tedavinin başarısız olmasına yol açar.

nanoparçacıklar olup, bu uygulama için onları son derece yararlı kılar. Bu nanopartiküller, çeşitli meyvelerde doğal olarak oluşan sukroz ve sitrik asit gibi ortak bileşenler kullanılarak hazırlanmıştır. İlaç bir karbon noktanın yüzeyine bağlandığında, melanom cilt kanseri laboratuvar modelinde kanser öldürücü etkisini korurken ışıksız dört kat daha az toksik olduğu gözlemlenmiştir. Bu da ilacın genel etkinliğini arttırmıştır. Karbon noktalarının ek bir avantajı, floresan olarak da bilinen, yerlerinin çok basit olmasını sağlayan yanmalarıdır. Parçacıkların hızla tümör hücrelerine girdiğini ve floresanslarının vücutta nasıl hareket ettiklerini ve tümörlerde nasıl biriktiğini izlemeyi basitleştirdiğini gözlemledik.

Yeni ilaç dağıtım yaklaşımlarının geliştirilmesi, ilaçları daha güvenli ve daha etkili hale getirebilir.

Kemoterapide yaygın olarak kullanılan ilaçlarla ve daha klinik olarak ilgili kanser modelleriyle karbon noktalarının etkinliğini değerlendirmek için araştırmamızı genişletilmesi beklenmektedir. [7].

Sheffield Üniversitesi araştırmacıları, ilacı tümöre almanın bir yolu olarak küçük karbon noktaları kullanarak bu ilaçları iyileştirmeye çalışmışlardır.

Karbon noktaları çok az toksisiteye sahip floresan

23

Kaynaklar 1.Bıologıcal Applıcatıons Of C’ Dots Presented By Patıl Akshay Shashıkant M Pharm Ist Yr. Erişim Adresi: https://www.slideshare.net/AkshayPatil262/application-of-carbon-dots-ppt?next_slideshow=1 Erişim Tarihi: 15.11.2019 2.Zheng, X. T., Ananthanarayanan, A., Luo, K. Q., & Chen, P. (2015). Glowing graphene quantum dots and carbon dots: properties, syntheses, and biological applications. Small, 11(14), 1620-1636.

3.Das, R., Bandyopadhyay, R., & Pramanik, P. (2018). Carbon quantum dots from natural resource: A review. Materials today chemistry, 8, 96-109.

4.Sciortino, A., Cannizzo, A., & Messina, F. (2018). Carbon nanodots: a review—from the current understanding of the fundamental photophysics to the full control of the optical response. C—Journal of Carbon Research, 4(4), 67.

5.Park, Y., Yoo, J., Lim, B., Kwon, W., & Rhee, S. W. (2016). Improving the functionality of carbon nanodots: doping and surface functionalization. Journal of Materials Chemistry A, 4(30), 11582-11603.

6.Wang, J., Liu, G., Cham-Fai Leung, K., Loffroy, R., Lu, P. X., & Wang, X. J. (2015). Opportunities and challenges of fluorescent carbon dots in translational optical imaging. Current pharmaceutical design, 21(37), 5401-5416.

7.https://atlasofscience.org/fluorescent-carbon-dots-integrated-hydrogels-for-lung-cancer-therapy/ son erişim tarihi: 12.12.2019

Selinay Özel Kimya Mühendisi (Yüksek Lisans Öğrencisi) selinayozel95@gmail.com

24

TÜRKİYE’NİN İLK YERLİ İLACI ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ’NDE ÜRETİLDİ

Atatürk Üniversitesi’nde çalışmalarını sürdüren Türk bilim insanları, ilk ‘yerli ilacı’ üretmeyi başardı. Üretilen bu yerli ilaç; parkinson, alzheimer ve depresyon gibi sağlık problemlerini tedavi etmek için kullanılacak.

2013 yılından bu yana Atatürk Üniversitesi’nde birçok anabilim dalının destek olduğu bir bilimsel çalışma yürütülüyor. 2019 yılının son günlerinde ise bu çalışmaların meyvesini verdiği bilgisi elimize ulaştı. Çalışmada görev alan araştırmacılar; parkinson, alzheimer ve depresyon gibi sağlık problemlerini tedavi etmek amacıyla bir ilaç üretmeyi başardı. Üretilen ilacın adının ne olduğu henüz bilinmiyor ve hâlâ satışa sunulmadan önce geçmesi gereken bir dizi klinik test bulunuyor. Üretilen yerli ilacın kullanıldığı denekler üzerinde olumlu sonuçlar elde edildiği öğrenildi. İlacın keşfinde rol oynayan bilim insanlarından Rektör Prof. Dr. Ömer Çomaklı, bahsi geçen yerli ilaç için Japonya ve ABD’den uluslararası düzeyde patent alındığını belirtti.

