Kimya Dergisi
İNOVATİF Kimya Dergisi YIL:8 SAYI:83 HAZİRAN 2020
BİYOSENSÖRLER VE VİRÜS TESPİTİNDEKİ KULLANIMLARI
EKİBİMİZ YAVUZ SELİM KART PELİN TANTOĞLU KART MERVE ÇÖPLÜ HACER DEMİR 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 FULYA BAŞARAN BURCU ÇAKMAK GÖZDE ÖNCEL NUR SEVİM SALÇIN NESLİHAN NUR ÜZÜM
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
SÜPERKRİTİK AKIŞKANLAR
6
KORONAVİRÜSÜ 75 SANİYEDEN KISA SÜREDE ÖLDÜREN CİHAZ
11
KORONAVİRÜS (COVID-19) AŞISI BULUNDU MU?
12
TÜRK BİLİM İNSANLARI AŞI İÇİN 3 YENİ HÜCRE BESİYERİ GELİŞTİRDİ
16
BİYOSENSÖRLER VE VİRÜS TESPİTİNDEKİ KULLANIMLARI
18
AEROJEL SUYU BUHARA ÇEVİREREK KOLAYCA TEMİZLEYEBİLİYOR
23
COVİD-19 TEDAVİLERE GİDEN EN HIZLI YOL
24
BU ‘YAŞAYAN’ BETON SERA GAZI YAKIYOR
27
KİMYASAL KİRLİLİK VE EPİGENETİK ETKİLEŞİMLER
30
DENİZCİLİK İÇİN DAHA HIZLI BOZUNAN PLASTİKLER
33
SÜPERKRİTİK AKIŞKANLAR
Günümüzde modern organik ve inorganik kimyada önemli gelişmeler kaydedilmiş, bu gelişmeler tıbbi ve zirai ilaç endüstrileri gibi birçok sektörde etkisini olumlu şekilde göstermiştir. Bu endüstrilerde kullanılan kimyasalların büyük bir bölümünün sentezi organik çözücüler içerisinde gerçekleştirilmektedir. Kullanılan bu çözücülerin sentez ürünlerinden uzaklaştırılmasında büyük güçlüklerle karşılaşılması bir yana daha da önemlisi bu çözeltilerin neden olduğu toksinler ve bunlara bağlı artan çevresel kirlilikler insan sağlığında oldukça önemli tehtidler oluşturmaya başlamıştır. Bu sebeple organik çözücülerin kullanımına karşı artan çevresel baskılar artmış ve birçok endüstri kuruluşunu yüksek tazminatlar ödemek zorunda bırakmıştır. Bütün bunlar araştırmacıları, alternatif sentez ve çözücü
kullanımı yönünde araştırma çalışmaları yapmaya itmiş ve süperkritik akışkan teknolojisinin ortaya çıkmasını sağlamıştır.
Son yirmi yılda, süperkritik akışkan ekstraksiyonu (SC) artan bir ilgi ile bilinen ekstraksiyon metotlarına karşı ilginç alternatif bir metot olarak dikkat çekmektedir. SC, destilasyon, Soxhlet, sıvı ekstraksiyon ve sıvı kromotografisi gibi diğer metotlarla başarılamayan üstünlükleri sağlayan yeni bir metottur. Bu metot da çözgen tüketimi ve basamak sayısı azalmakta, analiz süresi kısalmaktadır. Çözgen tüketimi hacminin azaltılması sadece yüksek fiyatlardan kaçınmak açısından değil, çevreye verilme problemi bakımından da önemlidir. [1]
Şekil 1.Süperkritik akışkan ekstraksiyonunun temel aşamaları[9] Bir maddenin kritik noktası ilk kez Baron Cagniardde‘la Tour tarafından 1822’de gözlenmiştir.1879’da Hannay ve Hogart metal halojenürler gibi katı maddelerin süperkritik metanol ve karbon tetraklorür de çözüldüğünü rapor etmişlerdir. Francis 1954’de yayımladığı
bir makalede 261 tane farklı bileşenin süperkritik CO2’e çözüldüğünü belirtmiştir. 1980’lerden sonra süperkritik sıvıların analitik kimyada uygulamalarda büyük gelişme göstererek hızla pek çok endüstriyel alanda yer almaya başlamıştır.[1]
SÜPERKRİTİK AKIŞKAN NEDİR ? Bir maddenin, basınç-sıcaklık faz diyagramında (Şekil 2), gaz-sıvı denge eğrisi ileriye doğru hareket edilecek olursa, sıcaklık ve basıncı artar. Isıl genleşmeler nedeniyle, sıvının yoğunluğu azalırken; basıncın artmasından dolayı gazın yoğunluğu artmaya başlar. Giderek iki fazın yoğunlukları
birbirine yaklaşır, gaz ve sıvı arasındaki farklar kaybolur ve eğri bir kritik noktaya gelir. Bu noktada madde artık “akışkan” olarak adlandırılabilir. Böylece, maddenin sıcaklığı kritik sıcaklığının (Tc), basıncı ise kritik basıncının (Pc) üzerine çıkartıldığında katı, sıvı ve gaz fazlarından daha
6
farklı, yeni bir bölge ortaya çıkar ve bu bölgedeki akışkan “süperkritik akışkan (SC)” olarak tanımlanır. [2] SC, sıcaklık ve basınç değerleri kritik sıcaklık (Tc) ve kritik basınç (Pc) değerlerinin üzerinde olan akışkan olarak tanımlanmaktadır. Başka bir ifade ile bir element ya da bileşenin Tc ve Pc üzerindeki karışım hali olarak da tanımlanabilir. Tıpkı bir gaz gibi, bulunduğu kabın şeklini alan ve doldurulabilen, sıkıştırılabilir bir akışkandır. Bir sıvı olmayıp, sıvıya yakın yoğunluk ve çözme gücü değerlerine sahiptir. [3]
sahip olunan sıcaklık ve basınç değerleridir. Bu noktanın üzerine çıkıldığında, çözgen SC olarak nitelendirilmektedir. SC bölgesindeki özellikler sıvıların iyi çözme gücü ve gazların iyi difüze olma özelliklerinin birleşimidir (Tablo 1).[3] İlk kez 1879 ‘da Royal Society seminerlerinde (Londra) Hannay ve Hogart tarafından, bir katının yüksek basınçtaki gazda çözündüğü, basınç düşürülünce katının çöktüğü açıklanmıştır. Bir kaç yıl sonra Eduard Buchner (1907’de biyokimya alanında Nobel ödülü almıştır), uzun süren bir çalışmanın ardından bir model bileşik olarak naftalinin SC-CO2 içindeki çözünürlüğü ölçmüştür.[5]
Bahsedilen Tc ve Pc değerleri, kritik noktada
Şekil 2. Basınç-Sıcaklık Faz Diyagramı[3] Tek bileşenli bir malzeme için tipik bir faz diyagramı; SC akışkanlar standart koşullardaki sıvı ve katı,sıvı ve gaz fazlarını göstermektedir. Devamlı gazlardan farklı özelikler gösterirler. Süperkritik yeşil çizgisi donduğunda hacmi azalan maddeler için akışkan bölgesi Şekil 3’de verilen sıcaklık-basınç geçerlidir. Kesikli yeşil çizgi ise donduğunda hacmi diyagramında görülmektedir.[4] azalan maddeleri temsil eder. Üçlü ve kritik noktalar kırmızı noktalar olarak gösterilmiştir.[2]
Şekil 3. Faz diyagramı[4]
7
Tablo 1. Akışkanların Bazı Fizikokimyasal Özelikleri[8]
SÜPERKRİTİK AKIŞKAN ÖZELLİKLERİ Süperkritik akışkanların sıvı-gaz arası özellikleri vardır. Sıvıya benzer yoğunlukları olup sıvı bir çözücü gibi davranırlar. Düşük viskozite ve kütle transfer özelliği veren iyi difüzyon özelliklerine sahiptirler. Yüksek bağıl yoğunlukları iyi bir çözgen özelliği kazandırır. Süperkritik akışkanın yoğunluğu, sıcaklık ve basınca bağlıdır. Belli bir basınçta sıcaklık artırıldığında veya belli bir sıcaklıkta basınç azaltıldığında yoğunluk azalır. Bu özellikten
yararlanılarak ekstraktların fraksiyonlanması mümkün olmaktadır. Bir süperkritik akışkanın çözme gücü yoğunluğuna ve çözünen ile arasındaki kimyasal ilgiye bağlıdır. Kritik noktada çözme gücü en düşük değerdedir. Buharlaşma gizli ısısı sıfır, bu nedenle ısı kapasitesi çok yüksektir. Sistemin enerji gereksinimi azdır. Yüzey gerilim katsayıları ve viskoziteleri düşüktür ve bu nedenle pompalama masrafları düşüktür.[3]
SÜPERKRİTİK AKIŞKANLARIN KULLANIM ALANLARI Doğal materyallerin, özellikle ısıya, ışığa ve oksijene hassas olan ve kalıntı istenmeyen gıda bileşenlerinin ayrıştırılması için SC akışkanların kullanılmasının daha güvenli olduğu birçok araştırmacı tarafından belirlenmiştir. SC akışkanların gıda endüstrisine uygulamaları ile ilgili çalışmalar son 20 yılda hız kazanmıştır. 1983-2003 yılları arasında, SC-CO2
ile ekstraksiyon konusunda yapılmış yayınların sayısının ve bu alanda alınan patent miktarının 10 kat artması, endüstrinin de ilgisini göstermektedir. SC akışkanlarla ekstraksiyon işlemi pek çok alanda uygulanabilir olduğu halde, alınan patentlerin özelikle gıda, ilaç ve kimyasal endüstri alanında yoğunlaştığı gözlenmektedir.[6]
Şekil 4.İlaç üretiminde süperkritik akışkan sistemi[10] Süperkritik akışkanlar ile ticari olarak kahveden kafein uzaklaştırılması, şerbetçiotu ekstraksiyonu, süt yağının kolesterolünün azaltılması, sığır etinden kolesterol ve yağ uzaklaştırılması, yumurta sarısından kolesterolün uzaklaştırılması, mısır, soya ve pamuk çekirdeğinden yağ eldesi, balıklardan yağ ekstraksiyonu, tütün atıklarından nikotin ekstraksiyonu ve alglerden B-karotenin
ekstraksiyonu gibi birçok konuda çalışmalar yapılmıştır. Annatto tohumlarından çekirdeğinden gıda renklendiricisi olarak endüstride kullanılan olarak endüstride kullanılan bixin ve norbixin eldesi , yonca yaprağı protein karışımından lutein ve karoten eldesi , tatlı patatesten SC-CO2 ile B-karoten eldesinde
8
çalışmalar laboratuvar ölçekli olarak yapılmıştır.[7] Karbondioksit, diazotmonoksit, amonyak, su, n-bütan, etan, etanol, dietileter vb. süperkritik
akışkanlarla ilgili yapılan çalışmalar gün geçtikçe geliştirilmekte ve üzerinde çalışmalar halen devam etmektedir.
