Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorDudak Şeker, Fahriye Ceyda
dc.contributor.authorErsöz, Nurdan
dc.date.accessioned2023-06-05T13:31:44Z
dc.date.issued2023-01-30
dc.date.submitted2023-01-03
dc.identifier.citationErsöz, N. Titanyum Dioksit Nanopartikülleri ile Gıda Bileşenlerinin Etkileşiminin İncelenmesi. Doktora Tezi. Hacettepe Üniversitesi. 2023tr_TR
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/33322
dc.description.abstractEngineered nanoparticles have led to their use in a variety of fields, including physics, chemistry, medicine, and agriculture. Some metal nanoparticles (silver, iron, zinc) used as food additives to improve the technological properties of foods have been shown to harm human health. In this study, the interaction of TiO2 nanoparticles of different diameters (30 nm, 100 nm and 250 nm) with milk as a real food medium, which is found in high amounts in the foods consumed by children aged 1.5-6 years, was investigated. The effects of milk on nanoparticle morphology, particle surface charge, corona structure and cytotoxicity were stutied. Firstly, the behavior of the nanoparticles in the buffer simulating the ionic charge of the milk medium (whole,skim and serum) was analysed and hydrodynamic diameters for particles with diameters of 30 nm, 100 nm and 250 nm were found 2900.3 +- 411.9 nm, 3271.0 +- 131.2 nm and 2276 +- 347.7 nm, respectively. When the nanoparticles interacted with the milk, the aggregate sizes of the medium's components decreased. However, when the corona structure was examined, it was discovered that it contained a high proportion of casein proteins with SDS-PAGE. The second step of the thesis study digestion simulation applied to TiO2 nanoparticles in the food and buffer mediums and the changes in the particles were measured during digestion. The aggregate diameters of the nanoparticles in the buffer decreased from the mouth to the stomach and intestinal mediums. The diameters of the nanoparticle aggregates decreased in the milk medium, as they did before digestion. Additionally a new corona structure has been detected on nanoparticle surface in buffer medium after digestion. Furthermore, the activities of digestive enzymes that interact with the nanoparticles were measured to investigate the interaction of TiO2 nanoparticles with other components during digestion. At this point, it was determined that the nanoparticles did not reduce the activity of the amylase enzyme, caused a decrease in the activity of the pepsin enzyme only in the buffer medium, and caused a decrease in the activity of the lipase enzyme in both the buffer and milk. In the final step, the cytotoxic effects of digested TiO2 nanoparticles of various diameters on mammalian and bacterial cells were examined. The effect of nanoparticles on the viability of the Caco-2 cell was found to be dose-dependent. Additionally, while nanoparticles of three different diameters had no effect on cell viability in buffer medium, they had an adverse effect on it in food medium. According to the results of the oxidative stress precursor effect of nanoparticles, nanoparticles with a diameter of 30 nm cause significant stress on mammalian cells in the buffer, but not in the food medium. At high concentrations, nanoparticles with a diameter of 100 nm also caused the production of oxidative stress precursors in both food and buffer mediums. While the oxidative stress effect of the 250 nm diameter nanoparticle was only measured at high concentrations in buffer medium. When the effects of nanoparticles on bacterial cells were investigated, it was discovered that the effects were dose-dependent and occurred more in the buffer environment. The maximum stress effect on the bacterial cell was measured in the buffer medium with nanoparticles with a diameter of 250 nm; this effect decreased in the food medium. The differences between corona structures of buffer and food medium has affected the cytotoxicity of nanoparticles. With this study, the behavior of the TiO2 nanoparticle in the real food environment and the change of this behavior in the digestion process were investigated for the first time. Thus, detailed information was obtained about the interaction of nanoparticle with food components, digestive enzymes and different cells such as digestive epithelial cells and bacterial cells.tr_TR
dc.language.isoturtr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectTitanyum dioksit