Rektör Prof. Dr. Ömer Çomaklı, yerli ilacın keşfinin oldukça fazla çalışmanın ve deneyin ardından gerçekleştiğini belirtti. Çomaklı, yeni ilaç sayesinde glutamat nörotransmitter adlı kimyasallarının yüksek olduğu beyin hücrelerinin koruma altına alınabileceği açıklamasında bulundu. Çomaklı, açıklamasına şu sözlerle devam etti: “Tıp fakültemiz, fen fakültemiz ile veteriner fakültemizin öğretim üyelerinin yıllardır

üzerinde çalıştığı bu ilaç, Türkiye’nin bitkisel kaynaklı olmayan, orijinal molekülü keşfedilmiş ilk ilacıdır, klinik öncesi çalışmalarla ilacın etkinliği de ispatlanmıştır. Ürünümüz şu an ülkemizde uluslararası patent haklarını elinde bulunduran, yeni sentez, orijinal ilk milli ilaç olma onurunu taşımaktadır. Hayvanlar üzerinde yapılan deneylerde ürünün parkinson, alzheimer ve depresyon gibi sağlık problemlerinde değerleri ideal seviyelere düşürdüğü kanıtlanmıştır.”

Atatürk Üniversitesi’nde Rektör olan Çomaklı, yeni ilacın Türkiye’de üretilen ilk yerli ilaç olduğuna dikkat çekiyor. İlacın tüketiciye sunulmasından önce geçmesi gereken birkaç klinik test aşaması daha bulunuyor. Araştırmada yer alan öğretim üyelerinden Prof. Dr. Ahmet Hacımüftüoğlu ise ilacın isminde karar kılındığını, ancak buna dair bir açıklamada bulunmak için daha erken olduğu belirtti. Klinik testler tamamlandığında ise Türkiye’nin ilk yerli ilacı satışa sunulacak.

25

TOZ BULUTUNDAN EVRENE

“Evrende her şey bir toz bulutuydu…” klişesiyle başlamadan önce bu yazımda karadelikler, paralel evrenler ve ışınlanma gibi merak uyandıran konuları ele alacağımı söylemek isterim. En baştan başlamak

gerekirse toplu iğne ucu büyüklüğünden evrenin nasıl günümüzdeki haline geldiğini açıklayan teorilerden en kabul görenle başlayalım.

1) Big Bang (Büyük Patlama) Teorisi Evrenin nasıl oluştuğuna dair ortaya atılan ve en çok desteklenen kuramlardan birisi Big Bang (Büyük Patlama) Teorisidir. Bu teoriye göre bundan 13.8 milyar yıl önce evrende gözlemlediğimiz madde başlangıçta fındıktan daha küçük bir alana sıkışmıştı. Bu fındıktan küçük alan tüm maddelerden daha yoğun ve sıcaktı. Bu küçük madde bir anda patladığında içerisindeki her şey etrafa yayıldı ve evren genişleyerek soğumaya başladı. Bu genişleme sonucunda maddenin en bilinen yapı taşı kuarklar oluştu ve sonrasında nötron ve protonlar oluşup, birleşerek evreni dolduran helyum ve hidrojen atomlarının çekirdeğini oluşturdu. Büyük

patlamadan milyonlarca yıl sonra hidrojen ve helyum atomları yoğun oldukları yerlerde bir araya gelerek ilk yıldızları oluşturdular. Dünya’da bulunan ağır elementlerden demir, karbon, kalsiyum gibi elementlerin hepsi yıldızların içerisindeki yüksek sıcaklıklı ortamlarda oluştu ve bu yıldızların ömürleri sonlanıp patladıklarında ki bu patlamaya süpernova patlaması denir; gümüş, altın, platin gibi elementler meydana geldi. Bu teoriye göre Evren sürekli genişleyen bir yapıdır ve ilk defa bu durum Edwin Hubble tarafından bir teleskop vasıtasıyla gözlemsel olarak yapılan deneyler sonucu keşfedilmiştir.

2) Kara Delik Nedir?

Uzayın en gizemli parçalarından biri olan kara delikler Einstein’in Genel Görelilik Kuramı ile açıklanmışlardır. Her yıldızın bir ömrünün olduğunu ve bu ömrü tamamladıklarında süpernova adı verilen

bir patlama sonucunda patladıklarını söylemiştik.

Patlayan yıldızdan geriye kalan toz bulutu( nebula) nın içerisinde belli miktarda hidrojen atomu bulunur ve bu hidrojen atomu aslında yıldızların yaşamlarını

26

sürdürebilmesi için gerekli olan yakıttır diyebiliriz.

Yıldızın içerisinde bulunan hidrojenler füzyon tepkimesi ile birleşerek kendinden daha büyük olan Helyum gibi daha büyük atom numaralı elementlere dönüşürler ve bu dönüşüm sonucunda açığa çıkan enerji yıldızın içerisindeki atomları dışarı doğru iter bir diğer taraftan da füzyonun tersine iş yapan kütle çekim kuvveti ise bu kuvveti dengeler. Bir noktadan sonra yıldızın yakıtı olan hidrojen biter fakat kütle çekim kuvveti değişmeyeceğinden dolayı yıldızın

içerisinde bulunan ağır elementler yıldızın içine doğru çökmeye başlar ve farklı fiziksel kuvvetlerin etkisiyle yıldızın içerisinde bulunan atomlar birbirini itmeye başlar ve bunun sonucunda süpernova meydana gelir. Patlamış olan yıldızdan geriye kalan çekirdek içerisinde sıkışıp kalmış çok büyük yoğunluğa sahip olan maddeler kara delikleri oluşturur. Ama bu demek değildir ki her yıldız patladığında kara delik oluşturabilir. Bir yıldızın kara delik oluşturabilmesi için belirli bir kütlenin üzerinde olması gerekir.

