Fen Bilimler Dergisi-1 - Muş Alparslan Üniversitesi

Transkript

Muş Alparslan Üniversitesi
Fen Bilimleri Dergisi
Muş Alparslan University
Journal of Science
ULUSAL HAKEMLİ DERGİ
ISSN:2147-7930
CİLT/VOL: 1 SAYI/NO:1
YIL/YEAR: HAZİRAN/JUNE 2013
Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi
Muş Alparslan University Journal of Science
Sahibi
Muş Alparslan Üniversitesi Adına
Prof. Dr. Nihat İNANÇ (Rektör)
Editör/Editor
Doç. Dr. Ercan BURSAL
Editör Yardımcıları/Associate Editors
Yrd. Doç. Dr. Bayram GÜNDÜZ
Yrd. Doç. Dr. Nevin TURAN
Yayın Kurulu/Editorial Board
Prof. Dr. Cevad SELAM
Prof. Dr. Ekrem ATALAN
Prof. Dr. Osman ÖZCAN
Prof. Dr. Refik ABDULLA
Doç. Dr. Erdal Necip YARDIM
Doç. Dr. Ercan BURSAL
Doç. Dr. Esin KAYA
Doç. Dr. Harun POLAT
Doç. Dr. İbrahim ERDOĞAN
Doç. Dr. Murat KAYRİ
Yrd. Doç. Dr. Bayram GÜNDÜZ
Yrd. Doç. Dr. Ekrem ALMAZ
Yrd. Doç. Dr. Hasan Ali AYGÖR
Yrd. Doç. Dr. Hüseyin ALLAHVERDİ
Yrd. Doç. Dr. Muhsin İNCESU
Yrd. Doç. Dr. Nevin TURAN
Yrd. Doç. Dr. Ömer ARSLAN
Yrd. Doç. Dr. Zeydin PALA
Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi yılda en az iki sayı olarak yayınlanan ulusal
hakemli bir dergidir. Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi’nde yayınlanan yazıların
bilimsel ve hukukî sorumluluğu yazarlarına aittir. Yayınlanan yazıların bütün yayın hakları Muş
Alparslan Üniversitesi’ne ait olup, yayıncının izni olmadan kısmen veya tamamen basılamaz,
çoğaltılamaz veya elektronik ortama taşınamaz.
İletişim:
Tel:0 436 249 49 49 - 1201 - Fax:0 436 213 00 28
Web:www.alparslan.edu.tr / e-mail:[email protected]
Adres: Muş Alparslan Üniversitesi / Rektörlük
Grafik Tasarım
Erdal YILDIZ
İÇİNDEKİLER / CONTENTS
HASTANE KÖKENLİ KLİNİK OLMAYAN Staphylococcus aureus SUŞLARININ
ANTİMİKROBİYAL DUYARLILIKLARININ ARAŞTIRILMASI
INVESTIGATION OF ANTIMICROBIAL SENSITIVITY OF HOSPITAL
ACQUIRED NONCLINICAL Staphylococcus aureus STRAINS
Hanifi KÖRKOCA, Emine GÖKÇEOĞLU, Yalçın DİCLE,
Zeynep ÖZÇELİK, Dilan YURTDAŞ, Özlem DİNLER
7 - 16
ÇİRİŞ OTUNUN (Asphodelus aestivus) ANTİOKSİDAN
AKTİVİTESİNİN BELİRLENMESİ
DETERMINATION OF ANTIOXIDANT ACTIVITIES OF Asphodelus aestivus
Esma GÜZEL, Remzi BOĞA, Ercan BURSAL
17 - 25
BİR DİAZENİL LİGAND: 4-[(DİSİYANOMETİL)]BENZOİKASİT:
İLE METAL ASETAT KOMPLEKSLERİNİN SPEKTROSKOPİK
KARAKTERİZASYONU VE ANTİBAKTERİYAL AKTİVİTESİ
COMPLEXES OF METAL ACETATE WITH A DIAZENYL LIGAND:
4-[(DICYANOMETHYL)]BENZOIC ACID: SPECTROSCOPIC
CHARACTERIZATION AND ANTIBACTERIAL ACTIVITY
Nevin TURAN, Zuhal KARAGÖZ, Naki ÇOLAK,
Hanifi KÖRKOCA, Memet ŞEKERCİ
27 - 37
TÜRKİYE’DE ELEKTRİK ENERJİ DEPOLANMASINA
ALTERNATİF ÇÖZÜM ÖNERİLERİ
THE ALTERNATIVE SOLUTION PROPOSALS FOR
THE NEED OF ENERGY IN TURKEY
Salih ÖZER, Fikret SÖNMEZ
39 - 48
TÜRKİYE’NİN FARKLI BÖLGELERİNDEKİ İKİ
İLDE FARKLI SOSYOEKONOMİK DÜZEYE SAHİP
ÇOCUKLARDA Enterobius Vermicularis’in DAĞILIMI
DISTRIBUTION OF Enterobius vermicularis IN CHILDREN
WITH DIFFERENT SOCIAL-ECONOMIC STATUS IN TWO
CITIES IN DIFFERENT REGIONS OF TURKEY
Yaşar GÖZ, Hanifi KÖRKOCA, Yalçın DİCLE, Selami ÖZGEN
49 - 58
8. SINIF KALITIM ÜNİTESİNİN ÖĞRETİLMESİNDE BY
ŞİFRELEME MODELİNİN ÖĞRENCİLERİN AKADEMİK
BAŞARILARINA VE TUTUMUNA ETKİSİ
THE EFFECTS OF BY ENCIPHING METHOD ON
THE ACHIEVEMENTS, AND ATTITUDES ON GENETİCS
UNIT LEARNED BY THE 8TH GRADE STUDENTS
Bekir YILDIRIM
59 - 69
CHEMICAL COMPOSITION AND TOXIC EFFECTS OF ESSENTIAL
OIL OF Origanum rotundifolium BOISS. ON ZEA MAYS SEEDLINGS
Origanum rotundifolium BOISS.’İN UÇUCU YAĞLARININ KİMYASAL BİLEŞİMİ
VE ZEA MAYS TOHUMLARININ ÇİMLENMESİ ÜZERİNE TOKSİK ETKİLERİ
Sedat BOZARI, Guleray AGAR
71 - 84
EFFECT OF MOLARITY AND SOLVENT ON THE OPTICAL
PARAMETERS OF THE LIQUID-CRYSTALLINE POLYMER F8T2
AND SURFACE MORPHOLOGY PROPERTIES OF THE F8T2 FILM
Bayram Gündüz
85 - 110
Körkoca
Muş Alparslan Üni̇ versi̇ tesi̇ Fen Bilimleri Dergisi
ISSN:2147-7930
Cilt/Volume:1
Sayı/ Issue:1
Haziran/June: 2013
HASTANE KÖKENLİ KLİNİK OLMAYAN
Staphylococcus aureus SUŞLARININ ANTİMİKROBİYAL
DUYARLILIKLARININ ARAŞTIRILMASI
INVESTIGATION OF ANTIMICROBIAL
SENSITIVITY OF HOSPITAL ACQUIRED
NONCLINICAL Staphylococcus aureus STRAINS
Hanifi KÖRKOCA1*, Emine GÖKÇEOĞLU1, Yalçın DİCLE1,
Zeynep ÖZÇELİK2, Dilan YURTDAŞ2, Özlem DİNLER2
1
2
Muş Alparslan Üniversitesi Sağlık Yüksekokulu, Hemşirelik Bölümü, 49100-MUŞ.