Şekil 5. Sızma zeytinyağındaki fenolik asitlerin süperkritik sıvı kromatografisi ile belirlenmesi[11] Süperkritik akışkanlarla ilgili teknikler ve yöntemler ana hatlarıyla aşağıda verilmiştir.
1- Farmokoloji ve ilaçlar 2- Polimerler ve polimer katkı maddeleri 3- Tekstil boyaları 4- Doğal ürünler (yağ, tütün, kahve, süt vb.) ve gıda maddeleri 5- Yüzey aktif ve temizlik maddeleri 6- Akrojeller, köpükler ve kozmetik ürünler 7- Yağlar, lipitler, enzimler ve çeşitli katalizörler
1- Partikül dizaynı, mikronizasyon ve yeniden kristallendirme 2- Süperkritik akışkanlar içinde sentez 3- Hidrojenasyon ve hidroformülasyon 4- Süperkritik akışkan ekstraksiyonu 5- Süperkritik akışkan fraksiyonu 6- Süperkritik akışkan kromatografisi Üzerinde çalışmaların yapıldığı araştırma konuları ise
Süperkritik akışkanlarla ilgili konularda çalışma ve araştırma yapan ülkeler ise; ABD, Almanya, İtalya, İngiltere, Norveç, İsveç, Belçika, Hollanda, Çin ve Türkiye’dir.
Kaynaklar [1] https://tr.wikipedia-on-ipfs.org/wiki/S%C3%BCperkritik_ak%C4%B1%C5%9Fkan.html [2] AA Clifford, JR Williams - Supercritical fluid methods and Protocols, 2000 - Springer [3] PG Jessop , W Leitner - 2008 - books.google.com [4] Goodship, V. and Ogur, E.O. 2004. Polymer processing with supercritical fluids, Rapra Review Reports, 135 p, United Kingdom [5] LAKKİS, J. M. 2016. Encapsulation and controlled release technologies in food systems. John Wiley &Sons. [6]http://papirus.ankara.edu.tr/tez/FenBilimleri/Doktora_Tezleri/2004/FD2004_80/Tezi%20 icindekiler.pdf [7]http://www.kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster. aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB01A2ABCEEAAF365E0 [8]Balaban, M., Supercritical Extraction: Recovering Process Materials, Agricultural Engineering, vol. 70, no. 2, pp. 24-25, March/April, 1989. [9] Akgün M., Akgün N.A., Baran N., Deniz S. ve Dinçer S., (2001).“Süperkritik Akışkanlar ve Uygulama Alanları”, Kimya Teknolojileri, 3:58-67
9
[10] Long B., Ryan K.M., Padrela L., From batch to cöntinuouns- New opportunities for supercritical CO2 technology in pharmaceuticalmanufacturing, European Journal of Pharmaceutical Sciences, September 2019 [11] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0731708518307027
Nur Sevim Salçın Kimya Mühendisi (Yüksek Lisans Öğrencisi) nssalcin@gmail.com
10
KORONAVİRÜSÜ 75 SANİYEDEN KISA SÜREDE ÖLDÜREN CİHAZ
Bursa Teknik Üniversitesinde (BTÜ) bakteri geçişini büyük oranda engelleyen, yıkanabilir tıbbi maske kumaşı üretildi. Bursa Teknik Üniversitesi Teknoloji Transfer Ofisi AŞ ile Dominant Tekstil arasında yürütülen proje kapsamında doku tasarımı ve lif yapısı farklılaştırılmış yeni bir kumaş elde edildi. Yıkanabilir özelliğe sahip bu kumaşın yüzde 99 bakteri geçişini engellediği belirlendi. BTÜ Polimer Malzeme Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Dr. Kenan Yıldırım, AA muhabirine yaptığı açıklamada, dokuma esaslı, yıkanabilir ve bakteri geçişini engelleyen kumaşın, prototip üretiminin başarı ile tamamlandığını söyledi. Kumaşın doku tasarımında çift katman bulunduğunu, yıkanabilir maske kumaşlarından lif yapısıyla farklılaştığını kaydeden Yıldırım, “Bu kumaşın üst katı farklı bir geçirgenlik özelliğine sahip, alt katı farklı bir geçirgenlik özelliğine sahip. Üst katmandan geçen bir virüsün oradaki hava akış hızı farklı, ara katmanda boşluk var, o boşluktan sonra geçirgeni daha farklı bir katmana geldiğinde nefes aldığımız zaman hava akışındaki virüsün sendelemesini sağlıyor ve geçirmiyor. Yani virüs o katmana geldiği zaman türbülansa girmiş bir cisim gibi sendeliyor ve içeri geçmesi engelleniyor.” diye konuştu. Prof. Dr. Yıldırım, maske kumaşının yıkanabilir özellikte olmasının önem taşıdığını vurgulayarak, 100 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda yıkanabileceğini ya da buharla steril hale getirilebileceğini ifade etti.
Yıkanabilir kumaştan üretilecek maskelerin tekrar kullanılabilir olması dolayısıyla maske tüketimini azaltacağını, kullan at maskelerin neden olduğu tıbbi atık oranını düşüreceğini kaydeden Yıldırım, yapısına ilişkin şu bilgileri verdi: “Bu kumaşın, maske kumaşının dokuma tekniğiyle yapılması ve çift katlı kumaşın tek katman olarak kullanılması bir yenilik. Hava geçişi esnasındaki virüsün hareketini kısıtlayacak doku yapısı seçildi ve bu şekilde bir tasarım yapıldı. Kumaşın ön ve arkası farklı doku yapısında. Diğer bir yenilik de üst katmandaki kumaşta kullanılan lif kesit şekli. Özel lif kesitinden dolayı da daha yüksek yüzey alanına sahip lifleri kullandık. Daha yüksek yüzey alanında bize somut yüzey oluşturdu, bu da virüs ve bakterilerin filtrasyonunda önemli bir etken. Bu özellikleriyle de dünyada bir ilk. Herhangi bir bakteriyi solunan havadan ayırabilmektedir. Yıkanabilir olması bu kumaştan imal edilecek maskenin, tekrar kullanıma da olanak vermektedir. Bu sayede, maske tüketiminde miktar olarak önemli azalmaya vesile olacaktır.” Yıldırım, günlük kullanım maskelerin gözeneklerinin dar olduğunu, bu nedenle nemin dışarı atılmasında da sıkıntı yaşanabildiğini vurgulayarak, “Yeni geliştirdiğimiz bu maske kumaşın, gözenekleri daha büyük olduğu için insan nefesindeki nemi dışarı atabilecek kabiliyettedir.” dedi.
11
KORONAVİRÜS (COVID-19) AŞISI BULUNDU MU?
Yeni tip koronavirüs (Covid-19)… Sanıyorum ki artık bu virüsten haberi olmayan insan kalmadı. Koronavirüs küresel bazlı pek çok şey değişikliğe neden oldu. Dünyada pek çok ülke ekonomik kayıplar ve ağır can kayıpları verdi. Herkes bu süreci en kısa sürede geride bırakmak isterken, bilim dünyası bu isteğimizi yerine getirebilmek adına durmadan
çalışıyor. Her ülke koronavirüsün yayılmasını önlemek için bireysel önlemler alırken, aşı ve ilaç çalışmaları da ülke bazında gerçekleştiriliyor. Bu yazımızda ülkeler bazında korona virüsün yayılmasını önlemek ve koronavirüs kaynaklı can kaybını azaltmak için yapılan çalışmaları inceleyeceğiz.
İTALYA Koronavirüsün etkisinin ağır bir şekilde yaşandığı ülkelerden olan İtalya, ilaç ve aşı araştırmalarına oldukça önem vermektedir. İtalyan araştırmacılar, hücrelerdeki koronavirüsü yok edecek, dünyanın ilk aşısını bulduklarını ve sonbaharda insanlardaki ilk denemelere başlayabileceklerini ifade ettiler. Farelerle yaptıkları deney sonucunda, farelerde üretilen antikorları insan hücrelerine aktardılar, hiçbir hücrenin Covid-19 ile enfekte olmadığını
açıkladılar. * Roma merkezli Takis Biotech adlı bir ilaç şirketi koronavirüse karşı geliştirdikleri aşıyı fare üzerinde ilk kez denediklerini ve hayvanların aşıya karşı geliştirdikleri antikorları analiz ettiklerini açıkladılar. * Farelerle gerçekleştirdikleri testlerin bir ön sonucu olarak bu farelerdeki antikorların insan hücrelerinin virüs ile enfekte olmasının önüne geçtiğini belirttiler. * İtalyan bilim insanları Roma’daki Spallanzani
12
Hastanesi’nde geliştirdikleri 5 farklı aşı numunesini deneyerek bu aşılar arasında bir karşılaştırma yaptılar. Koronavirüse direnç gösteren antikorlar farelerin kanından alınarak, önceden petri kabına konulan insan hücrelerine eklendi. İnsan hücrelerinin virüse karşı 14 gün içerisinde antikor ürettiği tespit edildi. Bu antikorların SARS-CoV-2 virüsünün insan hücrelerine bağlanmasını ve bu hücreleri enfekte etmesini engellediği anlaşıldı. * Geliştirilen aşıların DNA bazlı aşılar olduğu açıklandı. DNA VE RNA bazlı aşılar, diğer aşıların
aksine güçsüzleştirilmiş veya aktifliği yok edilmiş virüslerden geliştirilmedikleri için taze bir örneğe ihtiyaç duyulmadan büyük ölçekli üretim sağlanabilir. * Takis Biotech ilaç firmasının ceosu Aurisicchio, İtalyan haber ajansı ANSA’ ya yaptığı konuşmada, ‘’Bu İtalya’ da yapılan bir aşı adayının test aşamalarında geldiği en gelişmiş nokta. Hücrelerini test ettiğimiz iki kişiyi gelecekteki klinik çalışmalar için kullanacağız. Aşının insanlarda da işe yarayacağını umuyoruz.’’ açıklamalarında bulundu. [1]
AMERİKA Yaklaşık 90 bin civarındaki can kaybıyla, dünyadaki can kaybının %30’u Amerika Birleşik Devletleri’nde gerçekleşmiştir. Yaşadığı büyük kayıp ülkeyi sarsarken, ülkede bu duruma çözüm amaçlı adımlar da atıldı. * Koronavirüse karşı insanlar üzerindeki ilk aşı denemesi ABD’de gerçekleştirildi. Aşı için ilk gönüllü, 43 yaşındaki iki çocuk annesi Jennifer Haller’di * Associated Press ajansının haberlerine göre, Seattle’daki Kaiser Permanente araştırma merkezinde dört gönüllüye aşı yapıldı. mRNA1273 adlı aşının insandaki bağışıklık sistemini güçlendirmesi sonucunda enfeksiyonu yenmesi bekleniyor. Ancak aşının hemen piyasaya sürülmeyeceği, bunun yaklaşık 18 ay gibi bir sürede gerçekleştirileceği belirtildi. * Aşı çalışmalarında Amerikalı bilim insanları da tıpkı İtalyan bilim insanları gibi gerçek virüs kullanmadı. Bunun yerine laboratuvar ortamında virüsten kopyaladıkları genetik kodların bir kısmını kullandılar.