3) Paralel Evren Nedir?

Bilindiği gibi kuantum fiziğine göre bir parçacık aynı anda iki farklı yerde ve iki farklı durumda olabilir.

Kuantum fiziğinin bu mantığından yola çıkılarak ortaya atılan bu iddianın var olduğuna dair herhangi bir kanıt olmamakla beraber bazı bilimsel gerçeklere dayanarak var olabileceklerine dair yaklaşımlar

oldukça fazla. Çoklu evrenlerin varlığını destekleyen teoriler sicim teorisi, zar kozmolojisi, şişme modeli olarak sıralanabilir. Pek çok açıklanamayan olay Sicim Teorisi kullanılarak açıklanabildiği için bu teorilerden Sicim Teorisi en çok destek gören teoridir diyebiliriz.

4) Sicim Teorisi Sicim Teorisi evrenin tüm kanunlarını özetleyebilen bir kuram olmanın yanında evrenin sicim adı verilen süper küçük cisimlerin birleşmesiyle meydana geldiğini savunuyor. Bu süper küçük boyuttaki sicimler yaklaşık Planck uzunluğu ölçüsünde olması

beklendiğinden ve şuan için bu küçüklükteki cisimlerin incelenebilmesi için gerekli enerjiyi sağlayabilecek bir teknoloji bulunmamaktadır. Bu kuramla ilgili en önemli dezavantaj kuramın deneysel anlamda test edilemiyor olması diyebiliriz.

5) Evren Hangi Kuvvetler Tarafından Yönetilir Evreni yöneten dört temel kuvvet vardır. Bunlar Güneş ve Güneş sistemini bir arada tutmaya yardımcı olan Kütle Çekim Kuvveti; ampul, televizyon, radyo gibi günlük yaşantıda sıklıkla kullandığımız

eşyalarda bulunan Elektromanyetik Kuvvet; Nötron ve protonları bir arada tutan Baskın Nükleer Kuvvet ve beta bozunumu olgusunu meydana getiren Zayıf Nükleer Kuvvettir.

27

6) Işınlanma Mümkün Olabilir mi? Şimdi geldik bilim kurgu filmlerinde en çok sevilen konulardan birine. Kuantum fiziği doğru analiz edilip, doğru yöntemler kullanıldığında ışınlanmak mümkün müdür? Aslında teorik olarak mümkündür fakat insanın canlı bir organizma olması ve bir bilincinin olması durumu işleri bir hayli karıştırmaktadır. Anlayacağınız ışınlanma şimdilik sadece atomaltı boyutta mümkün. Bu konuda ortaya atılan iki tane teori var. Bunlardan ilki Kuantum Dolanıklığı Teorisi. Bu teoriye göre evrende eş bazı parçacıklar vardır. Bu parçacıklar asla birbirlerinden bağımsız olamazlar tıpkı göbek kordonu ile bağlı gibidirler.

Yani bir parçacık sağa giderken aralarındaki bağdan ötürü diğeri ise sola gitmek zorundadır. Bundan yola çıkarak ışınlanan bir parçanın başka bir yerde tekrar oluştuğunu düşünürsek bu teorinin ışınlanmayı açıkladığını söyleyebiliriz. İkinci teori ise No-Cloning Teorisi dir. Yukarıda da bahsettiğim gibi bu teori insan boyutunda ışınlanmanın insan bilincinden dolayı mümkün olamayacağını savunur. Bu teori de ışınlanmanın mümkün olduğunu savunur ama insanın bilincinden dolayı aynı bilince sahip olarak tekrar oluşturulamayacağını da ekler.

Sonuç olarak evrenle ilgili günümüzde artık açıklanabilmiş pek çok detay olmasına karşın çok fazla hala gizemini sürdüren ve açıklanamayan olaylar varlığını sürdürmekte. Sizlere bu yazımda evrenin var oluşuna dair ve içeriğindeki gizemlere dair minik bir yazı sunmak istedim. Bir karınca için Dünya ne kadar karmaşık ve büyükse bizler için de evren aynı şeklilde karmaşıklığını ve büyüklüğünü sürdürüyor.

28

Kaynaklar 1. NASA. What Is The Big Bang?.

2. A. T. Interesting. The Most Important Things You Should Know About The Big Bang.

3. https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes 4. https://www.space.com/32728-parallel-universes.html 5. The no-clonning Theorem William K. Wootters and Wojciech H. Zurek 6. https://www.space.com/four-fundamental-forces.html

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

29

İZMİR BİYOTIP VE GENOM MERKEZİNDEN YERLİ İLAÇ İÇİN ÖNEMLİ ADIM İzmir Biyotıp ve Genom Merkezi, yerli ilaç konusunda Türk firmalarının geliştirdiği molekülleri klinik öncesi testlerden geçirmek için gerekli GLP sertifikası almaya hak kazanan Türkiye’nin ilk ilaç analiz laboratuvarı olmayı başardı.