Muş Alparslan Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü, 49100-MUŞ.
Özet
Metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA), hastane enfeksiyonlarının önemli etkenlerinden
biridir. Bu çalışma ile hastane enfeksiyonları açısından potansiyel önemi olan klinik olmayan S.
aureus izolatlarının antimikrobiyal duyarlılıklarını ortaya koymak amaçlandı. Bu amaçla ilimiz devlet
hastanesi personeli, hastaları, hasta refakatçileri ve hastane ortamından alınan sürüntü örneklerinden
mannitol salt agara ekim yapılarak, üreyen şüpheli izolatların identifikasyonları klasik yöntemlerle
gerçekleştirildi. Antimikrobiyal duyarlılıklarının ortaya konulması ise disk difüzyon yöntemi ile
gerçekleştirildi. Çalışmada toplam 78 örnekten 22 (%28.21) adet S. aureus izole edildi. Suşların
altısında (%27.27) oksasiline direnç tespit edilirken, yine suşların ikisinde (%9.1; suşlardan biri MRSA
diğeri MSSA) indüklenebilir klindamisin direnci tespit edildi. Sonuç olarak; çalışılan örneklerde
MRSA tespit edilmesi, ayrıca tedavi seçeneklerinden biri olan klindamisine indüklenebilir direncin
tespit edilmesi, bu suşlardan kaynaklanabilecek muhtemel enfeksiyonların önlenmesi açısından gerekli
tedbirlerin alınması gerekliliğini ortaya koymaktadır.
Anahtar Kelimeler: MRSA, Hastane enfeksiyonu, İndüklenebilir klindamisin direnci.
Abstract
Methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is one of the most important factors in hospital
acquired infections. This study aims at revealing the antimicrobial sensitivity of nonclinical S. aureus
isolates with potential significance with respect to hospital acquired infections. To this end, mannitol
salt agar was cultured from swab samples obtained from the personnel, patients, patient accompanists
in the state hospital of our city and the hospital environment and identification of suspicious isolates
that reproduce was carried out through classical methods. Manifestation of the antimicrobial sensitivity
*1 Sorumlu Yazar/Corresponding author: Hanifi KÖRKOCA, Muş Alparslan Üniversitesi, Sağlık Yüksekokulu,
Hemşirelik Bölümü, 49100, Muş, Tel: 00904362494949, [email protected]
7
Körkoca ve ark.
Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 1 (1), 7-16, 2013.
thereof, on the other hand, was carried out through the disc diffusion method. In the study, 22 (28,21%)
S. aureus were isolated from a total of 78 samples. While oxacillin resistance was detected in six
(27.27%) of the strains, inducible clindamycin resistance was found out again in 2 (9.1%; one of the
strains is MRSA, the other is MSSA) of the strains. In conclusion, detection of MRSA in the samples
studied and, also, of inducible resistance to clindamycin which is one of the treatment alternatives,
reveals the necessity to take the required precautions with respect to the prevention of possible
infections resulting from these strains.
Key Words: MRSA, Nasocomial infection, Inducible clindamycin resistance.
1.
GİRİŞ
Ülkemizde yapılan bir çalışmada yoğun bakım servisinde meydana gelen
enfeksiyonların %18.2’sinde etkenin S. aureus olduğu bildirilmiştir [1]. Metisiline
dirençli Staphylococcus aureus (MRSA) gelişmiş dünyadaki hastanelerde endemik olan
ve sıklıkla karşılaşılan bir patojendir. Bu organizma deride bulunur ve bir kişiye direkt
kontakt yolla, kontamine yüzeyler yoluyla veya kişiler arasında bulaşır. MRSA suşları
penisilinler (metisilin, nafsilin, oksasilin vb.) ve sefalosporinleri kapsayan beta laktam
antibiyotiklere direnç geliştirmektedir [2]. MRSA’nın nazokomiyal bulaşması hastane
salgınlarına kaynak teşkil eder, ayrıca Amerika Birleşik Devletleri’nde vankomisine
dirençli S. aureus izolatlarına rastlanması, bu bakterilerin yanı sıra diğer dirençli
bakterilerin de hastane ortamında kontrol edilmesine yönelik alınması gerekli daha iyi
tedbirlere olan ihtiyacı ortaya koymaktadır. S. aureus veya MRSA ile kolonizasyon
sağlıklı ve hastanede yatan hastalarda yaygın bir şekilde görülmektedir. Kolonizasyon
çoğunlukla burnun ön kısmında meydana gelir ve sıklıkla asemptomatiktir. Kolonizasyon,
enfeksiyon riskini artırmaktadır. Hastane ortamında MRSA’nın hastadan hastaya
bulaşması sağlık personelinin ellerindeki taşıyıcılık yoluyla meydana gelmektedir [3].
Ciddi MRSA infeksiyonlarında tavsiye edilen antibiyotik vankomisin veya teikoplanindir.
Etkin bir MRSA tedavisine başlamadaki gecikme, önemli bir mortalite faktörüdür [4].
Hastane enfeksiyonlarının önlenmesi amacıyla alınan önlemlere yönelik periyodik geri
bildirimlerin, bu önlemlere uyumdan emin olmaya yardımcı olacağı belirtilmiştir. Ayrıca,
koruyucu önlemlerin uygulanmasının yüksek riskli hasta popülasyonlarında MRSA’yı da
kapsayan çoklu dirence sahip tüm nazokomiyal patojenlerin endemik yayılımını dikkate
almayı garanti edeceği bildirilmiştir [5].
Bu çalışma ile hastane enfeksiyonları açısından potansiyel önemi olan klinik olmayan
S. aureus izolatlarının antimikrobiyal duyarlılıklarını ortaya koymak amaçlandı.
2.
MATERYAL VE YÖNTEM
Çalışmada 67’si cansız ortama ait, altı tanesi el sürüntüsü (2 hasta, 2 personel,
2 refakatçı), üç hastaya ait burun ve yine iki hastaya ait kulak sürüntüsü olmak üzere
toplam 78 örnek çalışmanın materyalini oluşturdu. İzolasyon amacıyla mannitol salt agar
8
Körkoca et al.
Muş Alparslan University Journal of Science, 1 (1), 7-16, 2013.
(Merck) kullanıldı. Ekim gerçekleştirilen besiyerleri 370C’de 18-24 saat inkübe edildi.
İzolatların identifikasyonu klasik yötemlerle gerçekleştirildi. S. aureus olarak identifiye
edilen suşların antimikrobiyal duyarlılıkları disk difüzyon yöntemi ile gerçekleştirildi.
Bu amaçla Mueller Hinton agar (Merck) kullanıldı. Meydana gelen zon çaplarının
değerlendirilmesi Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) kriterlerine göre
yapıldı. Yine izolatlarda indüklenebilir klindamisin direnci CLSI’ın bildirdiği D test ile
araştırıldı [6].
3.
BULGULAR
Çalışmada cansız ortama ait 67 örnekten 20 adet (29.85) S. aureus izole edildi.
Yedi hasta örneğinden izolasyon gerçekleştirilmezken, iki refakatçi örneğinden 1 ve iki
personel örneğinden 1 olmak üzere toplam 22 adet (%28.21) S. aureus izole ve identifiye
edildi. Altı suşta (%27.27) oksasilin direnci (beş cansız ortam suşu, bir refakatçi elinden
izole edilen suş) tespit edildi. Yine iki suşta (1 metisiline dirençli ve 1 metisiline duyarlı
izolatta) (%9.1) indüklenebilir klindamisin direnci tespit edildi. Bu çalışmada elde edilen
izolasyon oranları Tablo 1’de, izole edilen suşların kaynakları Tablo 2’de ve izolatların
antimikrobiyal direnç oranları Tablo 3’te sunulmuştur.
Tablo 1. Çalışmada elde edilen izolasyon oranları
Cansız ortam
Personel, hasta ve
refakatçiler (el, burun,
kulak sürüntüsü)
Numune Sayısı
İzolat sayısı
İzolasyon Oranı (%)
67
20
%29.85
11
2
%18.18
9
Körkoca ve ark.
Eritromisin direnci
Klindamisindirenci
İndüklenebilir
klindamisin direnci
1
Hemşire lavabosu etrafı
+
+
+
-
2
Lohusa çocuk küveti
+
+
-
-
3
Personel odası masası
+
+
+
-
4
Koridor pencere kenarı
-
-
-
-
5
Tekerlekli sandalye oturma yeri
+
-
+
-
6
Ameliyathane koridor tuvalet kapısı kolu
-
+
-
-
7
Hasta odası elektrik düğmesi
-
-
-
-
8
Doğumhane tuvalet kapısı kolu
-
-
-
-
9
Anestezi cihazı
-
-
-
-
10 Ameliyathane aydınlatma cihazı
-
-
-
-
11 Ameliyathane lavabo musluk başı
-
-
-
-
12 Hasta odası lavabo musluk başı
-
-
-
-
13 Personel bilgisayar klavyesi
-
-
-
-
14 Kadın doğum servisi tedavi masası
-
+
-
+
15 Ameliyathane ameliyat masası
-
-
-
-
16 Postoperatif odası yemek masası
-
+
-
-
17 Postoperatif odası hasta başı monitörü
-
+
-
-
18 Postoperatif odası hasta yatağı
+
+
+
-
19 Postoperatif odası hasta başı etiyeri
-
-
-
-
20 Kadın doğum servisi bekleme salonu sandalyesi
-
-
-
-
21 Hasta refakatçisi eli
+
+
-
+
22 Personel eli
-
+
-
-
Suş no.
İzolasyon kaynağı
Oksasilin direnci
Tablo 2. Çalışmada izole edilen suşların kaynakları
10
Körkoca et al.
4.
Direnç oranları (%)
0
4.54
0
45.45 31.81 0
İndüklenebilir
klindamisin direnci
Teikoplanin
Fusidik Asit
Eritromisin
Trimetoprim/Sulfa.
Siprofloksasin
Amikasin
Gentamisin
Klindamisin
Penisilin G
27.27 90.91 18.18 4.54
Vankomisin
22
Oksasilin
İzolat Sayısı
Tablo 3. Çalışmada izole edilen suşların antimikrobiyal dirençleri
Antimikrobiyal ajanlar
0
9.1
TARTIŞMA VE SONUÇ
Hastane ortamlarında çalışan kişilerin sürekli kullandığı kişisel cihazların S.aureus’un
varlığı yönünden rutin tarama programlarına alınması ve bu cihazların düzenli olarak
kontrollerinin yapılması, ayrıca hastane personeline yapılan sürekli eğitim programlarının
kişisel haberleşme cihazlarının dezenfeksiyon yöntemlerini de kapsaması gerekmektedir
[7].
Hastanede bilgisayar klavyeleri ve fareleri direkt hasta kontağı olmaksızın, bu
bakterilerin yayılmasında rol alan tüm personel için yüksek kontakt bölgeleridir.
Çoğunlukla bilgisayar klavyelerinin temizliği göz ardı edilmektedir [8]. Personelin el
hijyenine uyması durumunda bu etkenden kaynaklanan enfeksiyonlarda azalma meydana
gelecektir [9]. Shelly ve ark. [2], radyoloji ünitesinde klinik ve klinik olmayan bölgelerden
aldıkları 125 sürüntü örneğinde 1 adet (%0.8) MRSA tespit ettiklerini bildirmişlerdir.
