Three distinct materials were synthesised, characterized, and tested as antibacterial
agents in this thesis. The ability of the synthesised materials to decontaminate polluted
water was also studied.
Firstly (in chapter 1), a novel compound ({[1,3-bis(2,4,5-trichlorophenoxy) propan-2-
yl] oxy}-3-(2,4,5-trichlorophenoxy) hexan-2-ol) (TPTH) was synthesized and
characterized. Biological evaluation of the compound was investigated by performing
an antimicrobial activity and cytotoxic assays. The compound displayed good
antimicrobial activity with minimum inhibition concentration detected as 0.02μg/mL,
0.08μg/mL and 0.15μg/mL against Methicillin Sensitive Staphylococcus Aureus
(MSSA), Methicillin Resistant Staphylococcus Aureus (MRSA) and Escherichia coli
(E. coli) respectively. Additionally, a well diffusion assay demonstrated that the zone
of inhibition of S. aureus, MRSA and E. coli was 24 mm, 22 mm and 18 mm
respectively. MTT assay results revealed that, at a range of effective anti-microbial
concentrations, TPTH is non-toxic against stem cells.
Secondly (in chapter 2), ethylenediamine-epichlorohydrin-trichlorophenol (EET)
crosslinked polymer was synthesized and characterized. EET exhibited substantial
antibacterial activity with inhibition zones of 38 and 64 mm against E. coli and S.
Aureus bacteria. Therefore, it was applied to treat methyl orange (MO) and rhodamine
B (RB) dyes containing synthetic aqueous solutions under varying operation
parameters. Notably, 10 and 15 mg of EET removed 98.72 % of MO at pH 8 and
92.45% of RB at pH 3. The EET demonstrated a fast adsorption rate and the adsorption
data fit well with the pseudo-second-order for both dyes, suggesting chemisorption.
Also, considering the correlation coefficient values, the experimental dataset fit
suitably with the Temkin equation for RB and Langmuir equation for MO.
Lastly (in chapter 3), novel Li doped Zn0.5Ni0.5Fe2O4 (Li/ZNF) photosensitive catalyst
was prepared to degrade toxic antiseptic 2,4,5-trichlorophenol (TCP) and inhibit
bacteria. Characterization of Li/ZNF nanoparticles revealed it possesses a bandgap of
2.89 eV, exhibited a total pore volume of 0.298 cm3
/g with a crystallite size and percent
crystallinity of 16.9 nm and 76.8% respectively. Degradation of TCP (50 ppm) with
10 mg Li/ZNF under optimized conditions (pH 3, 4 mM H2O2 and 353 nm UV- light)
reached 80% after 6 h with a degradation rate constant of 0.0019 min-1
. The efficiency
of reusable Li/ZNF composite to degrade 50 ppm TCP decreased by 14% after the fifth
cycle. According to the antibacterial tests; 15 and 25 mg of Li/ZNF were sufficient to
completely inhibit both S. aureus and E. coli bacteria under UV and dark (without UV
light) conditions, respectively. The photocatalytic mechanism was established based
on the active radical quenching tests which revealed the contribution of •OH and •O2
-
radicals.
ÖZ:
Bu tezde üç farklı materyal sentezlenmiş, karakterize edilmiş ve antibakteriyel ajan
olarak test edilmiştir. Sentezlenen malzemelerin kirli suyu dekontamine edebilme
özeliği de incelenmiştir.
İlk olarak (1. bölümde), yeni bir madde ({[1,3-bis(2,4,5-triklorofenoksi) propan-2-
il]oksi}-3-(2,4,5-triklorofenoksi) heksan-2-ol) (TPTH ), sentezlendi ve karakterize
edildi. Maddenin biyolojik değerlendirmesi, antimikrobiyal aktivite ve sitotoksik
testler yapılarak araştırıldı. Metisiline Duyarlı Staphylococcus Aureus (MSSA),
Metisiline Dirençli Staphylococcus Aureus (MRSA) ve Escherichia coli'ye (E. coli)
karşı iyi antimikrobiyal aktivite sergileyen bileşiğin, sırası ile minimum inhibisyon
konsantrasyonları 0.02μg/mL, 0.08μg/mL ve 0.15μg/mL olarak bulunmuştur. Ek
olarak, kuyu difüzyon analizi, S. aureus, MRSA ve E. coli'nin inhibisyon bölgesinin
sırasıyla 24 mm, 22 mm ve 18 mm olduğunu göstermiştir. MTT analizi, bir dizi etkili
anti-mikrobiyal konsantrasyonda TPTH'nin kök hücrelere karşı toksik olmadığını
ortaya koydu.
İkinci olarak (2. bölümde), etilendiamin-epiklorohidrin-triklorofenol (EET) çapraz
bağlı polimer sentezlendi ve karakterize edildi. EET, E. coli ve S. Aureus bakterilerine
karşı 38 ve 64 mm'lik inhibisyon bölgeleri ile önemli antibakteriyel aktivite sergiledi.
Bu nedenle, sentetik sulu çözeltiler içeren metil oranj (MO) ve rodamin B (RB)
boyalarının değişen çalışma parametreleri altında incelenmesi uygun bulunmuştur.
Özellikle, 10 ve 15 mg EET, pH 8'de MO'nun %98.72'sini ve pH 3'te RB'nin
%92.45'ini emmiştir. EET, hızlı bir adsorpsiyon grafiği göstermiş ve adsorpsiyon
verileri, her iki boya için yalancı ikinci derece kinetiğine uyduğu ve bu da ortamda
kimyasal absorpsiyon gerşekleştiğini göstermektedir. Ayrıca, korelasyon katsayısı
değerleri dikkate alındığında, deneysel veri seti, RB için Temkin denklemine ve MO
için Langmuir denklemine uymaktadır.
Son olarak (3. bölümde), toksik antiseptik 2,4,5-triklorofenol'ü (TCP) parçalamak ve
bakterileri inhibe etmek için yeni Li katkılı Zn0.5Ni0.5Fe2O4 (Li/ZNF) ışığa duyarlı
katalizör hazırlandı. Li/ZNF nanoparçacıklarının karakterizasyonu, katalizörün 2.89
eV'lik bir bant aralığına sahip olduğunu, kristalit boyutu ve yüzde kristallik sırasıyla
16.9 nm ve %76.8 olduğu, 0.298 cm3
/g toplam gözenek hacmi sergilediğini ortaya
çıkardı. Optimize edilmiş koşullar altında (pH 3, 4 mM H2O2 ve 353 nm UV ışığı) 10
mg Li/ZNF ile TCP'nin (50 ppm) bozunması, 0,0019 dk-1
bozunma oranı sabiti ile 6
saatın sonunda %80'e ulaştı. Yeniden kullanılabilir Li/ZNF kompozitinin 50 ppm
TCP'yi azaltma verimliliği, beşinci döngüden sonra %14 azaldı. Antibakteriyel testlere
göre; 15 ve 25 mg Li/ZNF, sırasıyla UV ve karanlık (UV ışığı olmadan) koşullar
altında hem S. aureus hem de E. coli bakterilerini tamamen inhibe etmek için yeterli
bulunmuştur. Fotokatalitik mekanizma, •OH ve •O2
-
radikallerinin katkısını ortaya
koyan aktif radikal söndürme testleriyle incelenmiştir.