dc.subjectNanopartikül
dc.subjectSindirim simülasyonu
dc.subjectSitotoksisite
dc.subject.lcshGıda mühendisliğitr_TR
dc.titleTitanyum Dioksit Nanopartikülleri ile Gıda Bileşenlerinin Etkileşiminin İncelenmesitr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesistr_TR
dc.description.ozetBelirli boyut, biçim ve yüzey özelliklerine sahip olacak şekilde tasarlanan nanopartiküller, özelleştirilmiş fonksiyonları sayesinde tıp, fizik, kimya ve tarım gibi birçok alanda kullanılmaya başlanmıştır. Gıdaların teknolojik özelliklerini geliştirmek amacıyla gıda katkısı olarak kullanılan bazı metal nanopartiküllerin (gümüş, demir, çinko) insan sağlığına zararları ortaya konulmuştur. Tez çalışmasında özellikle 1.5-6 yaş aralığındaki çocukların tükettiği gıdalarda yüksek miktarda bulunan farklı çaplardaki (30 nm, 100 nm ve 250 nm) TiO2 nanopartiküllerinin gerçek gıda ortamı olarak süt ile etkileşimi incelenmiştir. Bu etkileşimin, nanopartikül morfolojisi, partikül yüzey yükü, korona yapısı ve toksik özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. İlk aşamada, süt ortamının iyonik yükünü taklit eden tamponda nanopartiküllerin davranışı izlemiş ve 30 nm, 100 nm ve 250 nm çaplarındaki partiküller için sırasıyla 2900.3 +- 411.9 nm; 3271.0 +- 131.2 nm ve 2276 +- 347.7 nm büyüklüklerinde agregat yapıları tespit edilmiştir. Nanopartiküller süt ile etkileştiğinde, ortamda bulunan bileşenlerin agregat büyüklüklerinde azalma gözlenmiştir. Bununla birlikte, oluşan korona yapısı SDS-PAGE ile incelendiğinde, bu yapıda büyük oranda kazein proteinleri olduğu tespit edilmiştir. İkinci aşama olarak tez çalışması kapsamında, gıda ve tampon ortamında bulunan TiO2 nanopartiküllerine sindirim simülasyonu uygulanmış, sindirim sürecinde partiküllerin geçirdiği değişimler takip edilmiştir. Bu süreçte tampon ortamındaki nanopartiküllerin ağızdan, mide ve barsak ortamına gidildikçe agregat çaplarının küçüldüğü gözlenmiştir. Süt ortamında ise nanopartikül agregat çaplarının sindirim öncesinde de olduğu gibi azaldığı gözlenmiştir. Bununla birlikte tampon ortamındaki nanopartiküllerin üzerinde yeni bir korona yapısı gözlenmiştir. Ayrıca, TiO2 nanopartiküllerinin sindirim ortamlarındaki diğer bileşenler ile etkileşiminin incelenmesi amacıyla, nanopartiküllerle etkileşmiş sindirim enzimlerinin aktiviteleri ölçülmüştür. Bu noktada nanopartiküllerin amilaz enzimi aktivitesini azaltmadığı, pepsin enzimi üzerinde sadece tampon ortamında aktivite azalmasına neden olduğu ve lipaz enziminde hem tampon ortamında hem de gıda ortamında aktivite azalmasına yol açtığı tespit edilmiştir. Son aşamada farklı çaplardaki TiO2 nanopartiküllerinin sindirim sonrası sitotoksik etkileri memeli ve bakteri hücreleri üzerinde incelenmiştir. Nanopartiküllerin Caco-2 hücresinin canlılığına etkisini doza bağlı gösterdiği gözlenmiştir. Ayrıca 3 farklı çaptaki nanopartiküller hücre canlılığına tampon ortamında etki etmezken, gıda ortamında hücre canlılığını azaltmıştır. Nanopartiküllerin oksidatif stres öncülü etkisinin incelendiği analizlere göz atıldığında çapı 30 nm olan nanopartiküller memeli hücresi üzerinde tampon ortamında ciddi bir stres oluştururken bu etki gıda ortamında azalmıştır. Çapı 100 nm olan nanopartiküller oksidatif stres öncülününün üretilmesine yüksek konsantrasyonlarda hem gıda hem tampon ortamında neden olmuştur. 250 nm çapındaki nanopartikülünün oksidatif stres etkisi yalnızca tampon ortamında ölçülürken, gıda ortamında stres etkisi azalmıştır. Nanopartiküllerin bakteri hücresinin üzerine etkileri incelendiğinde etkilerin yine doza bağlı ve tampon ortamında fazla olduğu gözlenmiştir. Bakteri hücresi üzerinde en fazla stres etkisi tampon ortamındaki 250 nm çapındaki nanopartiküller ile ölçülmüştür, bu etki gıda ortamında azalmıştır. Nanopartiküllerin yüzeyinde bulunan korona yapısının farklılığının sitotoksik etkilerini değiştirdiği gözlenmiştir. Tez çalışması sonucunda TiO2 nanopartikülünün gerçek gıda ortamındaki davranışı ve bu davranışın sindirim sürecindeki değişimi ilk kez incelenmiştir. Böylece nanopartikülün gıda bileşenleri, sindirim enzimleri ile sindirim epitel hücresi ve bakteri hücreleri gibi farklı hücreler ile etkileşimi hakkında detaylı bilgi edinilmiştir.tr_TR
dc.contributor.departmentGıda Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2023-06-05T13:31:44Z
dc.fundingTÜBİTAKtr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster