Su kaynaklarının manyetik nano parçacıklarla Escherichia coli` den arındırılması

Abstract

Tek hücreli mikro-organizmalar olan bakteriler dünyadaki biyokütlenin en ağırlıklı kısmını oluştururlar ve yaklaşık olarak bir gram toprakta 40 milyon, 1 mililitre tatlı suda yaklaşık 1 milyon bakteri hücresi bulunur. Bakterilerin bazıları bağışıklık sistemimizi koruyucu probiyotik etkiye sahip olsalar da çoğu bakterilerin hastalık yapıcı etkiye sahip oldukları da iyi bilinmektedir. Bugün, patojenik bakteriler, virüsler ve parazitler gibi besin ve içme suyu yoluyla alınan mikro-organizmaların neden olduğu 250'den fazla hastalık olduğu bilinmektedir. Bu hastalık yapıcı mikro-organizmalar arasında bakteriler %91'lik bir oranla en büyük paya sahiptirler. Dünya'daki kullanılabilir su kaynaklarının sınırlı olmasından dolayı, su kaynaklarının etkin kullanımını sağlamak için su kaynaklarının özellikle Escherichia coli (E. coli) gibi bakterilerden arındırılması büyük önem arz etmektedir.Bu çalışmada, özellikle su kaynaklarındaki E. coli bakteri sayısının azaltılmasına yönelik manyetik özellik gösteren (dışarıdan uygulanan manyetik alan ile kontrol edilebilen) nano parçacıkların kullanılabilirliğini göstermek amacıyla bir yöntem önerilmiştir. Önerilen yöntem temelde kısaca, manyetik özellik gösteren demir oksit nano parçacıkların sentezini, üretilen nano parçacıkların yüzeyinin biotin, streptavidin, biotin+ streptavidin, biotin+streptavidin+aptamer ile fonksiyonel hale getirilmesini, bu yapılara E.coli bakterilerinin bağlanmasını sağlayarak, su numunelerinin E. coli bakterilerinden arındırılmasını ve söz konusu modifiye manyetik nano parçacıklarına E. coli bakterilerinin bağlama miktarının Flowsitometri yardımı ile incelenmesini kapsamaktadır.Konu ile ilgili yapılan gerek ön gerekse ayrıntılı çalışmalar modifiye ve/veya modifiye olmayan manyetik nano parçacıkların su kaynaklarının E. coli bakterilerinden arındırılması konusunda oldukça büyük bir potansiyele sahip olduklarını göstermektedir.

Bacteria, which are single-celled micro-organisms, constitute the greater part of the biomass in the world and may contain 40 million bacteria cell in 1 g soil and 1 million bacteria cell in 1 ml fresh water. Although some of the bacteria have a protective probiotic effect on our immune system, it is also well known that most of the bacteria have disease-causing effects. Today, it is known that more than 250 diseases are caused by micro-organisms, such as pathogenic bacteria, viruses and parasites, which are ingested through food and drinking water. Bacteria have the largest part (91%) of these disease-causing micro- organisms. Because of the limited availability of useable water resources in the world, it has great importance to remove bacteria from water sources, especially Escherichia coli (E. coli), in order to ensure efficient use of water resources.In this research, a method has been suggested to demonstrate the sufficiency of nanoparticles showing magnetic properties (particularly those that can be controlled by an externally applied magnetic field) for the reduction of E. coli populations in water resources. The suggested method briefly describes the fabrication of magnetic iron-oxide nanoparticles and their functionalization with biotin,streptavidin,biotin+streptavidin,biotin+streptavidin+aptamer. The study also covers reduction of E.coli bacteria and affects of nanoparticles on collecting the bacteria from water recorces. To do this Flow cytometry measurements were used.Preliminary and detailed studies of the subject indicate that modified and/or non-modified magnetic nanoparticles have considerable potential for the reduction of E.coli populations in water samples.