Çubuk ve nokta yapılarına sahip bakır antimon sülfürlerin antibakteriyel ve antibiyofilm aktivitelerinin araştırılması

İçinde bulunduğumuz yüzyılda bakterilerle mücadelede antibiyotik tedavisinin düşük etkinlik göstermesi ve bakterilerin çoklu ilaca karşı direnç göstermesi nedeniyle antibiyotiğe alternatif nanomalzeme temelli yapıların kullanımına yönelik çalışmalar her geçen gün artmaktadır. Son yıllarda tosik olmayan, doğada bol miktarda bulunan, çevre dostu ve maliyeti düşük malzemeler araştırmacılar tarafından ilgi çekmektedir. Metal sülfürler, inorganik metal nanoparçacıklar kullanılarak yapılan antibakteriyel çalışmalarda, doğal mineraller içermesi nedeniyle bu alanda sıklıkla tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında, farklı şekillere sahip (nokta ve çubuk) CuSbS2 yapılarının 808 nm dalga boylu yakın kızılötesi (NIR) ışık etkisinde Escherichia coli ve Staphylococcus aureus bakterileri üzerinde gösterdiği antibakteriyel/antibiyofilm aktivitesi araştırılmıştır. CuSbS2 nokta ve çubuk yapıları sıcak enjeksiyon metodu ile sentezlenmiştir. Bu yapılar, X-ışınları kırınımı (XRD) ve taramalı elektron mikroskopisi (SEM) teknikleriyle karakterize edilmiştir. Hazırlanan malzemelerin antibakteriyel aktiviteleri minimum inhibisyon konsantrasyonu (MİK) ve optik yoğunluk ölçümü metotları ile incelenmiştir. Her iki malzemenin de NIR ışık etkisi altında, ışık olmayan durumlara göre daha yüksek antibakteriyel performans gösterdiği bildirilmiştir. Ayrıca, fototermal etki ölçümü, oksidatif stres deneyi ve SEM teknikleri kullanılarak yapıların antibakteriyel mekanizmaları araştırılmıştır. CuSbS2'lerin göstermiş olduğu antibakteriyel etkide, fototermal etkinin, oksidatif stres oluşumunun ve bakteriyel mebranda hasar oluşumunun büyük bir rolü bulunmaktadır. Son olarak bu yapıların biyofilm oluşumunu inhibe edebilme özellikleri kristal viyole boyama yöntemi kullanılarak incelenmiştir. CuSbS2'lerin (64 μg/ml konsantrasyonunda) NIR ışık etkisinde E. coli ve S. aureus bakterilerinin oluşturduğu biyofilmlerin yarısından fazlasını inhibe ettiği bildirilmiştir.

In the current century, studies on the use of nanomaterial-based structures as an alternative to antibiotics are increasing day by day, especially due to the low effectiveness of antibiotic therapy in the fight against bacteria and the confrontation with bacterial resistance. In recent years, research on lowtoxicity, soil-abundant, environment-friendly and low-cost materials have attracted a lot of attention from researchers. Metal sulfides constantly preferred in this field because of including safe natural minerals in antibacterial studies using inorganic metal nanoparticles. In this thesis, antibacterial/antibiofilm activity of CuSbS2 structures with different shapes (dot and rod) was investigated on Escherichia coli ve Staphylococcus aureus bacteria under the influence of 808 nm wavelength near infrared (NIR) light. CuSbS2 dot and rod structures were synthesized by hot injection method. These structures were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) techniques. The antibacterial activities of the prepared materials were examined by minimum inhibition concentration (MIC) and optical density measurement methods. Each of the two materials has a higher antibacterial performance when under the influence of NIR light than when without light. In addition, antibacterial mechanisms of structures investigated by using phototermal activity experiment, oxidative stress assay and SEM techniques. Photothermal effect, oxidative stress formation and bacterial membrane damage mechanisms play significant role in the antibacterial effect of CuSbS2's. Finally, the ability of these structures to inhibit biofilm formation was investigated using crystal violet assay. It was reported that CuSbS2's (64 μg/ml concentration) inhibit more than half of the biofilms formed by E. coli and S. aureus strains under the influence of NIR light.