Çetiner ve ark. [10], hastanede kullanılan klavyelerde S. aureus varlığını araştırdıkları
çalışmalarında 200 bilgisayar klavyesinde %1.5 oranında izolasyon gerçekleştirdiklerini
ve bu izolatlarda metisilin direnci tespit etmediklerini bildirmişlerdir. Bulguları
ışığında aynı araştırmacılar; rutin taramalarda klavyelerin de göz ardı edilmemesi
gerektiğini, rutin taramaların haricinde özellikle yoğun bakımlarda kolonizasyonun
hastalar için risk yaratabileceği ve hastanelerde yürütülen enfeksiyon takip kontrol
programlarında bilgisayar klavyelerinin de tarama protokollerine alınmasının önemli
olduğunu vurgulamakla birlikte ortak kullanımda, hasta başında veya özel kullanımda
olan bilgisayar klavyelerine uygun dezenfeksiyon yöntemlerinin de bu eğitim kapsamı
içerisine alınması gerekliliğini belirtmişlerdir. Wilson ve ark. [8] 17 klavyeden
topladıkları 51 örnekten 11’inde (%21) MRSA tespit ettiklerini bildirmişlerdir. Öztürk
ve ark. [7], hastane personelinin kullandığı cep telefonlarında S. aureus kolonizasyonunu
araştırdıkları çalışmalarında, cep telefonlarında %19.4 oranında S. aureus tespit ettiklerini,
izolatlarda %9.4 oranında metisilin direnci tespit ettiklerini bildirmişlerdir. Fışkırma ve
ark. [11], steteskoplarda S. aureus kolonizasyonunu araştırdıkları çalışmalarında %4.9
11
Körkoca ve ark.
oranında izolasyon gerçekleştirdiklerini, izolatların sadece %1’inde metisilin direnci
tespit ettiklerini bildirmişlerdir. Çalışmamızda cep telefonu yer almadığı, ayrıca bir adet
bilgisayar klavyesi materyal olarak kullanıldığı için daha önceki çalışmaların bulguları
bu açıdan tartışılamamıştır, ancak konu cansız ortam olarak ele alındığında çalışmamızda
elde edilen %29.85’lik izolasyon oranı daha önceki çalışmalarda [7,10,11] elde edilen
izolasyon oranlarından oldukça yüksek bulunmuştur. Bununla birlikte cansız ortamda
MRSA sıklığı baz alındığında çalışmamızda elde edilen %6.41’lik izolasyon oranı yine
daha önce yapılan çalışmaların [2,7,8,10,11] izolasyon oranlarından yüksek bulunmuştur.
Ülkemizde, hastane kökenli S. aureus izolatlarının antimikrobiyal direnç paterninin
ortaya konulmasına yönelik birçok çalışma mevcuttur. Atalan ve ark. [1], yoğun bakım
ünitesinde meydana gelen nazokomiyal enfeksiyon etkeni MSSA (metisiline duyarlı
S. aureus) suşlarında en etkili (%100 duyarlı) antimikrobiyal ajanların vankomisin,
gentamisin, amikasin, linezolid ve teikoplanin olduğunu; MRSA suşlarında ise en
etkili antimikrobiyal ajanların vankomisin (%100 duyarlı), teikoplanin (%90 duyarlı) ve
linezolid (%70 duyarlı) olduğunu bildirmişlerdir. Kocazeybek ve ark. [12], 400 hastane
personelinden izole edilen altı (%1.5) nazal S. aureus izolatında metisilin direnci tespit
ettiklerini bildirmişlerdir. Bozkurt ve ark. [13], sağlık personelinden izole edilen nazal
S. aureus suşlarında %5.9 oranında metisilin direnci tespit ettiklerini bildirmişlerdir.
Hızel ve ark. [14], sağlık personeli izolatlarında %14.71 oranında metisilin direci tespit
ettiklerini, hasta yakını izolatlarında ise bu oranın %5 olduğunu bildirmişlerdir. Çıtak
ve Karaçocuk [15], araştırmalarında çeşitli klinik örneklerden 161’i (% 42) toplum
kaynaklı, 218’i (%58) hastane kaynaklı olmak üzere toplam 379 Staphylococcus izolatı
izole ettiklerini, 379 Staphylococcus izolatının 240’ı (%63) S.aureus, 139’u (%37)
koagülaz negatif stafilokok olarak tanımladıklarını bildirmişlerdir. Hastane ve toplum
kaynaklı 379 Staphylococcus izolatının, 135’inin (%35.6) metisilin dirençli S.aureus
olarak saptandığını, 135 MRSA’nın 85’i (%63) hastane, 50’si (%37) toplum kaynaklı
olduğunu belirtmişlerdir. Aynı araştırmacılar, hastane kaynaklı 85 MRSA ve toplum
kaynaklı 50 MRSA suşlarına en etkili antibiyotiğin vankomisin olduğunu, hiçbir
suşta vankomisin direnci tespit edilmediğini, hastane kaynaklı 85 MRSA izolatında
netilmisine % 61.1, fusidik asite % 56.4, levofloksasine % 25.8, kloramfenikole %25.8,
siprofloksasine % 11.7, tetrasikline % 10.5, gentamisine % 8.2 ve eritromisine % 5.8
oranlarında duyarlılık bulunduğunu bildirmişlerdir. Gül ve ark. [16], sağlık personelinde
burun ve el S. aureus taşıyıcılığını tespit etmeye yönelik çalışmalarında, izolatların
%21’inde metisilin direnci tespit ettiklerini, suşlarda en yüksek direncin penisilin G’de
(% 95) gözlendiğini, vankomisin, teikoplanin, ofloksasin ve gentamisine ise direnç tespit
etmediklerini bildirmişlerdir. Artan ve ark. [17], sağlık çalışanlarında burun taşıyıcılığı
belirlemeye yönelik çalışmalarında izolatlarda %5.6 oranında metisilin direnci tespit
ettiklerini bildirmişlerdir. Bununla birlikte araştırmacılar, ayrıca izolatlarda klindamisin,
vankomisin, gentamisin ve mupirosine direnç tespit etmediklerini bildirmişlerdir.