oldukça aktif olduğu için, aşıların geleneksel deri altı enjeksiyonu yerine bu şekilde verilmesiyle daha hızlı ve güçlü sonuçlar alınabileceği belirtildi.[2] * Daha önce üç farklı deneysel MERS aşışı geliştiren ve bunları fareler üzerinde bu bant yöntemiyle denemiş ve aşıların koronavirüsüne karşı antikor üretimini tetiklediğini belirten Amerikalı bilim insanları, yeni aşı adayını geçmişteki bu çalışmalarına uyarladıkları için hayvanlar üzerinde test yapılmadan, doğrudan insan üzerinde denemeyi uygun gördüklerini belirttiler. * Bu geçmiş deneyden yola çıkan bilim insanları, yeni tip Korona virüsündeki Spike proteinini hedef alacak şekilde benzer bir aşı bandı geliştirdi. Bu aşının da iki hafta içinde farelerin antikor üretimini güçlü biçimde arttırdığı ortaya çıktı. * Bir aşının insanlar üzerinde güvenle kullanılabilmesi için çalışmaların en az bir yıl gerekli iken, mikro iğneli aşının diğer aşı çalışmalarından farklı olduğu ve klinik deney süresinin de değişebileceği belirtiliyor. [3]
* Ulusal Sağlık Enstitüsü tarafından desteklenen mRNA-1273, hayvanlar üzerinde testlere gerek görülmeden doğrudan insanlarda denendi. Normal şartlarda aşılar önce hayvanlarda denenerek bağışıklık sistemi tepkisine yol açıp açmadığına bakılır. Ancak aşıyı geliştiren Moderna Therapeutics adlı biyoteknoloji şirketi, bunun daha önce denenmiş güvenli bir yöntem olduğunu söyledi. * Bant şeklinde geliştirilen başka bir aşı testinin 'PittCoVacc' (Pittsburgh Koronavirüsü Aşısı), şekerden yapılmış yüzlerce mikro iğne barındıran cırtcırtlı banta benzediği, cilde yapıştırıldığında şekerin hızla çözülmesiyle deriye nüfus ettiği belirtildi. Ayrıca, bağışıklık sistemi deri üzerinde
13
ÇİN Virüsün başladığı ve dünyaya yayıldığı ülke olan Çin, salgının başlarında fazla kayıp verirken bu durumu kontrol altına aldığını belirtti. Sonrasında hemen ilaç ve aşı çalışmalarına başladı. * Vuhan Viroloji Enstitüsü, Vuhan Biyoloji Ürünleri Enstitüsü ve Çin Ulusal İlaç Sanayi Grubu bünyesindeki Sinopharm şirketi aşı geliştirdiği ve insanlar üzerinde test etmeye başladıklarını açıkladı. 1. aşama klinik deneyler için 96 gönüllü katıldı. * 1. Aşama klinik deneyler aşı adayının güvenirliliğini test etti. Sonucun başarılı olduğu belirtilirken, ikinci aşama denemelere en kısa sürede geçilmesinin planladığı söylendi. * Üç aşamada gerçekleştirilen klinik denemelerde, ilk aşamada az sayıdaki sağlıklı kişi üzerinde aşının güvenli olup olmadığı ve olası yan etkileri araştırılıyor. İkinci aşamada ise aşının etkin olup olmadığı, deney ve kontrol gruplarına ayrılan 100'den fazla kişi üzerinde test edilirken üçüncü ve son aşamada aynı işlem, birkaç bin denekle
tekrarlanıyor. Tüm bu süreç, aylar ve hatta yıllar sürebiliyor. * Farklı virüs, bakteri ve patojen parçalarının birleşiminden oluşan aşı adayının klinik denemelerinin bir yıl içinde sonuç vermesi bekleniyor. * Ülkede iki aşı adayının daha klinik denemelerine devam ediliyor. * Çin Askeri Tıp Akademisi ve CanSino ilaç şirketinin birlikte geliştirdiği, Covid-19'un hastalığa neden olmayan antijen kısımlarını barındıran bir alt birimiyle aşının ikinci aşama klinik denemelerine 12 Nisan'da başlandı. Genetik mühendisliğin bir ürünü olan alt birim aşılar, hastalığa neden olan patojenin güçsüzleştirilmiş bir versiyonunu içeren "birim" aşıların aksine virüsün kendi kendini üretemeyen bir parçasını içeriyor. Virüsün zayıflatılmış canlı bir halini içeren "birim aşılara" göre daha güvenli olan alt birim aşılar, bağışıklık etkisi bakımından daha zayıf görülüyor. [4]
TÜRKİYE Ülkemiz koronavirüsü geç alan ülkelerden biri olmasının yanı sıra düşük ölüm sayısı, yüksek iyileşen sayısı ve azalan vaka sayısıyla dünya ülkeleri arasında oldukça iyi bir konumda yer alıyor. Alınan tedbirlerin ve uygulanan kuralların sonucunda gelmiş olduğumuz nokta ülkemiz için umut vadetmektedir. Her ülkede olduğu gibi bizim ülkemizde de bilim insanları dur durak bilmeksizin aşı ve ilaç çalışmalarını sürdürmektedir. * Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) Başkanı Prof. Dr. Hasan Mandal Türkiye'de şu anda TÜBİTAK koordinasyonunda 17 proje yürütüldüğünü ve bu projelerde 29'u üniversiteler, 8'i özel sektör ve 9'u da kamu Ar-Ge merkezleri olmak üzere 46 kuruluşun çalıştığını söyledi. Ayrıca aşı ve ilaç çalışmalarında 260'dan fazla araştırmacının görev aldığını, projelerden 8'inin aşı üzerine olduğunu ve 8 farklı yöntemle gerçekleştirildiğini belirtti. Ek olarak hedeflerinin yıl sonu için klinik öncesi aşamanın tamamlanması olduğunu ve bu 8 yöntemin bazılarında çok daha erken aşamada sonuç almayı planladıklarını, yöntemin birinde şu an hayvan deneyi aşamasına geldiklerini ve diğer 2 aşı çalışmasında da 1-2 hafta içerisinde hayvan deneyleri aşamasına geleceklerini açıkladı.[5]
* Tarım ve Orman Bakanlığı bünyesinde koronavirüs aşısı için anti serum çalışmalarına başlandı. Birkaç hafta içerisinde bu serumun hayvanlara verilmeye başlanacağı açıklandı. [6] * Ekibiyle yeni tip koronavirüs (COVID-19) aşısı çalışmalarını yürüten Boğaziçi Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Nesrin Özören, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı ile TÜBİTAK koordinasyonunda yeni tip koronavirüs aşı çalışmaları için 7 grup oluştuğunu, birbirinden bağımsız olan projelerin ortak malzeme ve transgenik hayvan çalışmalarında koordineli çalışacağını, aşı adayının virüsle test edilmesi deneylerinin ise biogüvenlik üçüncü seviye laboratuvarı bulunan merkezlerden birinde yapılacağını söyledi. Ayrıca 3 aşamadan oluşan faz çalışmasıyla yürüttüğü çalışmasını en iyi ihtimalle Eylül 2021'de bitirmiş olabileceklerini söyledi. [7] * Acıbadem Labcell Hücre Laboratuvarı ve Kordon Kanı Bankası Direktörü ve Hematoloji Uzmanı Prof. Dr. Ercüment Ovalı, Covid-19 inaktif virüs aşısının, preklinik invitro test aşaması tamamlanmış olduklarını ve artık hayvan üzerinde çalışmalarına başlanacaklarını bildirdi. Ayrıca Covid-19 tedavisinde "Mezenkimal Kök Hücrenin Etkinliği" çalışmasını
14
Sağlık Bakanlığı’na sunduklarını belirterek, "COVID-19 hastalığının tedavisinde mezenkimal kök hücre uygulaması yapılabildiğini, uygun endikasyonla kök hücre tedavisi uygulanan 7 hastada iyi sonuçlar elde ettiklerini belirtti. Sağlık Bakanlığına yaptıkları başvuru onaylanırsa kontrol grubuyla beraber klinik çalışmalarını başlatacaklarını açıkladı. [8] Bu yazımızda koronavirüse karşı bazı ülkelerin yaptığı çalışmaları inceledik. Tabiki hepimizin
ortak temennisi bir an önce aşının bulunmasıyla normal hayatlarımıza dönmemiz. Bilim dünyası bu kadar çok çalışırken umutsuz olmamak gerektiğini düşünüyorum. Başta ülkemiz sağlık çalışanları olmak üzere, tüm dünyada gerek aşı bulmak için gerekse hastalık durumunda bizleri iyileştirmek için çalışan sağlık çalışanlarımıza sonsuz teşekkür ediyoruz. Bilimle kalın, bizimle kalın, evde kalın, sağlıkla kalın… Koronasız günlere…
Kaynaklar [1] https://www.ntv.com.tr/galeri/saglik/italyan-arastirmacilar-corona-virusu-olduren-ilk-asiyigelistirdik,W7fsmPD8D0SmteKAT_ZL4A/iKk6yOqr-UK2T_owvK5cAQ [2] https://www.milliyet.com.tr/galeri/son-dakika-corona-virus-asisi-farelerde-basarili-oldu-6185593/14 [3] https://www.bbc.com/turkce/haberler-dunya-51924684 [4] https://www.bloomberght.com/koronavirus-asisi-hangi-asamada-2253940 [5] https://www.hurriyet.com.tr/galeri-corona-virus-koronavirus-ilaci-ne-zaman-cikacak-bakan-varanktanson-dakika-aciklama-41518775/1 [6] https://www.haberler.com/son-dakika-turkiye-de-koronavirus-asisi-icin-13224708-haberi/ [7] https://www.trthaber.com/haber/koronavirus/bogazici-universitesi-koronavirus-asisi-icin-tarihverdi-484480.html [8] https://www.hurriyet.com.tr/gundem/prof-dr-ercument-ovalidan-heyecanlandiran-haber-test-asamasitamamlandi-41502068
Rabiye Baştürk Kimya Mühendisi (Lisans Öğrencisi) odtulurabiya@hotmail.com
15
TÜRK BİLİM İNSANLARI AŞI İÇİN 3 YENİ HÜCRE BESİYERİ GELİŞTİRDİ Türk bilim insanları, ilk biyoteknolojik hücreyi 2017 yılında geliştirmeyi başardı. Tüm üretim sürecinin yerli ve milli olarak gerçekleştirildiği projenin sonunda besiyerine, Çaylı’nın kızının adı olan ‘Lale’ ismi verildi. Geliştirdikleri ‘Lale’ isimli hücre besiyeri (hücreler için besin ortamı) 200 ülkede aşı çalışmalarında kullanılan Cem Erdem ve Dr. Aziz Çaylı, 3 yeni hücre besiyeri daha geliştirdi. İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü (İYTE) bünyesindeki teknoparkta 4 yıl önce Flora Bio adlı şirketi kuran Erdem ve Çaylı, biyoteknolojik ilaçlar üzerine çalışmalar yürütüyor. Aynı yılın mayıs ayında besiyer global bir yabancı firmaya lisanslandı. Lale besiyeri, 200 ülkede şap aşısı geliştirme çalışmalarında kullanılmaya başlandı. “Lale”den güzel bir geri dönüş alan bilim insanları, bu alandaki çalışmalarına hız verdi. TÜBİTAK’tan da destek alan Çaylı ve Erdem, bu süreçte 3 besiyeri daha geliştirmeyi başardı. Viral aşılar ve kanser ilaçları alanlarında kullanılmak üzere geliştirilen biyoteknolojik hücrelere ise “Leylak”, “Orkide” ve “Yonca” isimleri verildi.
Türk bilim insanları, onların da bilimsel çalışmalarda kullanılması için yabancı bir firma ile görüşmeler yürütüyor. Flora Bio Yönetim Kurulu Başkanı Cem Erdem, AA muhabirine yaptığı açıklamada, Türkiye’deki biyoteknolojik yatırımlardaki eksiklikleri gidermek ve biyoteknolojik ilaçlarının geliştirilmesi için Dr. Aziz Çaylı ile ortak laboratuvar kurduklarını belirtti. İş ortağı Çaylı’nın Almanya’da biyoteknolojik ilaç konusunda önemli çalışmalar yaptığını vurgulayan Erdem, “Orada kurduğu CellCa firmasıyla 70’e yakın biyoteknolojik hücre ve 90’ın üzerinde ilaç üretim projesi geliştirdi. Çaylı, dünyada biyoteknolojik ilaç geliştirme konusunda en fazla kullanılan besiyeri olan Acticho’yu bulan kişidir. Firmadaki hisselerini devrettikten sonra Türkiye’ye döndü.” dedi. İlaç moleküllerinin geliştirilmesinde ilk aşamanın, hücrenin beslenmesini sağlayan “besiyeri” olduğuna dikkati çeken Erdem, şirket olarak bu alanda iyi bir noktaya geldiklerini ifade etti. Besiyeri ile ilgili bilgi veren Erdem, “Hücrelerin en efektif şekilde protein üretmeleri için ihtiyaçları olan besin kaynağını alabilecekleri sıvılar geliştiriyor. Bu sıvılar 95 uygun kimyasalın belli bir bilgi birikimiyle karıştırılmasıyla oluşuyor. Biz aslında bizim gibi yiyip
16
içemeyen hücrelerin en efektif şekilde çalışacakları besin ortamları hazırlıyoruz.” diye konuştu. Erdem, “Lale” besiyerinin şap aşısının üretiminde kullanıldığını söyledi. Bu sayede dünya tarafından tanındıklarını dile getiren Erdem, sözlerini şöyle tamamladı:
ürünün 200 ülkeye satılıyor olmasından mutlu ve gururluyuz ancak bu bize yetmiyor. En büyük hedefimiz gerekli maddi kaynağı bulduktan sonra besiyerin üretim tesisini Türkiye’de kurmak. Bunu başarırsak ülkemizin ithalat oranını da azaltmış oluruz. Ülkemizde ürettiğimiz besiyerlerini dünyaya satmak istiyoruz.”
“Geliştirdiğimiz besiyeri global bir yabancı firmaya lisansladık ve onun vasıtasıyla 200 ülkede üretilip satılmaya başlandı. Dizaynı Türkiye’de yapılan
17
BİYOSENSÖRLER VE VİRÜS TESPİTİNDEKİ KULLANIMLARI 1.Biyosensör Nedir? Biyosensörler bir analit, biyoreseptör, dönüştürücü ve ölçülebilir sinyalden oluşan analitik cihazlardır. Temel prensibinde analit yakalanır ve biyolojik tepkiler sinyallere dönüştürülür. Biyosensörler elektrokimyasal, optik ve piezoelektrik olarak üç ana sınıfa ayrılır.
Önceki yirmi yılda, biyosensörlerden ayırt edici analit olarak patlayıcıları, proteinleri, nükleik asitleri saptamak, gıda işlemede kanser biyobelirteçleri, bakterileri, virüsleri ve toksinleri teşhiste yararlanılmıştır ve biyosensörlerin biyoterörizme karşı mücadelede önemli olduğu ortaya çıkmıştır[1].
Şekil 1: Biyosensörlerin yapısı ve bileşenleri [2].
1.1 Elektrokimyasal Biyosensörler
etmek için kullanılmıştır [1].
1.2 Piezoelektrik Biyosensörler
Elektrokimyasal biyosensörler, yarı iletkenler ve serigrafi elektrotlar içeren biyosensörlerin yapısı için tipik bir platformu temsil eder. Kısacası, bu biyosensörler dielektrik özellikler, boyut, şekil ve yük dağılımındaki değişiklikleri izler, antikorantijen kompleksi elektrot yüzeyinde oluşur. Bunlar potansiyometrik, amperometrik, dönüşümlü voltametri ve impedimetrik dönüştürücü olmak üzere dört ana grupta sınıflandırılabilir. Bu biyosensörler proteinler, kanser biyomarkeri, nükleik asit ve benzeri gibi çeşitli biyolojik hedefleri tespit
En yaygın piezoelektrik biyosensörlerden biri kuvars kristali mikro balans biyosensörüdür. Çevresel koşullara yüksek hassasiyet nedeniyle frekanstan kaydedilen malzemelerin herhangi bir kütle değişimini ve viskoelastisitesini ve rezonatörünün sönümlenme değişimini ölçer. Bu biyosensörler; hormon, bakteri, hücre vb. hedefleri tespit etmek için çok çeşitli uygulamalarda kullanılmıştır [1].
18
Şekil 2: QCM biyosensörde kullanılan pizoelektrik kristal algılama başının yapısı, (a) üstten görünüm ve (b) en-kesit görünümü [2].
1.3 Optik Biyosensörler Optik biyosensörler, analit ve tanıma elemanı bir kompleks oluşturduğunda dönüştürücü yüzeyin optik özelliklerindeki bir değişikliğin ölçülmesine odaklanır. Bu biyosensörler iki gruba ayrılabilir. Örneğin, bir sinyal üretimi, doğrudan optik biyosensördeki dönüştürücü yüzeyi üzerindeki komplekse bağlıdır. Dolaylı optik biyosensörler ise bağlayıcıyı tespit etmek ve sinyali güçlendirmek için çoğunlukla floroforlar veya kromoforlar gibi çeşitli etiketlerle tasarlanmıştır. Literatürde ve piyasada, optik-bazlı fiber optik biyosensörler dahil olmak üzere çoklu optik biyosensörler, kaybolan dalga fiber optik biyosensörler, zamanla çözünen floresan, rezonant ayna optik biyosensör, interferometrik biyosensörler ve yüzey plazmon rezonans biyosensörleri mevcuttur [1].
2. Medikal Tanılarda Biyosensörün Önemi Klinik incelemelerde biyosensörler, güçlü uygulama alanı olmuştur. Hızlı analiz ve geliştirmeler için gereklilik nedeniyle karakteristikleri tespit etme, yani kararlılık, seçicilik ve kârlı olma, yeni tanıma öğeleri ve bunların düzenleri biyosensör sistemlerde tanınmayı artırmak için incelenmiştir. Bu önemli noktalar biyosensörleri bakım noktası için uygun hale getirir hızlı ve çoklu analit tespiti yapabildikleri için tanı koyarlar [1].
3. Virüs Tespitinde Biyosensörlerin Son Uygulamaları Yapılan bir çalışmada biyo sensörlerin bulaşıcı hastalıkların teşhisinde tıbbi uygulamaların değerlendirilmesi mevcuttur. Yapılan çalışmadaki biyo sensör ve gelecek ticari biyo sensörleri karşılaştırmak ve incelemeyi özetlemek için perspektiflerden bahsedilmektedir [1].
3.1 İnsan Bağışıklık Eksikliği Virüsü (HIV) Üzerine Yapılan Çalışmalar İnsan immün yetmezlik virüsü (HIV), lentivirüs adı verilen bir retrovirüs alt kümesinin bir üyesidir. İki tür HIV virüsü vardır ve HIV-1 en yaygın hastalığa neden olanıdır. Biyosensörler kullanılarak bu virüs tespiti ile ilgili son birkaç araştırma çalışması vardır. Örneğin; Babamiri ve ark. HIV-1 gen tespiti için baskılı tabanlı elektro-kemilüminesans biyosensör geliştirdi. HIV aptamerini şablon olarak ve o-fenilendiamini fonksiyonel monomer olarak kullandılar. (Şekil 3a). Deneylerden sonra her hibridizasyon reaksiyonundan sonra artan tepkiyi incelediler. 3,0 fM ila 0,3 nM aralığında çok hassas bir HIV gen tespiti (0.3 fM) elde ettiler. Hazırlanan biyosensör, tamamlayıcı olmayan dizilerle karşılaştırıldığında HIV tespiti için iyi bir özgüllük
19
gösterdi. Glikoprotein41 (Gp41), enfekte hücreler ve virüs arasında membran füzyonu içinde HIV-1'in transmembran proteinidir . Lu ve diğ. HIV-1 ile ilişkili Gp41'i tespit etme amacı ile bir biyosensör geliştirdi.
kuvars kristali mikro balans biyosensör yüzeyini değiştirdiler (Şekil 3b). Sonuçlara göre, baskılı film hedef peptide çok yakındı ve Gp41 proteinini seçici bir şekilde bağlayabilir. Ayrıca tespit sınırının 2 ng / mL olarak belirlendi [1].
Epitop baskı metodu tarafından Gp41 in 579-613 tortusu için analog olan sentetik bir peptid ile bir
Şekil 3.a: Elektro-kemilüminesans (a) ve kuvars kristalinin şematik gösterimleri -Mikro balans [1].
Şekil 3.b: Elektro-kemilüminesans (a) ve kuvars kristalinin şematik gösterimleri mikroterazi; (b) HIV-1'in saptanması için biyosensörler [1].
20
3.2 Ebola Virüsü Üzerine Yapılan Çalışmalar İlkhani ve ark. enzim kuvvetlendirilmiş bir saptama ile Ebola virüs DNA diagnostics için bir elektrokimyasal biyosensör üretmiştir. Şekil 4a'da gösterildiği gibi biyotinile hibriti bir streptavidinalkalin fosfataz konjugatı ile etiketlediler. Elektrokimyasal empedans spektroskopisini
kullanarak tüm deney aşamalarını optimize ettiler ve daha sonra bu biyosensörü ve boş çözeltinin standart sapmasını kullanarak düşük bir tespit sınır değeri (4.7 nM) elde ettiler. Sonunda elektrokimyasal biyosensörün seçiciliğini ve tekrarlanabilirliğini gerçekleştirdiler[1].
Şekil 4.a / 4b: Elektrokimyasal biyosensörün üretimi için farklı adımların şematik gösterimi (a) ve üç boyutlu renderleme ve deneysel ölçümler, olağanüstü ışık geçirme etkisine bağlı rezonans iletimine dayanan optofluidik nanoplazmonik biyosensörleri kullanan tespit şemasını göstermektedir (b) [1]. Ayrıca Yanık ve ark. biyolojik besiyerinden tüm virüsleri doğrudan tespit eden bir optofluidik biyosensör platformu gösterdi. Hazırlanan biyosensör plazmonik nano boşlukların içinde bir ışık iletimi etkisine bağlıydı ve gruba özgü antikorlar kullanıldı. Küçük RNA virüslerinin (veziküler stomatit virüsü ve yalancı tipte Ebola) tespiti, üç büyüklük derecesine yayılan dinamik bir aralık içinde kuşatıldı. Bu deneyler için biyosensörler üzerinde antikorları Ebola glikoproteine karşı ve bulaşma spektrumları yıkamadan sonra toplandı (Şekil 4b) [1].
3.3 SARS-CoV-2 ve KoronaVirüs Üzerine Yapılan Çalışmalar
Jing Wang ve ekibi optik biyosensör içerisinde alternatif bir test yöntemi geliştirdi. Sensör, virüsü güvenli ve güvenilir bir şekilde tespit etmek için optik ve termal olarak iki farklı etkiyi birleştirmiştir. Sensör, bir cam substrat üzerinde altın nano adalar adı verilen küçük altın yapılara dayanmaktadır. SARS-CoV-2'nin spesifik RNA dizilerine uyan yapay olarak üretilen DNA reseptörleri nano adalara aşılanır. Koronavirüs, RNA virüsü olarak adlandırılır: Genomu, canlı organizmalarda olduğu gibi bir DNA çift sarmalından değil, tek bir RNA sarmalından oluşur. Bu nedenle sensör üzerindeki reseptörler, virüsü güvenilir bir şekilde tanımlayabilen virüsün benzersiz RNA dizilerinin tamamlayıcı dizileridir. Araştırmacıların tespit için kullandığı teknolojiye, lokal yüzey plazmon rezonansının kısaltması olan LSPR denir. Bununla birlikte, sadece sensör üzerindeki DNA reseptörüne tam olarak uyan RNA ipliklerinin yakalanması önemlidir. Bu, sensör
21
üzerinde ikinci bir etkinin devreye girdiği yerdir: plazmonik fototermal (PPT) etkisi. Sensördeki aynı nano yapı, belirli bir dalga boyuna sahip bir lazerle uyarılırsa, lokalize ısı üretir. Moleküller yüzeye bağlandığında, uyarılmış plazmonik yakın alan içindeki lokal kırılma indisi değişir. Mevcut COVID-19 virüsünü ne kadar güvenilir bir şekilde tespit ettiğini araştırmak için araştırmacılar onu çok
yakından ilişkili bir SARS-CoV virüsü ile test etti. SARS-CoV ve SARS-CoV2 nin RNA'larında çok az farklılık gösterdiği ve testlerin sensörün iki virüsün çok benzer RNA dizilerini açıkça ayırt edebileceği belirtildi. Ancak şu anda, sensör havadaki korona virüsü konsantrasyonunu ölçmeye henüz hazır değil, geliştirilmesi için bir sistem tasarımına ihtiyaç olduğu belirtildi [3].
Şekil 5: Koronovirüs sensörünün çalışmasını gösteren şema [4]. Kaynaklar 1. www.mdpi.com, Saylan,Y., Erdem, Ö., Ünal, S., Denizli, A., “An Alternative Medical Diagnosis Method: Biosensors Virus Detection” – MDPI, 21.09.2019 2.www.tarmakbir.org , Li, Yanbin. 2006. Section 2.3 Biosensors, pp. 52-93, of Chapter 2 Hardware, in CIGR Handbook of Agricultural Engineering Volume VI Information Technology. Edited by CIGR-The International Commission of Agricultural Engineering; Volume Editor, Axel Munack. St. Joseph, Michigan, USA: ASABE. Copyright American Society of Agricultural Engineers, Çevirmenler: Pınar DEMİRCİOĞLU ve İsmail BÖĞREKCİ , Çeviri Editörleri: Sefa TARHAN ve Mehmet Metin ÖZGÜVEN. 3.https://healthcare-in-europe.com/en/news/biosensor-to-detect-coronavirus-in-crowded-places.html, “Biosensor to detect coronavirus in crowded places”. 4. https://www.bloomberg.com/news/articles/2020-04-24/is-that-the-covid-alarm-researcher-seeks-acoronavirus-sensor ,”Researcher Seeks to Build a Coronavirus Alarm”.
Fulya Başaran Kimya Mühendisi (Yüksek Lisans Mezunu) fulbasaran@hotmail.com
22
AEROJEL SUYU BUHARA ÇEVİREREK KOLAYCA TEMİZLEYEBİLİYOR
Fotoğraf: Malzemenin %90’ı hava olduğu için çok az miktarına ihtiyaç duyuluyor Tuz ihtiva eden normal suyu buhara çevirerek, temiz bir içme suyu elde etmek mümkün. Yeni geliştirilen bir malzeme sayesinde bu işlem her zamankinden hızlı ve ucuz olabilir.
tepside toplanarak saflaşmış su elde edilebiliyor. Tuz ve diğer tüm safsızlıklar aerojelin altında kalmış oluyor. Bu sayede aerojel temizlenerek defalarca kullanılabiliyor.
İsveç Linköping Üniversitesi’nden postdoktora öğrencisi Shaobo Han tarafından geliştirilen Yüksek gözenekli aerojel malzeme temel olarak selüloz ve havaya PEDOT:PSS olarak bilinen organik polimerin eklenmesi ile oluşturuluyor.
Araştırmayı yöneten Doç. Dr. Simone Fabiano “Bu çalışmanın temiz suya erişimi olmayan milyonlarca insana yardım etmesini umuyoruz” diyor.
Selüloz, bitkilerin hücre duvarlarını oluşturan malzeme olması nedeni ile dünya üzerinde en rahatlıkla bulunan malzemelerden birisi. PEDOT:PSS ise gün ışığında enerji emmek konusunda üst seviyede bir performans sergiliyor.
Bu çalışma Advanced Sustainable Systems’de yayınlandı.
Haberi Çeviren : Melike Oya Oral
Kirlenmiş veya yüksek tuz ihtiva eden bir suyun üzerini ince bir aerojel malzeme ile kapladığımızda, jel dış ortamdaki güneş enerjisini emmesi sayesinde altında yer alan suyu da ısıtıp buhara çevirebilecek hale geliyor. Bu işlem güneşin doğrudan suyu ısıtıp buharlaştırmasından 5 kat daha hızlı olacak şekilde gerçekleşiyor. Buharlaşan su, aerojelden daha yüksek seviyede bir
23
COVİD-19 TEDAVİLERE GİDEN EN HIZLI YOL Tedavilere giden en hızlı yol, mevcut olan ilaçların kullanımı olabilir tabi bunun için önce işe yaraması lazım.
çalışıyorlar.