Bir taraftan yerli ilaç geliştirmek için çalışma yürüten İBG, diğer yandan Türk firmalarının geliştirdiği moleküllerin klinik öncesi testlerden geçmesi için gerekli GLP sertifikalı laboratuvar belgesini almak için proje başlattı.

Dokuz Eylül Üniversitesi (DEÜ) bünyesinde yaklaşık 20 yıl önce kurulumuna başlanan, TÜBİTAK ve pek çok kamu kuruluşundan destek alan İzmir Biyotıp ve Genom Merkezi (İBG), 2018’de Türkiye’de bu alandaki 4 araştırma geliştirme merkezinden biri oldu.

Bünyesinde Türkiye’de ilk defa GLP (İyi Laboratuvar Uygulamaları) regülasyonlarına uyumlu İlaç Analiz ve Kontrol Laboratuvarını kuran İBG, Türkiye Akreditasyon Kurumu tarafından kasım ayında yapılan denetimlerin ardından GLP sertifikasını almaya hak kazandı.

Hem Zaman Hem Maliyet Avantajı Merkezin müdür yardımcısı Dr. Soner Gündemir, sağlık bilimleri merkezi olarak ilaç geliştirme, analiz ve kalite kontrolleri alanında önemli çalışmalar yaptıklarını söyledi.

GLP sertifikalı laboratuvarların özellikle yerli ve milli ilaç konusunda çalışan Türk firmalarına büyük katkı sağladığını belirten Gündemir, şöyle devam etti:

katkı sağlayacak ancak Türk bilimciler tarafından Türkiye’deki Ar-Ge merkezlerinde geliştirilen ve nihai olarak Türkiye’de üretilecek yeni, orijinal ilaçlardır. Merkez olarak amacımız yerli ve milli ilaç sürecini hızlandırmak. İlaç geliştirmek yaklaşık 15 yıllık bir süreç, bunun 2 yıla yakın kısmı ülkemizde yapılamıyordu. Laboratuvarımızla bu çalışmaların Türkiye’de yapılmasını sağlayacağız.”

“Bizim yerli ve milli ilaçtan kastımız, Amerikalı, Alman, Japon doktorların da hastalarına reçete edeceği, tüm insanlığın refahına ve sağlığına

Gündemir, Türk firmalarına 20 uzman personel ile yaklaşık bin metrekarelik alanda kurdukları karakterizasyon, preklinik ve mikrobiyoloji

30

laboratuvarlarıyla hizmet vereceklerini anlattı.

Türk firmalarına bu süreçte destek olmayı planladıklarını dile getiren Gündemir, “Yerli ve milli ilaç üzerinde çalışan bir Türk şirketi, yurt dışındaki

GLP sertifikalı merkezlere gitse sıra bekleyecek. Mali boyutu da yine aynı şekilde. Bu çalışma 700 bin dolar ile 1 milyon dolar arasında yapılıyor. Bu işi çok daha ucuza yapabileceğimiz için tasarruftan bahsetmemiz mümkün.” diye konuştu.

Moleküllere İnsana Verilebilir Onayı Gündemir, GLP sertifikalarının onayını sözlü olarak aldıklarını, OECD’nin 2020 yılının şubat ayında yapacağı toplantının ardından müşterilerini mart ayı itibarıyla karşılamaya başlayacaklarını aktardı.

Bakanlıkların şimdiden merkezlerine milli ve yerli ilaç üzerinde çalışan Türk firmalarını yönlendirdiği bilgisini veren Gündemir, şunları kaydetti: “Bu süreç ilaç firmasının bize gelmesiyle başlıyor.

Firma bazı bilgileri gizlilik içinde verdikten sonra,

moleküllerin güvenli olup olmadığını gösterecek analizleri projelendiriyoruz. Her molekül için ayrı proje yapılması gerekiyor. Mikrobiyolojik analizler oluyor. Bu çalışma molekülün mikrobiyolojik açıdan insanlara zarar vermediğini göstermek adına önemli.

Fizikokimyasal analizler oluyor. Bu analizlerden başarıyla geçen molekülleri hayvan testlerinin ardından ‘insana verilebilir, güvenlidir’ diyerek sonuç raporuyla belgelendiriyoruz. Bu çalışma süreci moleküller arasında değişiklik gösterse de 6-18 ay arasında değişen bir süreç.”

31

CFD ( COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS )

Mühendislik hesaplamalarında, akışkan davranışının doğru tespit edilmesi oldukça önemlidir. Analitik yöntemlerle direkt olarak hesaplanamayan kompleks modellerde, ısı transferi, basınç kayıpları, akış hızları gibi verilerin nümerik yöntemlerle, parçanın tasarım aşamasında iken belirlenmesi, zaman ve maliyet açısından üreticiye önemli avantajlar sağlamaktadır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (Computational Fluid Dynamics-CFD), ilgili alanda detaylı hesaplamaların yapılabildiği, akış alanı ve diğer fiziksel detayların gösterilebildiği, bilgisayar tabanlı bir mühendislik yöntemidir.

CFD mühendisler için, akış analizlerini belirlemede önemli yere sahiptir. CFD’nin mühendisler ve bilim insanları tarafından yaygın kullanılmasının birçok nedeni vardır. Bunlar; * CFD kullanılarak inşa edilen sayısal simülasyonlar sayesinde, sanal deney ortamı ve sonuçları her zaman erişime açık kalır. Klasik deney ortamında yapılan analizlerde farklı parametreleri ölçmek için farklı deneyler kurmak gerekirken CFD kullanılarak birden çok parametre aynı ortamda ve tek seferde hesaplanabilir. Aynı zamanda CFD yazılımı ile veriler birbiriyle bağıntılı halde sonuçta görünür.

kısa zaman aralığında en yüksek performansı sağlar. * CFD bilgisayar ile oluşturulan deney sahalarıdır.

CFD Analiz ve tasarımcılara sanal prototipler ile deney yapma imkânı sağlar. Örnek vermek gerekirse bir binanın aerodinamik sonuçlarını incelemek ve en iyi sonucu almak için tekrar modelleme üretmenize gerek kalmaz. Testler bilgisayar ortamında analiz edilir ve elde edilen en iyi sonuç model üretimi için seçilir. * Geleneksel ölçüm yöntemleri kullanılarak akışı bozmadan, akış özelliklerinin incelenmesi imkansızdır. Ne kadar çaba gösterilse de ölçüm araçları doğal akışı ve akış özelliklerini bozar.

Dolayısıyla çıkacak net sonucu da olumsuz etkiler.

Ancak Computational Fluid Dynamics (CFD) ile akış bozulmadan akış özellikleri incelenir. * Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) günümüz rekabeti dikkate alınarak pratik, sağlıklı ve kesin sonuçlar almamıza yardımcı olur. Bu durum işverene maliyet ve zaman açısından büyük avantajlar sağlar.

[1]

* Klasik deneylerde kullanılan ölçüm cihazları ve sensörler yapılan deneyin sonucunu etkilerken CFD kullanılarak oluşturulan sanal deneylerde, deney için kullanılan bütün materyaller idealize edildiğinden sonuca daha doğru olarak ve çok daha kısa sürede ulaşılır. CFD kullanıcılarına daha az enerji ile daha

32

CFD ile Isıtma ve Soğutma Hücresi Analizi Hücre ısıtma, soğutma bataryaları ve damlacık tutucudan oluşmaktadır (Şekil 1). Isıtma ve soğutma bataryalarının gerçek geometrileri çizilmemiş, gerçek bataryalarda oluşan basınç kaybını oluşturacak

şekilde radyatör sınır şartı olarak modellenmiştir.

Damlacık tutucunun gerçek geometrisi modellemede kullanılmıştır. Bataryaların özellikleri Tablo 1’de verilmiştir.

Şekil 2a’da yatay düzlemde hız dağılımı verilmiştir.

Hava hızının ısıtıcı batarya öncesinde daha düşük olduğu, ısındıktan sonra bir miktar arttığı görülmektedir. Geometrideki kesit genişlemelerinde ölü bölgeler oluştuğu görülmektedir (daire ve dörtgen ile gösterilen kısımlar). Akışta yön değiştirmeler oluşturmak amacıyla kesiti düzenlenmiş olan damlacık tutucunun bazı kısımlarında çok düşük hızlar oluşmaktadır.

Giriş düşey düzlemindeki hız dağılımı Şekil 2b’de verilmiştir. En dış kenarlarda havanın durgun olduğu, iç kısımlara doğru artarak en büyük hız değerine ulaştığı görülmektedir.

En büyük hız değeri bant şeklinde kenarlara yakın oluşmuştur. Merkeze doğru ilerledikçe hız düşmekte homojen dağılım oluşmaktadır. Şekil 2c’de şematik şekil üzerinde hücrenin ortasından geçen yatay çizgi boyunca statik basınç değerleri verilmiştir. En fazla basınç kaybının soğutma bataryasında gerçekleştiği görülmektedir. Şekil 3a’da yeni geometride sıcak durum için yatay düzlemde hız dağılımı verilmiştir. Şekil 2a’da verilen hız dağılımı ile kıyaslandığında hücre giriş ve çıkışında yapılan geometrik değişikliklerin ölü bölgeleri ortadan kaldırdığı görülmektedir (daire

33

içindeki kısımlar). Diğer geçiş bölgelerinde genişleme ve daralmanın etkisi ile hız dağılımının etkilendiği görülmektedir. Konik geçişler oluşturulduğunda üst kısımlarda kalan köşeli kısımlar ölü bölgeler oluşturmaktadır (dörtgen içindeki kısımlar). Giriş düşey düzlemindeki hız dağılımı Şekil 3b’de verilmiştir. Şekil 2b’de verilen orijinal geometride hücre girişinde hız dağılımı ile karşılaştırıldığında açılı geçişin oluşturulduğu geometride hız dağılımının daha homojen olduğu görülmektedir. Orijinal geometride

kenarlarda meydana gelen düşük hız ve bant şeklinde oluşan hız kademeleşmesinin bu çözümde oldukça dar bir kısma indirgendiği görülmektedir.

Giriş kesitindeki açılı geometri hız dağılımında homojenliği arttırmıştır. Şekil 4’te soğutma durumu için orijinal ve yeni geometrideki statik basınç değişimi verilmiştir. Isıtma çözümünde olduğu gibi en fazla basınç kaybının soğutma bataryasında gerçekleştiği görülmektedir.