Hancı ve ark. [18], hasta ziyaretine gelen kişilerin ziyaret öncesi ve sonrasında el
12
Körkoca et al.
floralarını karşılaştırdıkları çalışmalarında, ziyaret öncesi ve sonrasında %1 oranında
MSSA izole ettiklerini bildirmişlerdir. Araştırmacılar MRSA tespit etmediklerini
belirtmişlerdir. Çalışmamızda iki hasta, iki personel ve iki refakatçi eli sürüntüsü örneği,
üç hastaya ait burun sürüntüsü örneği ve iki hastaya ait kulak sürüntüsü örneği olmak
üzere toplam 11 materyal kullanılmıştır. Bu örneklerden ise bir refakatçi eli sürüntü
örneğinden ve bir personel eli sürüntü örneğinden izolasyon gerçekleştirilmiştir. Bu
nedenle bu bulgular bu yönüyle tartışılamamıştır. Bununla birlikte daha önce yapılan
çalışmalarda elde edilen izolatların hastane kökenli olmaları nedeniyle çalışmamızda
tüm izolatlardan elde edilen duyarlılık paterni dikkate alındığında, %100 duyarlılıkla
en etkili antimikrobiyal ajanların amikasin, trimetoprim/sulfametaksazol, teikoplanin
ve vankomisin olduğu tespit edilmiştir. Çalışmamızda elde vankomisin ve teikoplanine
duyarlılık oranı daha önce yapılan Atalan ve ark. [1] çalışmaları ile; vankomisine duyarlılık
yönüyle Çıtak ve Karaçocuk [15] ve Artan ve ark. [17] çalışmaları ile; vankomisin ve
teikoplanine duyarlılık yönüyle Gül ve ark. [16] çalışmaları ile uyumlu bulunmuştur.
Klindamisinin oral ve inravenöz formülasyonlarının olması, ayrıca β-laktamların
aksine deri ve deri yapılarına iyi diffüze olması, toplum kökenli deri ve yumuşak doku
MRSA enfeksiyonlarının tedavisinde klindamisini cazip bir seçenek haline getirmiştir.
Ayrıca klindamisin, düşük maliyetlidir ve stafilokoklarda virülens faktörleri ve belirli
toksinlerin üretimini engeller [19]. Bununla birlikte, klindamisine karşı saptanan
indüklenebilir makrolid, linkozamid ve streptogramin B (iMLSB) direnci, bu antibiyotiğin
etkinliğini azaltmaktadır [20].
Avkan Oğuz ve ark. [21], toplum ve hastane kökenli S. aureus izolatları arasında
%7.1 oranında indüklenebilir klindamisin direnci saptamışlardır. Çolakoğlu ve ark.
[20], klinik S. aureus suşlarında %19.4 oranında indüklenebilir klindamisin direnci
tespit ettiklerini bildirmişlerdir. Dizbay ve ark. [22], eritromisine dirençli klindamisine
duyarlı nazokomiyal S. aureus izolatlarında %90 oranında indüklenebilir klindamisin
direnci tespit etmişlerdir. Artan ve ark. [23], hastane çalışanlarından izole ettikleri nazal
S. aureus suşlarında %13.3 oranında indüklenebilir klindamisin direnci tespit ettiklerini
bildirmişlerdir. Çalışmamızda tüm izolatlarda %9.1 oranında indüklenebilir klindamisin
direnci tespit edilmiş olup, bu oran Avkan oğuz ve ark. [21] çalışmalarından elde edilen
oranla uyumlu bulunurken, Çolakoğlu ve ark. [20] ve Artan ve ark. [23] çalışmalarından
elde edilen oranlardan düşük bulunmuştur.
Corea ve ark. [24], hastane kaynakları sınırlı olduğu için gelişmiş dünyada önerilen
enfeksiyon kontrol programlarını uygulamanın güç olduğunu, nazokomiyal bulaşma için
risk faktörleri ile hastalar için enfeksiyon kontrolü ve MRSA taramalarını hedeflemenin
daha pratik olabileceğini belirtmişlerdir. Aynı araştırmacılar çalışmalarında; nazokomiyal
MRSA enfeksiyonu tespit edilen hastaların hastanede kalış süresinin daha uzun olduğunu,
dolayısıyla hastaları erken taburcu etmenin MRSA kontrol stratejilerinde uygun maliyetli
bir davranış tarzı olacağını belirtmişlerdir.
13
Körkoca ve ark.
Sonuç olarak; çalışılan örneklerde MRSA tespit edilmesi, bu suşlardan kaynaklanabilecek muhtemel enfeksiyonların önlenmesi açısından gerekli tedbirlerin alınması gerekliliğini, ayrıca tedavi seçeneklerinden biri olan klindamisine indüklenebilir direncin
tespit edilmesi bu etkenlerin neden olduğu enfeksiyonlarda indüklenebilir klindamisin
direncinin dikkate alınması gereken bir husus olduğunu ortaya koymaktadır.
KAYNAKÇA
[1].. Atalan, N., Fazlıoğulları, O., Şitilci, T., Başaran, C., Yoğun Bakım Ünitesinde
Saptanan Hastane İnfeksiyonu Etkenleri ve Direnç Profilinin Değerlendirilmesi,
GKDA Der, 18(2), 46-51, 2012.
[2]. Shelly, M.J, Scanlon T.G., Ruddy, R., Hannan M.M., Murray J.G., MeticillinResistant Staphylococcus aureus (MRSA) Environmental Contamination in a
Radiology Department, Clinical Radiology, 66(9), 861-864, 2011.
[3]. Henderson, D.K., Managing Methicillin-Resistant Staphylococci: A Paradigm
For Preventing Nosocomial Transmission of Resistant Organisms, Am J Infect
Control, 34(5), S46-S54, 2006.
[4]. Durmaz, B., Hastanede MRSA Kontrol Politikası, MRSA Kolonizasyonunun
Eradikasyonu, Hastane İnfeksiyonları Dergisi, 3: 196-201, 1999.
[5]. Safdar, N., Marx, J., Meyer, N,A., Maki D,G., Effectiveness of Preemptive
Barrier Precautions in Controlling Nosocomial Colonization and Infection By
Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus in A Burn Unit, Am J Infect Control,
34(8), 476-83, 2006.
[6]. Clinical and Laboratory Standarts Institute, 2006.“Performance Standards for
Antimicrobial Disk Susceptibility Tests”9th ed. Approved Standard M2-A9
CLSI, Wayne.
[7].
Öztürk, R., Ertop, M., Parça, O., Ergin, Ç., Hastane Personellerinin Cep
Telefonlarında Staphylococcus aureus Kolonizasyonunun Araştırılması, Pam
Tıp Derg, 6(1),18-21, 2013.