Dünya çapında birden fazla şirket , Covid-19'a karşı bir aşı geliştirmek için çalışıyor . Ancak uzmanlar bunun en az 6-18 ay süreceğini tahmin ediyor, bu nedenle doktorlar ve şirketler yeni koronavirüs ile mücadelede mevcut ilaçları yeniden kullanmaya
Klorokin/ Hidroksiklorokin Kullanımı
Düzenleyici durum hızla gelişiyor. Birçok ülkede, doktorlar onaylanmış ilaçları diğer hastalıklar için etiket dışı kullanma konusunda takdir yetkilerini kullanabilirler, ancak yaygın kullanım, kaliteli klinik çalışmalardan elde edilen kanıtlarla ve düzenleyicilerin ideal onayıyla desteklenmelidir.
kontrollere kıyasla viral yükte bir azalma gösterdi ve hastalık süreleri azaldı.
Klorokin, hidroksiklorokin etrafındaki yaygara ve diğer ilaçlarla kombinasyonlar çoğunlukla in vitro laboratuvar testlerine ve küçük, ön klinik çalışmalara dayanmaktadır. Örneğin, 20 Çinli Covid-19 hastasına ait bir Fransız çalışması, Mart ayında hidroksiklorokin ve antibiyotik azitromisinin kombinasyonunun virüse karşı etkili olabileceğine dair erken kanıt sağladı. İlaçları alanlar
Ancak durum net olmaktan uzaktır. Çin'deki 30 hastayı kapsayan başka bir çalışmada , hidroksiklorokin özellikle iyi performans göstermedi. Üç ABD araştırmacısı da 'klorokinin anti-viral mekanizmalarının spekülatif kaldığına dair kesin bir uyarı yayınladı . 'Klinik araştırmalar hala devam ediyor ve ara deneme verileri henüz sunulmadı' çünkü 'erken yorumlar yapılırken dikkatli olunması' gerektiğini ileri sürdüler.[1]
24
Peki Bu Konuda Türk Toraks Derneği Ne Diyor Bakalım Son günlerde COVID-19 kemoprofilaksisinde klorokin/ hidroksiklorokin kullanımı ile ilgili çok fazla bilgi kirliliği mevcuttur. Sıtma tedavisinde uzun yıllardır kullanılan klorokin ve hidroksiklorokinin antiviral etkinliğinden dolayı COVID-19 tedavisinde kullanılabileceği Sağlık Bakanlığı COVID-19 rehberinde belirtilmiştir. Ancak kemoprofilakside bu ilaçların kullanımı ile ilgili henüz yayınlanmış çalışma ve klinik veri yoktur. Bu konuda çalışmaların devam ettiği bildirilmektedir. Şu anda mevcut verilere göre, COVID-19 enfeksiyonunda kemoprofilaksinin etkinliği, nasıl uygulanacağı, bu kemoprofilaksinin virüste ilaç direnci geliştirme riski gibi birçok konuda net bilgiler henüz yoktur. Özellikle kardiyak ve oküler toksisitesinin olduğu bilinen bu ilacın, komorbiditesi olan hastalarda ilaç etkileşimleri olabileceği bilinmekte ve yakın izlemle kullanılmaktadır. Hastalarımızın tedavilerinde etkin olabileceği bilindiğinden, gereksiz kullanımının önlenmesi amacıyla ülkemiz Sağlık Bakanlığı bu ilacın satışına kısıtlama getirmiştir. COVID-19 temaslılarında kemoprofilaksi amacıyla hidroksiklorokinin/klorokinin ya da başka bir ilacın kullanımı şu aşamada Sağlık Bakanlığımız tarafından onaylanmadığı bilgisini de vererek Türk Toraks Derneği görüşü olarak kemoprofilakside bu ilaçların kullanımını önermemekteyiz. Kişisel korunma önlemlerini sıkı ve önerilen şekliyle uygulanmanız en önemli korunma yönteminiz olmalıdır. [2]
Gelelim Başka Bir İlaca Remdesivir: Hastaların daha hızlı iyileşmesine yardımcı olan COVID-19 ilacı Remdesivir'in ABD merkezli büyük bir çalışmada COVID-19 hastaları için iyileşme sürelerini hızlandırdığı ve koronavirüse karşı kanıtlanmış ilk ilaç olduğu gösterilmiştir. Remdesivir, ilk kez viral hemorajik ateş olan Ebola'yı tedavi etmek için geliştirilen ABD farmasötik Gilead Sciences tarafından yapılan deneysel, geniş spektrumlu bir antiviraltir. BD Ulusal Alerji ve Bulaşıcı Hastalıklar Enstitüsü'nün (NIAID) yöneticisi Fauci, ABD ve çevresindeki 1000'den fazla hastayı kapsayan bir çalışmadan elde
edilen verilere atıfta bulunarak “Bir ilacın bu virüsü engelleyebileceğini kanıtladı” dedi. Fauci, ön sonuçların ilacın Covid-19 hastalarında daha hızlı iyileşmeye yol açtığını gösterdiğini söyledi. İlacın daha az ölüme yol açtığına dair işaretler olduğunu söyledi, ancak analizin bu kısmının hala incelenmekte olduğunu da sözlerine ekledi.
Favipiravir Fujifilm'in, Mart 2014'ten bu yana çeşitli influenza formlarını tedavi etmek için Japonya'da onaylanan antiviral Avigan (favipiravir), Çin'deki 80 hastanın yaptığı bir çalışmada viral klerensi hızlandırmada da bir miktar etkinlik gösterdi . Çin'de 246 hastada umifenovir ve favipiravir'i karşılaştıran biraz daha büyük bir çalışma da favipiravir ile ilişkili bazı faydalar gösterdi. Covid-19'a karşı hangi tedavilerin en etkili olduğunu göstermek için sağlam veriler üretmek için Dünya Sağlık Örgütü (WHO) Dayanışma denemesi adı verilen büyük bir uluslararası çalışmaya liderlik ediyor . Mega deneme dört farklı ilacı veya kombinasyonu test edecek - remdesivir, lopinavir ve ritonavir, lopinavir ve ritonavir artı interferon beta ve klorokin karışımı - ve bunların katılımcı ülkelerdeki bakım standardı ile karşılaştırılması. Çalışma, Arjantin, Bahreyn, Kanada, Fransa, İran, Norveç, Güney Afrika, İspanya, İsviçre ve Tayland dahil olmak üzere katılımcı ülkelerdeki binlerce hastayı kaydedecek.[3]
COVID-19’la Mücadelede Plazma Tedavisi Umut Veriyor Çinli bilim insanlarının araştırması, plazma tedavisinin durumu ağır COVID-19 hastalarında üç gün içinde olumlu etki gösterdiğini ortaya koydu. Ancak kesin sonuçlar için araştırmalar sürdürülecek. Çin'de yapılan bir araştırma, durumu ağır COVID-19 hastalarına uygulanan immün plazma tedavisinin başarı vadettiğini ortaya koydu. Plazma tedavisinde, COVID-19 geçirdikten sonra iyileşen ve vücudu bağışıklık kazanmış olan kişilerin kanından alınan antikorlar hasta kişiye naklediliyor.
25
ABD Bilimler Akademisinin online dergisi PNAS'ta sonuçları yayınlanan araştırmaya göre, immün plazma tedavisi uygulanan COVID-19 hastalarının durumunda transfüzyondan sonraki üç gün içinde iyileşme gözlemlendi. Çinli bilim insanlarının 10 hasta üzerinde yaptığı araştırmanın sonucunda, plazma terapisinin, durumu ağır COVID-19 hastalarının tedavisinde önemli bir potansiyel oluşturduğu ve hastaların toleransının iyi olduğu belirtildi. Hastalığı geçirmelerinin ardından virüse karşı bağışıklık kazanan kişiler aranıyor. Bu kişilerin kanından alınacak antikorların, durumu ağır COVID-19 hastalarına nakledilmesi öngörülüyor. Erlangen Üniversitesi Hastanesi Transfüzyon Tıbbı Yöneticisi Holger Hackstein, Çin'de edinilen deneyimlere işaret ederek bu tedavinin hastalık sürecinin hafifletilmesine ve süresinin kısatılmasına katkı sağladığını belirtti.
alan ilk kuruluşlar arasında bulunuyor. Erlangen Üniversite Hastanesi'nden Hackstein, bunun çok zaman alan bir işlem olduğunu belirttiklerini söyledi. Plazma damardan alınmadan önce laboratuvarda çok sayıda test yapılması gerekiyor. 600 ila 800 mililitre plazma ile bir veya iki hasta tedavi edilebiliyor. Bu nedenle de terapinin sadece çok ağır durumdaki hastalarda kullanılması öngörülüyor. Kandaki plazmadan sağlanan antikorlarla tedavi yeni bir yöntem değil. "Bu bilinen bir yöntem” diyen Hackstein, SARS, MERS ve Ebola'nın tedavisinde de bu yöntemin denendiğini belirtti. Yeni tip koronavirüs için bu tedavi yönteminin umut vadettiğini belirten Hackstein, ancak yeni araştırmalar yapıldığı zaman bu tedavinin sonucundan emin olunacağını ifade etti.[4] Türkiye'de de Sağlık Bakanlığı COVID-19 ile mücadele için plazma tedavisinin uygulandığını belirtti.