Isıtma ve soğutma hücresindeki profiller ölü bölgelerin oluşmasına ve statik basınç değerinde kayıplara sebep olmaktadır. Hücre giriş ve çıkışında ve hücre içindeki geçiş bölgelerinde açılı yapının kullanımı ölü bölgeleri azaltmış, hücre girişinde daha düzgün hız dağılımı oluşmasını sağlamıştır. [2]

Bu yazımızda CFD analizinin ne olduğunu, neden tercih edildiğini ve daha anlaşılabilir olması için CFD ile ısıtma ve soğutma hücresi analizini inceledik. Bir sonraki yazımızda görüşmek üzere… Bilimle kalın, bizimle kalın…

Kaynaklar [1] https://www.intacinsaat.com/cfd-analizi-nedir-hangi-alanlarda-kullanilir/ [2] http://hvacportal.org/indir/hvac-uygulamalarinda-cfd-analizi_1.pdf [3] Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 6(4), 681 – 690, 2017 E-ISSN: 1308-6693 Araştırma Makalesi, Standart Test Pervanesi Analizleri ile Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Analiz Altyapısının Doğrulanması Naz Yılmaz1, İsmail Çiçek2 1 İstanbul Teknik Üniversitesi, Denizcilik Fakültesi, Deniz Ulaştırma ve İşletme Mühendisliği, İstanbul, Türkiye

Rabiye Baştürk Kimya Mühendisi (Lisans Öğrencisi) odtulurabiya@hotmail.com

34

BOR MADENİNDEN ALZHEİMER VE PARKİNSON TEDAVİSİ İÇİN YERLİ İLAÇ ÜRETİLDİ

Dünya Bor rezervinin yüzde 70’inden fazlasına sahip olan Türkiye’de bor kullanılarak alzheimer ve parkinson hastalıklarının tedavisinde kullanılacak ilaç geliştirildi.

TÜSEB Genel Sekreteri Erzurumlu bilim insanı Prof.

Dr. Hasan Türkez, ülkemizde borla ilgili çalışmaların son zamanlarda arttığına dikkat çekerek, “Bunun sebebi Ulusal Bor Araştırma Enstitüsünün kurulması, ülkemizde bor projeleri desteklendi. Türkiye’de artık ‘Ben bor çalışıyorum AR-GE desteğim yok’ diyen hiçbir araştırmacı kalmadı. Hükümetimiz bunun farkında, bize düşen şey, ülke için katma değer sağlayacak konuları projelendirip ilgili kurumlara sunmak. Bizim kısa zaman sonra rezervlerimiz gibi biliminde de söz sahibi olacağımız günleri bekliyoruz” dedi.

araştırmalar sonucunda, alzheimer ve parkinson hastalıklarının önlenmesinde ve tedavisinde kullanılabilecek olan, bor içeren farmakolojik formilasyonları hazırladıklarını ve uluslar arası patentlerini aldıklarını söyledi.

Türkez, insanlarda alınacak netice sonrası bor ile üretilecek ilaçların eczanelerde yer alacağını belirtti.

Türkez, bilimsel altyapı oluştuktan sonra, kandaki bor miktarının hastanelerde tahlille öğrenilebildiği teknolojiye ulaşılacağını ve kandaki bor miktarının eksik olduğu görüldüğünde ise doktorların reçeteye bor yazabileceğini açıkladı.

Dünyanın sayılı bilim adamları arasında gösterilen Prof. Dr. Türkez, borun insanlar üzerindeki etkilerini de anlatarak, antioksidan sistemini destekleyen borun deney hayvanlarında da bilişsel fonksiyonları ileri düzeyde geliştirdiğini belirtti. Uluslararası bir ekiple yaklaşık 6 yıldır üzerinde durduğu

35

KANSER HÜCRELERİNDE NELER OLUYOR?

P53 VE MDM2 PROTEİNLERİ İnsan vücudu hücre adı verilen bloklardan oluşmaktadır. Bu hücreler büyür, gelişir ve yeni hücreler oluşturmak için bölünürler. Belli bir süreden sonraysa hücreler ölür. Bu döngü yaşantımız boyunca devam eder. Sağlıklı hücreler belli bir büyüme düzenine sahiptir ve bu büyüme-bölünme ilişkileri kontrol altına alınmıştır. Sağlıklı hücrelerde meydana gelen herhangi bir değişim bu hücrelerin kontrol mekanizmalarını etkiler ve hücrelerin kontrolsüz bir şekilde bölünmelerine sebep olur.

Bu değişimler DNA kaynaklı olabileceği gibi çevresel etkiler tarafından da oluşabilir.

Kontrolsüz bir şekilde büyüyen bu hücre kütleleri tümör olarak adlandırılır. Tümörler kanser olarak adlandırılan kötü huylu tümörler ve kanser oluşturmayan iyi huylu (benign) olarak 2 gruba ayrılır. Kanser olarak adlandırılan tümörler metastaz adı verilen vücut içerisinde yayılma eylemini gerçekleştirirler. Metastaz yaptıkları dokuların yapılarını bozabilirler. Öte yandan iyi huylu tümörler yayılım göstermez ve sadece bulundukları dokuda büyürler.