[8]. Wilson, APR., Hayman, S., Folan, P., Ostro, P.T., Birkett, A., Batson, S., Singer,
M., Bellingan, G., Computer Keyboards and The Spread of MRSA, Journal of
Hospital Infections,62(3):390-392, 2006.
[9]. Aldeyab, M.A., Kearney, M.P., Scott, M,G., McElnay, J.C., Practical Steps to
Deal with Meticillin-Resistant Staphylococcus aureus in Hospitals, Journal of
Hospital İnfections, 75(2),145-146, 2010.
14
Körkoca et al.
[10]. Çetiner, İ., Kutlu T.N., Güler, S., Yıldırım, A., Ergin, Ç., Hastanede Kullanılan
Bilgisayarların Klavyelerinde Staphylococcus aureus Kolonizasyonunun
Araştırılması, Pam Tıp Derg, 5(1),12-14, 2012.
[11]. Fışkırma, İ.A., Bektaş, M., Kimyon, U., Ergin, Ç., Steteskoplarda metisilin
dirençli Staphylococcus aureus kolonizasyonunun araştırılması, Pam Tıp
Derg,4(3),116-118, 2011.
[12]. Kocazeybek, B., Ayyıldız, A., Gülsoy, Ö., Bayındır, O., Sönmez, B., Demiroğlu,
C., Hastane Personelinde Burun Portörlüğü ve İzole edilen Mikroorganizmaların
Antibiyotiklere Duyarlılıkları, Turk Mikrobiyol Cem Derg 33:52-56, 2003.
[13]. Bozkurt, H., Bayram, Y., Güdücüoğlu, H., Berktaş, M., Y.Y.Ü. Tıp Fakültesi
Araştırma Hastanesi Personelinde Nazal Staphylococcus aureus Taşıyıcılığı İle
Metisiline Direnç Oranlarının Araştırılması, Van Tıp Dergisi, 14 (2),52-56, 2007.
[14]. Hızel, S., Şanlı, C., Kaygusuz, S., Tunç, A., Kırıkkale Üniversitesi Hastane
Personeli İle Hasta Ziyaretçilerinde Nazal Staphylococcus aureus Taşıyıcılığı,
Van Tıp Dergisi, 12 (2),140-144, 2005.
[15]. Çıtak, S., Karaçocuk, E., Hastane ve Toplum Kaynaklı Metisiline Dirençli
Staphylococcus aureus Suşlarının Çeşitli Antibiyotiklere Duyarlılığı, C. Ü. Tıp
Fakültesi Dergisi, 26(1), 13-17,2004.
[16]. Gül, M., Çıragil, P., Aral, M., Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tıp
Fakültesi Hastane Personelinde Burun ve El Staphylococcus aureus Taşıyıcılığı,
ANKEM Derg, 18(1), 36-39, 2004.
[17]. Oğuzkaya Artan, M., Gülgün, M., Baykan, Z., Tok, D., Hastane Çalışanlarında
Staphylococcus aureus Burun Taşıyıcılığı ve Antibiyotik Duyarlılığının
Araştırılması, İnfeksiyon Dergisi, 22 (2), 87-90, 2008.
[18]. Hancı, H., Ayyıldız A., Çelebi, D., Hasta Ziyaretleri İçin Hastaneye Gelen
Kişilerin Ziyaret Öncesi ve Sonrası El Floralarının Karşılaştırılması, Atatürk
üniversitesi Vet. Bil. Derg, 7(2), 113-121, 2012.
[19]. Lewis, J,S., Jorgensen J,H., Inducible Clindamycin Resistance in Staphylococci:
Should Clinicians and Microbiologists be Concerned?, Clinical Infectious
Diseases, 40:280-285,2005.
[20]. Çolakoğlu, Ş., Alışkan H., Turunç T., Demiroğlu Y.Z., Arslan H., Klinik
Örneklerden İzole Edilen Staphylococcus aureus Suşlarında İndüklenebilir
Klindamisin Direnç Prevalansı, Mikrobiyol Bul, 42:407-412, 2008.
[21]. Avkan, Oğuz, V., Yapar N., Sezak, N., Alp, Çavuş, S., Kurutepe, S., Peksel, H.,
15
Körkoca ve ark.
Çakır, N., Yüce A., Stafilokoklarda İndüklenebilir Klindamisin Direnci ve Diğer
Antibiyotiklere Duyarlılık Oranları, Mikrobiyol Bul, 43:37-44, 2009.
[22]. Dizbay, M., Günal, Ö., Özkan, Y., Özcan Kanat, D., Altunçekiç, A., Arman,
D., Nozokomiyal Stafilokok İzolatları Arasında Yapısal ve İndüklenebilir
Klindamisin Direnci, Mikrobiyol Bul, 42:217-221, 2008.
[23]. Artan, C., Oğuzkaya, Artan M., Baykan, Z., Hastane Çalışanlarında
Staphylococcus aureus Nazal Taşıyıcılığı ve İndüklenebilir Klindamisin Direnci,
ANKEM Derg 2013; 27(Ek 1), 28.Ankem Antibiyotik ve Kemoterapi Kongresi,
Antalya, 22-26 Mayıs 2013.
[24]. Corea, E., de Silva, T., Perera, J., Methicillin-resistant Staphylococcus aureus:
prevalence, incidence and risk factors associated with colonization in Sri Lanka,
Journal of Hospital Infection, 55:145-148,2003.