Ağır Hastalarda Kullanılacak Erlangen Üniversite Hastanesi, Almanya'da plazma üretilmesi için çalışmalar yapma konusunda izin Kaynaklar [1]- https://www.chemistryworld.com/news/can-existing-drugs-slow-covid-19/4011433.article [2]- https://www.toraks.org.tr/news.aspx?detail=5753 [3]- https://www.chemistryworld.com/news/can-existing-drugs-slow-covid-19/4011433.article [4]- https://www.dw.com/tr/covid-19la-m%C3%BCcadelede-plazma-tedavisi-umut-veriyor/a-53061053
Büşra Emeti Cengiz Kimya Öğretmeni (Lisans Öğrencisi) emeti544@icloud.com
26
BU ‘YAŞAYAN’ BETON SERA GAZI YAKIYOR Fotoğraf : Yeni bir “canlı” betondan yapılmış bir yapı, laboratuvardaki yeşil, fotosentez yapan bakterilerin yanında bulunmakta. Binalar oldukça sıkıcı olabilir. Mimarileri etkileyebilirken, evleri, okulları ve gökdelenleri oluşturan malzemeler çoğunlukla etrafta sadece durur. Ancak bilim insanları çevreye cevap veren ve hatta onu iyileştirmeye yardımcı olabilecek yeni yapı malzemeleri tasarlıyorlar. Bir grup şimdi “yaşayan” bir beton geliştirdi. İçindeki bakteriler materyali oluşturmaya ve daha fazlasını yapmaya yardımcı oluyor. Süreçte, bu beton havadan sera gazını emiyor ve depoluyor. Bu çevre için iyi olacaktır. Araştırmacılar çalışmalarını 5 Şubat’ta sundular. Beton, kum veya kayaçların yanı sıra karışımı bir arada tutan çimento gibi bağlayıcılardan oluşur. Her yıl milyarlarca metreküp beton üretiliyor. Bu onu en yaygın yapı malzemelerinden biri yapıyor. Ancak tüm bu beton malzemeler çevresel bir maliyete de sahiptir, çok fazla karbondioksit oluşuma sebep olmaktadırlar. Karbondioksit güçlü, ısı tutucu bir sera gazıdır. Çoğu insan fosil yakıtlarının yakılmasının çok miktarda bu gazdan oluşmasına sebep olduğunu bilir. Betonda kullanılanlar da dahil, çimento yapmak da aynı şeye sebep olur. Çimento, her yıl havaya salınan tüm karbondioksitin 1/12’sinden fazlasını oluşturmaktadır. Bakteriler yeni betonun farklı bir şekilde
yapılmasına yardımcı olurlar. Bu mikroplar havadaki karbondioksiti alır ve büyümek için kullanırlar. Colorado Boulder Üniversitesi’nden malzeme bilimci Wil Srubar, bakterilerin bu süreçte yeni betonun sertleştirilmesine yardımcı olacak mineraller yaptıklarını söylüyor. Kullandıkları yeşil renkli bakterilerin çevresel olarak “daha yeşil” beton oluşturduğunu söylüyor. Ekibi, mikropları kum ve jelatin ile karıştırdı, daha sonra kalsiyum gibi besinleri eklediler. Araştırmacılar mikropları için siyanobakterileri seçtiler. Srubar, bunların balık tankında yetişen bakteri veya yeşil algler gibi olduklarını belirtiyor. Büyümelerini hızlandıran şekeri yapmak için bakteriler, karbondioksit ve ışığı kullanıyorlar. Bu sürece fotosentez deniyor. Fotosentez yaparken mikroplar havadan karbondioksit emerler. Yani bu süreç “karbon salmıyor. Malzemelerde karbon depolanıyor”diye açıklıyor Anne Meyer. Sentetik bir biyolog olarak, malzeme yapmak için bakteri mühendisliği yapıyor. New York’taki Rochester Üniversitesi’nde çalışıyor ve kendisi bu çalışmaya dahil değildi. Bakteriler fotosentez yaparken, karışımın pH’ını arttırırlar. Bu daha temel ortam, az miktarda kalsiyum karbonat kristalinin oluşmasına neden olur. Kalsiyum karbonat çimentoda önemli bir bileşendir.
27
Bu parçalar, tuğla haline getirilip soğutulduktan sonra yeni betonu daha sert hale getirir.
Hayatta Kalmak Mikroplar sertleşmiş betonda hayatta kalabilirlerse, Srubar’ın ekibi yeni tuğlalar için malzeme üretmeye yardımcı olabileceklerini düşündü. Fikri test etmek için bir bloğu böldüler ve parçalarını erittiler. Karışıma daha fazla besin eklediler – ve bakteriler büyüdü. İlave kum ile karışım iki yeni beton blok inşa etmek için yeterli organizmaya sahipti. Ekip daha sonra bu karışımı yeni bir çift blok halinde kalıpladı. Üç kez bölünerek, eriterek ve büyüyerek orijinal mikropların yavrularından sekiz büyük torun tuğlası yaptılar. Srubar, büyüyen bakterilerin materyali üretmesine yardımcı olduğundan, bu betonun kullanılacağı yerde yapılabileceğine dikkat çekiyor. Meyer, “Bu harika bir yaklaşım” diyor. “Tüm teknikleri çok kolay.” Meyer, inşaat malzemelerinin uzman olmayanların eline bırakılabileceğini söylüyor.
Srubar’ın grubu, kontaminasyonun önlenmesinin kolay olduğu bir laboratuvarda çalıştı. Gerçek dünyada, diğer mikroplar karışıma girebilir. Bu mikroplar siyanobakterilerden daha hızlı büyürlerse, devralabilirler. Bu diğer mikroplar zararlı olabilir veya betonun özelliklerini değiştirebilirler. Örneğin, karbon depolamaya yardımcı olmayabilir veya yeni malzemeler üretmek için büyümeyebilirler. Bu bakterilerin hayatta kalmak için belirli koşullara da ihtiyaçları vardır. Kuru olduğu yerde hayatta kalamazlar. Bağıl nem havadaki su buharı miktarıdır (ne kadar tutabildiğine kıyasla). Yüzde yüz bağıl nemde, beton bakterilerinin çoğu bir ay hayatta kaldı. Meyer, ancak bu nemi yüzde 33’e düşürün ve “iki hafta sonra oldukça dramatik bir şekilde ölürler” diyor. Bu mikropların, Rochester, N.Y’nin karlı, soğuk kışları boyunca çok iyi bir şekilde işe yaramayacağından şüpheleniyor. Bu tür yapı malzemeleri sadece tüm yıl sıcak ve nemli yerlerde çalışabilir.
Ancak bu yaklaşım en azından henüz normal betona bir son vermeyecektir. “Kontaminasyon konusunda dikkatli olmalısınız,” diyor Meyer.
Bu 'Yaşayan' Beton Sera Gazı YakıyorFotoğraf: Bu “yaşayan” beton bloklar halinde kalıplanıyor.
28
Binalar Canlandığında Şimdilik, bunlar büyük sınırlamalar. Bu nedenle Sarah Glaven, “yaşayan yapı malzemelerinin yakın zamanda mevcut yapı malzemelerimizin yerini almayacağını” düşünüyor. Glaven, Washington DC’deki Donanma Araştırma Laboratuvarı’nda biyologdur ve bu çalışmaya dahil edilmemiştir.
malzeme özellikleri bile verebilir. Örneğin, kendi kendini iyileştirme. Bir kesik aldığımızda cildimiz yeniden doğar. Glaven, “Hayatta olan malzemeleriniz varsa, aynı şeyi yapabilirler” diyor.
Yine de, biyolojinin bir gün binalarımızın mühendisliğinde nasıl bir rol oynayabileceği konusunda heyecanlı. Zaten “bakteriler her yerde ve her şeyin üzerinde var” diye belirtiyor Glaven. “Onları mutlu edersek, malzemelerimizi onarmaya veya bu malzemeleri tekrar kullanmaya yardımcı olabilirler.” Araştırmacılar, erittikleri eski bloklardan yeni blok malzemeleri yetiştirerek, yaşayan bir betonun nasıl geri dönüştürülebileceğini gösterdiler.
Canlı malzemeler de insanlarla yeni şekillerde etkileşime girebilir. Srubar, koku veren mikroplu yapı malzemelerini öngörüyor. Belki de çilek kokusu gibi küçük molekülleri salarak havaya güzel kokular salabilirler veya renk değiştirerek havada çok fazla karbondioksit olup olmadığını ortaya çıkarabilirler. Hatta belirli bir ışık kaynağı altında renkli ışık vererek gizli mesajları bile paylaşabilirler. “Doğa günlük yaşamımızda kullanabileceğimiz çok güzel şeyler keşfetti” diyor Srubar. “Sadece biraz daha dikkat etmemiz gerekiyor.”
Mikroplar, onlara başka şekillerde veremeyeceğimiz
Haberi Çeviren : Sinem Şahin
29
KİMYASAL KİRLİLİK VE EPİGENETİK ETKİLEŞİMLER Tüketim, sanayinin kendini geliştirmesi ile ciddi bir oranda artış gösterdi. Ham maddelerin işlenmesi, satışı ve pazarlanmasına kadar geçen bu süreç boyunca insanoğlu bir çok adımda doğa ile mücadele içinde geçirdi. Bu mücadele günümüz araştırmaları gösteriyor ki doğanın aleyhinde gelişiyor. Doğaya, artan tüketimle zarar veriyorken, genlerimiz bu noktada nasıl işliyor sorusu merak konusu olarak tartışılmaya devam ediyor. Bu yazıda, çevremizde oluşturduğumuz kimyasal kirlenmenin sebepleri, kirlenme çeşitleri ve epigenetik etkileşimleri üzerine tartışacağız.
Kimyasal Atıklar Kimyasal kirlilik, doğal olarak ortamda bulunmayan veya doğayı ve doğada yaşayan tüm canlı organizmaları etkileyen yapay zararı maddelerdir. [1] Çevreyi kirleten kimyasalların, özellikle sanayi atıkları olarak ortaya çıkması tüketime yetişmeye çalışan üretim zincirinin doğaya nasıl bir etkisinin olduğunu gösteriyor. Çevreyi kirleten atıklar, toksik özelliklerinden dolayı doğada birikmesi, çevreye zarar veren bir parametrelerinden biri. Bu kirlenme, temel unsurlar olan toprak, su ve havayı kirletmesi ile çevreye olan
zararı büyüyor. Özellikle fabrika atıkları sonucu oluşan atıklar, akarsu ve yeraltı sularına karışarak, su kirliliğini oluşturmaktadır. Aynı zamanda bu kimyasal atıkların ağır metaller içermesi toprak kirliliğine ve verimsizleşmesine sebep olurken, hava kalitesini de ciddi oranla düşürüyor. Son zamanlarda insanlar küresel ısınma ve stratosferik ozon tüketen etkileri nedeniyle doğrudan atmosfere yayılan CO2, CH4, N2O ve kloroflorokarbonlar (CFC) emisyonların artışı ve kirliliğe olan etkisi sebebiyle endişe ediyorlar. Bu endişenin artışı ile kamuoyudan gelen tepkiler; modern küresel ekonomi içinde rekabet eden büyük endüstrileri 'yeşil' bir bakış açısını korumanın önemini kabul ettirdiler diyebiliyoruz. [2] Gelecekteki operasyonlar, kimyasal yan ürünlerin havaya, suya ve toprağa doğrudan emisyonlarını azaltmak ve su gibi kritik solventleri geri dönüştürmek ve yeniden kullanmak üzere tasarlanması yönünde bir dönüşüm ve süreklilik planlarının oluştuğunu görebiliyoruz. Kimyasal kirliliğin büyük ölçüde etkiledikleri alanlar bakımından 3 alt başlık şeklinde örnekler ile inceleyebiliriz;
Kimyasal Kirliliğin Kaynakları ve Etkileri Tarım Günümüz teknolojisinde, artan talebi karşılamak için bir dizi modern uygulamaları tarımsal süreçlerimizde kullanıyoruz. Bu uygulamalardan biri olan kimyasallar ve böcek ilaçları, mahsulleri korumak ve verimliliği artırmak amacıyla kullanılıyor. Ticari çiftçiler çiftlik hayvanlarının sağlığını sağlamak için kimyasal madde kullanırken ayrıca tarımdaki aşırı gübre kullanımı bir diğer su kirliliği kaynağıdır.[4] Bütün bunlar toprağa sızıp toprağımızı kirletebilir ve sonunda bu kimyasallar onu su kaynağımıza, su kütlelerimize ve yediğimiz yiyeceklere dönüştürür. Bu toksik elementler atmosfere de girer ve çevremizin bozulmasına katkıda bulunur.