Kanser çeşitleri 4 ana başlıkta incelenebilir; • Karsinoma: Epitel ve bezsel dokularda oluşan kanserdir. Organların dış yüzeylerinde oluşurlar.

Katı formda bulunurlar. En yaygın bulunan kanser çeşididir. Prostat kanseri, göğüs kanseri, akciğer kanseri ve bağırsak kanseri örnek olarak verilebilir.

• Sarkoma: Yumuşak doku kanseri olarak adlandırılır. Vücuttaki yumuşak dokularda meydana gelir. Dokuları destekleyen yapılar yumuşak doku olarak adlandırılır; kemik, yağ, sinir, kas ve kan damarları yumuşak dokulardır.

• Lösemi: Kan kanseri olarak bilinen lösemi beyaz kan hücrelerinde meydana gelen kanser türüdür.

4 grupta incelenir; akut lenfoblastik lösemi, kronik lenfoblastik lösemi, akut myeloid lösemi ve kronik myeloid lösemi.

• Lenf kanseri: Lenf sisteminde başlayan kanser çeşididir. Lenf sistemi enfeksiyonlarla savaşan sistemdir. Hodgkin lenfoma ve Hodgkin dışı lenfoma olarak 2 çeşidi vardır.

Figür 1: Kanser Çeşitleri

36

Kanser oluşumunda birçok farklı genin işlevi bozulabileceği gibi proteinlerin işlevlerinden kaynaklı olarak tümör oluşumu gözlenebilir. Şu anki bilgiler ışığında tümör baskılayıcı olarak görev yapan P53 proteinin işlev bozukluğunun kansere sebebiyet verdiği bilinmektedir. İşlev bozukluğu olan hücreleri apoptoza (programlanmış hücre ölümü) götürme ve hasarlı DNA onarımında P53 proteini görev almaktadır. Bu protein TP53 geni tarafından kodlanır ve hücre içerisinde tetramer (dörtlü bağ) yapmış halde bulunur. Hücre siklusunu denetleyen bu protein hücrede herhangi bir yanlış işlev durumunda G1 fazında S fazına geçişi durdurur. P53 proteininin işlevini kaybetmesi; hasarlı DNA’ya sahip hücrelerin apoptoza gitmelerinin engellenmesi veya DNA hasar onarımının gerçekleşmemesi anlamına gelir.

Bunun sonucu olarak hatalı hücre kontrolsüz olarak bölünmeye başlar. Daha önce bahsedildiği gibi birçok kanser oluşumu P53 proteinin işlevindeki hasara

bağlıdır. P53 proteini hücre içerisinde birçok yolakta bulunur.

MDM2, P53 proteinin yıkılmasında görev alan önemli bir proteindir. MDM2 (Mouse double minute 2 homolog), E3 ubikuitin-protein ligaz olarak görev alır. Proteinler hücre içerisinde yıkılmaları gerektiğinde ubikuitin molekülüyle işaretlenirler. İşaretlenen bu proteinler proteazomlar (protein yıkan yapılar) tarafından tanınırlar ve yıkımları gerçekleşir. Yıkımların gerçekleşmesi ubikuitin molekülünün miktarına bağlı olarak gerçekleşir.

Tek ubiqutin bağlanması (monoubiquitination) proteinin çekirdekten sitoplazmaya taşınmasına sebep olurken çoklu (polyubiqutination) proteinin yıkılmasına sebep olur. MDM2 proteini P53 proteinin ubikuitinlenmesini sağlayan proteindir.

Figür 3: P53 Proteini Figür 2: MDM2 Proteini MDM2 proteini P53 proteinini N-terminal transaktivasyon alanından tanır ve transkripsiyon aktivasyonunu durdurur. MDM2, P53 proteinin C terminalindeki lizin kalıntıları sayesinde

ubikuitinlenmesini sağlar. MDM2 ayrıca kendisini de ubukuitinleyebilir, böylece kendi yıkımına da sebep olur.

37

Figür 4: P53-MDM2 İlişkisi P53 proteinin MDM2 tarafından ubikuitin eklenerek yıkılması sonucu hücre DNA hasarını düzeltemez ve hasarlı olmasına rağmen apoptoza gidemez. Bu durum hücrenin kontrolsüz olarak bölünmesini sağlar ve kanser oluşumu gözlenir. Yumuşak doku sarkoma kanserlerinde MDM2 protein miktarının arttığı gözlemlenmiştir.

Günümüzde kullanılan kanser ilaçlarından bazıları P53-MDM2 bağlanmasını engelleyerek P53 proteinin görevini yerine getirmesini sağlamayı amaçlamaktadır. Nutlin molekülü P53 ve MDM2 proteinlerinin bağlanmasını engelleyen moleküllerden biridir.

organ oluşumunu ve doku homeostazisinin sağlanmasıdır. Bir organizmada MDM2 oluşumunun tamamen engellenmesi organizmanın ölümüyle sonuçlanmaktadır.