16
Güzel
ISSN:2147-7930
Cilt/Volume:1
Sayı/ Issue:1
Haziran/June: 2013
ÇİRİŞ OTUNUN (Asphodelus aestivus) ANTİOKSİDAN
AKTİVİTESİNİN BELİRLENMESİ
DETERMINATION OF ANTIOXIDANT
ACTIVITIES OF Asphodelus aestivus
Esma GÜZEL1, Remzi BOĞA1, Ercan BURSAL2,*
1
2
Muş Alparslan Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü, 49100, Muş
Muş Alparslan Üniversitesi, Sağlık Yüksekokulu, Hemşirelik Bölümü, 49100, Muş
Özet
Günümüzde antioksidanların gıda endüstrisinde kullanımı oldukça yaygın olup tükettiğimiz hazır
gıdaların çoğuna gıda katkı maddesi olarak eklenirler. Bunlar gıdaları bozulmaya karşı korumakta
olup onların raf ömürlerini uzatmaktadır. Antioksidanlar lipid peroksidasyon zincir reaksiyonlarını
engelleyerek serbest radikal ve lipit peroksidasyonunu önlerler. Serbest radikaller antioksidan
moleküller tarafından giderilerek in aktif hale getirilirler. Bu çalışmanın amacı geleneksel Türk
mutfağında yaygın olarak kullanılan çiriş otu (Asphodelus aestivus) bitkisinin antioksidan etkisi
araştırılmıştır. Çiriş otu sıcak ve soğuk su ekstrelerinin radikal giderme aktivitesi DPPH· (1,1-difenil2-pikril-hidrazil) serbest radikal giderme aktivitesi metoduna göre gerçekleştirildi. Ayrıca ekstrelerin
potasyum ferriksiyanit indirgeme (FRAP) metodu ile toplam indirgeme kuvveti çalışıldı.
Anahtar Kelimeler: Çiriş otu, Asphodelus aestivus, Antioksidan aktivite, İndirgeme potansiyeli
Abstract
Nowadays, antioxidants are commonly being used on food industry as food additives for many
prepared food. They are lengthened the time of using food. Antioxidants protect lipid peroxidation
chain reactions that can produce free radicals and lipid peroxides. Free radicals can be deactivated
and scavenged by antioxidant compounds. The purpose of this study was to determine the antioxidant
and antiradical capabilities of water extracts of Asphodelus Aestivus, that used commonly in Turkish
traditional cookery. The hot and cold water extracts of Asphodelus Aestivus were evaluated for their
radical scavenging activity by means of the DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl) free radical
scavenging assay. Also, reducing power activities of extracts were evaluated by means of FRAP (Ferric
Reducing Antioxidant Power) assay.
Keywords: Asphodelus aestivus; Reducing power; Antioxidant activities
*1 Sorumlu Yazar/Corresponding author: Ercan BURSAL, Muş Alparslan Üniversitesi, Sağlık Yüksekokulu,
17
Güzel ve ark.
1. GİRİŞ
Serbest radikaller bir veya daha fazla sayıda eşleşmemiş elektron içeren atomik veya
moleküler yapıdaki maddelerdir. Radikaller eşleşmemiş elektronlarından dolayı kimyasal
olarak çok aktifler ve ortamdaki diğer biyolojik moleküllere saldırarak onların biyolojik
yapılarını bozarlar. Bu radikal ve reaktif ürünler nükleik asitler, proteinler ve lipitleri
okside ederek, kimyasal yapılarını bozarlar ve metabolizmalarında olumsuz neticeler
oluşturabilirler [1]. Canlı sistemlerde serbest radikallerin varlığı gayet normal olup,
elektron transferi, biyosinyal üretimi ve makrofajlarda bakterilerin yok edilmesi gibi pek
çok diğer metabolik işlevde temel oluşturur. Buna karşın bu radikal ve reaktiflerin canlıda
yüksek miktarda bulunması biyomoleküllerin oksidasyonu sonucunda doku hasarı, hücre
ölümü, erken yaşlılık, kanser, kalp damar hastalıkları ve nörolojik bozukluklar gibi zararlı
süreçlere sebep olmaktadır [2].
Metabolizmadaki serbest radikaller, reaktif oksijen türlerinden oluşmaktadır. Reaktif
oksijen türlerinin oluşma kaynakları ise elektron transport sistemi, bazı enzimatik
reaksiyonlar, oksidasyon reasiyonları gibi metabolik kaynaklar ve UV ışınları, radyasyon,
ilaç yan etkileri, sigara, beslenme, kanserojen maddeler gibi dış kaynaklardır [3,4].
Reaktif oksijen türlerinin (ROT) oluşumunu ve bunların meydana getirdiği hasarı
önlemek için birçok savunma mekanizmaları vardır. Bu mekanizmalar “antioksidanlar”
olarak bilinirler. Antioksidan maddeler bu radikal ve reaktif ürünleri gidererek olumsuz
etkilerini inhibe ederler [5,6].
Antioksidanlar vücutta sentezlenebildiği gibi diyet ile dışarıdan da alınabilirler.
Canlılarda antioksidan savunma sistemi iki ana gruba ayrılır. Bunlar; metabolizmada
üretilen (endojen) ve dışarıdan diyet ile alınan (ekzojen) antioksidan sistemleridir.
Endojen antioksidan sistemi, antioksidan enzimler, hasarlı molekülleri uzaklaştırıcı
proteazlar ve fosfolipaz gibi enzimler, yeni bileşikleri sentezleyen sistemler, glutatyon,
ürik asit ve çeşitli metal bağlayıcılarından oluşmaktadır [4].
Ekzojen antioksidanlar ise sentetik ve doğal olarak iki şekilde mevcuttur. Sentetik
antioksidanlar; bütillenmiş hidroksitoluen (BHT), bütillenmiş hidroksianisol (BHA),
tersiyerbütilhidrokinon (TBHQ), propil galat (PG) ve troloks gibi maddelerdir. Sentetik
antioksidanlar gıdalarda; gıdaların oksidasyonu sonucu oluşan bozulmalar, koku
oluşumu, tatların bozulması ve vitamin miktarındaki azalmaları gibi oluşan problemleri
çözmede ve bunların raf ömürlerini uzatmak amacıyla kullanılmaktadır. Ancak sentetik
antioksidanların toksik ve kanserojen olabileceğini ortaya koyan çalışmalardan sonra
kullanımlarına ciddi sınırlama ve yasaklar getirilmiştir [7].
Doğal antioksidanlar en çok yeşil sebzelerde, tohumlarda, baklagiller ve meyvelerde
bulunur. Kivi (Actinidia deliciosa) [4], lavanta [8], karanfil [9], rezene [10], karnabahar
[11], nane [12], defne [13], domates (Lycopersicon esculentum) [14] ve anason [15] gibi
bitkilerin antioksidan aktivitesi tespit edilmiştir.
Çiriş otu, Asphodelaceae familyasından Asphodelus cinsini oluşturan bitki türlerinin
18
Güzel et al.
ortak adıdır. İlkbaharda yüksek dağlarda yetişen bu bitkinin topraktan çıkan yeşil yaprakları
kesilerek toplanan çiriş otu sebze olarak çarşı pazarlarda yerini almaktadır. Çok farklı
yemekleri yapılarak mevsiminde sıkça tüketilmektedir. Kendine has bir kokusu vardır.