30
Ulaşım Günlük yaşamımızda kullandığımız araçlardan kaynaklanan emisyonlar hava kirliliğine katkıda bulunur. Arabalar, uçaklar ve diğer taşıtlar, fosil yakıtı petrol şeklinde yakarken karbondioksiti formunda atmosfere veriyorlar. Bugün dünyada milyonlarca aracın yaydığı büyük miktarda CO2 küresel ısınmaya katkıda bulunuyor. Gemiler ayrıca kimyasal kirliliğe, özellikle ham petrol taşıyan gemilere neden olduğunu son yıllarda yaşanılan kazalarla görebiliyoruz. Okyanustaki bu kirliliğin uzun vadeli etkilerini hala bilmiyoruz. Kesin olan bir şey, ana gıda kaynağımızdan birini deniz mahsullerini kirletmesidir.
Endüstriler ve Fabrikalar Tehlikeli atıklar, onları uygun şekilde atmayan fabrikalardan gelir. Endüstriyel işlemden kaynaklanan metaller ve çözücüler su kütlelerini kirletebilir ve sudaki yaşamı zehirleyebilir. Fabrikalar, küresel ısınmanın artan etkilerine katkıda bulunan, atmosfere büyük miktarda hidrokarbon salmaktadır. [4]
Kimyasallar, biyolojik moleküller üzerinde etki eder ve işlevlerini etkiler. DNA, hasarı kanser de dahil olmak üzere çeşitli hastalıklara yol açabilecek en önemli hedeflerden biridir. Kimyasalların DNA'ya etki şekli kimyasal reaksiyon ve fonksiyonun protein faktörü aracılı modülasyonunu içerir. DNA
Bu etkilerin ışığında, kirliliğin dünya canlıları üzerinde etkileri ise ayrı bir konu olarak tartışılabilir. Biliyoruz ki çevre ve insan uyum içerisinde, dengesinin bozulması doğal olarak canlılara da etkisinin görüleceğini bilmeliyiz. Özellikle araştırmalar gösteriyor ki, artık kimyasal kirlilik genetik materyal üzerinde etkisinin olduğunu çok açıktır.
Epigenetik Etkileşimler Epigenetik, DNA dizisindeki değişikliklerden kaynaklanmayan, ama aynı zamanda ırsi olan, gen ifadesi değişikliklerini inceleyen bilim dalıdır. Diğer bir deyişle, ırsi (kalıtımsal) olup genetik olmayan fenotip varyasyonları incelemektedir. Bu değişiklikler hücreyi ya da organizmayı doğrudan etkilemektedir ancak, DNA dizisinde hiçbir değişiklik gerçekleşmemektedir. [5] Fenotipte değişimin sebeplerini incelerken aynı zamanda çevresel faktörlerin genler üzerindeki etkisin de incelemeyi konu almıştır.
üzerinde değişiklik daha komplike tehlikelerin ortaya çıkmasına sebep olabilir. İlk olarak, DNA da oluşabilecek oksidatif hasar, bakır gibi metalleri içeren mekanizmalarına odaklanan birçok kimyasal durumu da etkileyebilecek. Aynı
31
zamanda vücuda giren ağır metallerin etkisi, örnek verirsek bakırın indirgenmesi, bakır koordinasyon geometrisinin yeniden düzenlenmesi yoluyla DNA dizisinin yapısal bir değişikliğine neden olur; başka bir nükleik asit olan RNA, oksidatif hasara DNA'dan daha yatkındır. RNA hasarının oksidatif strese bağlı hastalıklar üzerindeki etkisi hala bilim dünyasında
tartışılmaktadır. İkinci olarak, endokrin bozucuları olarak adlandırılan bir grup kimyasal olarak tanımlanan, Ftalat esterleri hormonsal dengeyi bozduğu bazı araştırmalarda görülmüştür
Kaynaklar [1] http://climatechange.boun.edu.tr/kimyasal-kirlilik/ [2] Hoffmann MR. Chemical pollution of the environment: past, present and future. Ciba Found Symp. 1993;175:23‐41. [3] https://www.theworldcounts.com/stories/What_is_Chemical_Pollution [4] A Synthesis: What Is the Future for Coasts, Estuaries, Deltas and Other Transitional Habitats in 2050 and Beyond? Michael Elliott, ... Eric Wolanski, in Coasts and Estuaries, 2019 [5] Mechanisms of epigenetic inheritance, April 2007, C. Martin and Y. Zhang, Review, Cell Biolog [6] Ueda K. Yakugaku Zasshi. Effect of Environmental Chemicals on the Genes and the Gene Expression 2009;129(12):1501‐1506. doi:10.1248/yakushi.129.1501
Muaz Toğuşlu Kimyager (Lisans Öğrencisi) mutazzam@gmail.com
32
DENİZCİLİK İÇİN DAHA HIZLI BOZUNAN PLASTİKLER
Plastik çevre krizini ele almak için Cornell Üniversite kimyagerleri, Amerikan Kimya Derneği Dergisi’nde yayınlanan araştırmaya göre, ultraviyole radyasyonla bozulabilen ve deniz ortamında yeterli güce sahip yeni bir polimer geliştirdiler. Tisch Üniversitesi Kimya ve Kimyasal Biyoloji bölümünde öğretim üyesi olan baş araştırmacı Bryce Lipinski, “Ticari olta takımlarının gerektirdiği mekanik özelliklere sahip yeni bir plastik yarattık. Su ortamında kaybolduğunda, bu materyal gerçekçi bir zaman ölçeğinde bozulabilir,” dedi. “Bu malzeme çevrede kalıcı plastik birikimini azaltabilir.” Lipinski, ticari balıkçılığın okyanuslarda yüzen tüm plastik atıkların yaklaşık olarak yarısını oluşturduğunu söyledi. “Balık ağları ve halatlar esasen üç çeşit polimerden yapılır: izotaktik polipropilen, naylon-6,6 ve yüksek yoğunluklu polietilen, bunların hiçbiri kolayca bozulmaz.” “Parçalanabilir plastiklerin araştırılması son yıllarda ilgi görürken, ticari plastiğe benzer mekanik mukavemete sahip bir malzeme elde etmek bir zorluk olmaya devam ediyor.” dedi. Coates ve Araştırma Ekibi, son 15 yılını izotaktik polipropilen oksit veya iPPO adı verilen bu plastiği geliştirerek geçirdi. Orijinal keşfi 1949’da iken, bu malzemenin mekanik mukavemeti ve fotodegradasyonu bu son çalışmadan önce
bilinmiyordu. Malzemelerinin yüksek izotaktisite (zincirleme düzenliliği) ve polimer zincir uzunluğu, onu farklı kılar ve mekanik mukavemetini sağlar. Lipinski, iPPO’nun sıradan kullanımda kararlı olmasına rağmen, UV ışığına maruz kaldığında sonuç olarak bozulduğunu belirtti. “Plastiğin bileşimindeki değişim laboratuvarda belirgindir, ancak görsel olarak, işlem sırasında çok fazla değişmemiş gibi görünmeyebilir” Bozunma oranı ışık yoğunluğuna bağlıdır, ancak laboratuvar koşulları altında, 30 gün maruz kaldıktan sonra polimer zincir uzunluklarının orijinal uzunluğunun dörtte birine düştüğünü söyledi. Sonuç olarak, Lipinski ve diğer bilim adamları çevrede polimer izi bırakmak istemiyorlar. Bu uyguladıkları yöntemin, iPPO’nun küçük zincirlerinin biyodegradasyonu için etkili bir şekilde ortadan kaybolabilecek bir literatür olduğuna dikkat çekiyor ve devam eden çabalar bunu kanıtlamayı amaçlıyor. “İzotaktik Poli (propilen oksit): Gerilme Sertleştirme Özelliklerine Sahip Fotodegradasyonlu Bir Polimer”, Ohio Wooster Koleji’nde kimya yardımcı doçenti olan Lilliana S. Morris, Ph. D. ’19; ve Sibley Mekanik ve Havacılık Mühendisliği Okulu’nda doçent olan Meredith N. Silberstein, kağıt üzerinde Lipinski ve Coates’e katılmıştır.
Haberi Çeviren : Kübra Yıldız
33
Wei Min ve arkadaşları, hücrelerdeki biyokimyasal dinamikleri daha iyi anlamak için, uyarılmış Raman saçılım mikroskopisi ve flüoresan mikroskobu kullanarak tek seferde 24 etiketli molekülü görüntüleyebilecek bir dizi boya takımı geliştirdi. Yeni Raman etiketleri, Raman aktif nitrillerine veya alkinlere konjuge edilmiş ksanten iskeletinden oluşmaktadır; Her biri 1.800 cm-1 ve 2.800 cm-1 arasında keskin bir Raman pikine sahiptir. Gösterilen görüntüde araştırmacılar, Hela hücrelerini etiketlemek için sekiz boya kullandı.Hela hücreleri, bilimsel araştırmalarda kullanılan insan doku kültürü türüdür. Laboratuar koşullarında, insan hücrelerinden alınan örneklerin çoğundan daha iyi çoğalır ve çoğaltılır ve ayrıca tıbbi ve biyokimyasal deneyler için uygun hale getirilirler.