2017 Türkiye İstatistik Kurumu verilerine göre her 5 ölümden 1’i kanserden kaynaklanmaktadır. Kanser hücreleri her geçen gün kendilerine ait yeni özellikler kazanmakta ve kanser çeşitleri gün geçtikçe artmaktadır. MDM2-P53 ilişkisi kanser yapısının anlaşılmasında ve tedavi sürecinde önemli bir rol almaktadır.

Hücre içerisindeki MDM2 proteinin miktarının azaltılması P53 proteinin yıkımının azalmasına sebep olmaktadır. Kanser hücreleri üzerinde yapılan birçok araştırma bu ilişkinin anlaşılmasını amaçlamaktadır.

MDM2 hücre içerisinde P53 dışındaki birçok yolakta görev almaktadır. Bunlardan en önemlisi

38

Kaynaklar 1) Honda R, Tanaka H, Yasuda H (December 1997). "Oncoprotein MDM2 is a ubiquitin ligase E3 for tumor suppressor p53". FEBS Letters. 420 (1): 25–7. doi:10.1016/S0014-5793(97)01480-4. PMID 9450543.

2) Haupt Y, Maya R, Kazaz A, Oren M (May 1997). "Mdm2 promotes the rapid degradation of p53".

Nature. 387(6630):2969. doi:10.1038/387296a0.PMID 9153395.

3) Davis, C. P. (2016). Understanding Cancer. OnHealth: https://www.onhealth.com/content/1/cancer_ types_treatments adresinden alındı 4) Moll, U. M., & Petrenko, O. (2003). The MDM2-p53 Interaction. Molecular Cancer Research.

5) Sayılarla: Dünya Kanser Günü'nde Türkiye ve dünyada durum ne? (2018, Şubat 4). BBC News Türkçe: https://www.bbc.com/turkce/haberler-dunya-42936386 adresinden alındı.

Dilanur Toplak Kimyager (Lisans Öğrencisi) dilanurtoplak@gmail.com

39

TÜRK BİLİM İNSANINDAN SERA GAZI YAYILIMININ VE KİRLİLİĞİN DÜNYA’YI TEHDİT ETTİĞİ UYARISI Montana State Üniversitesi Görüntüleme ve Kimyasal Analiz Laboratuvarı Kurucusu ve Direktörü Prof. Dr. Recep Avcı, sera gazı yayılımının ve kirliliğin Dünya’yı tehdit ettiğini söyledi.

Dünya’yı saran hava tabakasının kirletilmesinin sorunlara yol açabileceğini anlatan Avcı, şunları kaydetti:

Trakya Üniversitesi tarafından İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Prof. Dr. Fehmi Yılmaz Konferans Salonu’nda düzenlenen “Yalnız mıyız? Dünya dışı yaşam arayışı” adlı panele katılan Montana State Üniversitesi Görüntüleme ve Kimyasal Analiz Laboratuvarı Kurucusu ve Direktörü Prof. Dr. Recep Avcı, uzayda yapılan büyük çaplı araştırmalar sonucunda henüz Dünya dışında bir yaşam izine rastlanılmadığını belirtti.

“Bizim yaşamımız bu hava tabakasının içinde sürüyor. Bu hava tabakasını kirletirsek Dünya’mızın halinin Venüs gezegenine benzeme ihtimali var.

Venüs, güneşe biraz daha yakın. 800 milyon sene önce Venüs’te yaşam vardı. İçinde nehirlerin, doğanın olduğu bir yerdi. Venüs’e 800 milyon yıl önce göktaşı düşmesinin ardından kontrolsüz sera gazı salınımı yaşanmaya başladı. Sera gazı yayılımı bu hızla devam ederse, bizi güzel bir gelecek beklemiyor.

Başta NASA olmak üzere pek çok farklı kuruluşun Dünya dışında yaşamın izlerini aradığını anlatan Avcı, milyarlarca yıl önce Dünya’dan kopan bir parça olan Ay’da dahi bir yaşam belirtisi olmadığını ifade etti.

Havayı kirletmemeliyiz. Havayı temiz tutmak zorundayız. Bugün Dünya’mız bir cennet ise Venüs bir cehennem. Çünkü Venüs’ün yüzeyinde basınç 92 atmosfer, yüzey sıcaklığı ise 454 derece, yani kurşun eriyor. Eğer bu şekilde kirlilik devam ederse, dünyanın da bu yönde bir gidişi olabilir. Bundan kurtulmak da milyonlarca seneyi alır. Kirlilik, Dünya’mızı Venüs’e çevirebilir. Bu güzel, cennet Dünya’yı kirletmemek için gereken tüm önlemler alınmalı.”

Akademik çalışmalarını uzun yıllardır Amerika’da sürdürdüğünü dile getiren Recep Avcı, küresel ısınma ve hava kirliliğinin Dünya’yı tehdit ettiğini, kontrolsüz sera gazı yayılımının devam etmesi durumunda Dünya’nın Venüs’e benzer bir duruma gelebileceği uyarısında bulundu.

40

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

Kimya profesörü Brian Wagner, zirai ilaçları ve diğer analitleri tespit edebilen molekülleri geliştirmek için flüoresan boyalarla çalışmaktadır. Burada, floresein (yeşil) ve Nil kırmızısı boyalarını katı olarak etanol içine karıştırmadan attı, bileşikler eridi ve dağılırken bu görüntüyü elde etti.