Birçok bölgede yetişen çirişin pek çok hastalığa karşı iyileştirici yönü olduğuna inanılır
[16,17]. Son yıllarda gittikçe önem kazanan doğal antioksidan kaynaklarının belirlenmesi
ve farmasötik özelliklerinin tespiti çalışmalarına katkısı olabilmesi bakımından bu bitkinin
antioksidan kapasitesini çeşitli in vitro metotlar ile belirlemek amaçlanmıştır [18,19].
2. MATERYAL VE YÖNTEM
Antioksidan kapasite belirleme için yapılan metotlarda kullanılmak üzere; 1,1-difenil2-pikril-hidrazil (DPPH•) radikali Sigma-Aldrich’ten satın alındı. Na2HPO4, K3Fe(CN)6,
TCA (Triklor asetik asit), FeCl3, etanol ve saf su Muş Alparslan Üniversitesi Kimya
Bölümü Laboratuvarından temin edildi.
2.1. Çiriş Otu (Asphodelus Aestivus) Su Ekstrelerinin Hazırlanması
Antioksidanlar ile ilgili çalışmalarda kullanılan çiriş otu (Asphodelus aestivus) yaprak
kısmından 200 g tartılıp, blendır (parçalayıcı) cihazı ile parçalandı. Çiriş otu oda sıcaklığı
su ekstresinin (ÇOE) hazırlanması için blendırda parçalanmış 100 gram numune üzerine
200 ml saf su ilave edildi. Bir gün boyunca oda sıcaklığında manyetik karıştırıcı üzerinde
karıştırıldı. Daha sonra karışım tülbent bezinden süzülerek ve geriye kalan posa tekrar 100
ml saf su ile aynı şartlarda ekstrakte edilmeye devam edildi ve tülbent bezinden süzüldü.
Ekstreler birleştirildikten sonra süzgeç kâğıdından süzülerek, süzüntüler balonlara alındı
ve derin dondurucuda donduruldu. Dondurulmuş ekstreler 50 mm-Hg basınç altında
liyofilizatörde kuruluğa kadar liyofilize edildi.
Çiriş otu kaynatılmış su ekstresinin (ÇKE) hazırlanması için blendırda parçalanmış 100
gram numune üzerine 200 ml saf su ilave edildi. 15 dakika boyunca 100 0C sıcaklığında
manyetik karıştırıcı üzerinde karıştırıldı. Daha sonra karışım tülbent bezinden süzülerek
ve geriye kalan posa tekrar 100 ml saf su ile aynı şartlarda ekstrakte edilmeye devam
edildi ve tülbent bezinden süzüldü. Ekstreler birleştirildikten sonra süzgeç kağıdından
süzülerek, süzüntüler balonlara alındı ve derin dondurucuda donduruldu. Dondurulmuş
ekstreler 50 mm-Hg basınç altında liyofilizatörde kuruluğa kadar liyofilize edildi.
2.2. Toplam İndirgeme Kapasitesi
Çiriş otu (Asphodelus aestivus) liyofilize su ekstrelerinin toplam indirgeme kuvveti
tayini Oyaizu (1986) yöntemine göre yapıldı. Bunun için daha önce hazırlanmış olan stok
çözelti kullanıldı. Bu stok çözeltinin farklı konsantrasyonları alınarak deney tüplerine
aktarıldı ve hacim saf suyla 1 ml’ye tamamlandı. Daha sonra her bir tüpe 2,5 ml 0,2 M
fosfat tamponu (pH 6,6) ve 2,5 ml %1’lik potasyum ferrisiyanür [K3Fe(CN)6] ilave edildi
ve karışım 50oC’de 20 dakika inkübe edildi. Bu işlemlerden sonra reaksiyon karışımına
19
Güzel ve ark.
2,5 ml %10’luk triklorasetik asit (TCA) ilave edildi. Çözeltinin üst fazından 2,5 ml
alındı ve bunun üzerine 2,5 ml destile su ve %0,1’lik 0,5 ml FeCl3 ilave edildikten sonra
absorbans 700 nm’de köre karşı okundu. Kör olarak saf su kullanıldı. Kontrol için ise
numune yerine saf su kullanıldı [7].
2.3. DPPH• Serbest Radikal Giderme Aktivitesi
Çiriş otu (Asphodelus aestivus) liyofilize su ekstrelerinin DPPH• serbest radikali
giderme aktivitesi Blois metodunun (1958) bir modifikasyonuna [7] göre yapıldı.
Serbest radikal olarak 1 mM’lık DPPH• çözeltisi kullanıldı. Numune olarak indirgeme
kuvvetlerinde kullanılan 1 mg/ml konsantrasyonundaki stok çözeltisi kullanıldı. Deney
tüplerine sırasıyla değişik konsantrasyonlarda çözelti oluşturacak şekilde stok çözeltiler
aktarıldı ve toplam hacimleri 3 ml olacak şekilde destile etanol ile tamamlandı. Daha
sonra her bir numune tüpüne stok DPPH• çözeltisinden 1 ml ilave edildi. 30 dakika oda
sıcaklığı ve karanlıkta inkübe edildikten sonra etanolden oluşan köre karşı 517 nm’de
absorbansları ölçüldü. Kontrol olarak 3 ml etanol ve 1 ml DPPH• çözeltisi kullanıldı.
Azalan absorbans geriye kalan DPPH• çözeltisi miktarını yani serbest radikal giderme
aktivitesini vermektedir.
3. BULGULAR
Antioksidan aktivite tayin metotları; gıda, ilaç veya tıbbi amaçlı kullanılan bitkilerin
veya onlardan saflaştırılan biyolojik aktif maddelerin biyolojik aktivite kapasitelerinin
aydınlatılması bakımından yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu amaçla DPPH•,
ABTS•+ ve O2•- radikal giderme aktiviteleri, metal şelatlama kapasitesi, total indirgeme
kapasitesinin araştırılması gibi metotlar sıklıkla kullanılmaktadır [4]. Bu çalışmada
da bu metotlardan DPPH• radikal giderme aktivitesi ve total indirgeme kapasite tayini
kullanıldı. Bulgular BHA, BHT ve askorbik asit gibi antioksidan aktiviteleri bilinen
standart antioksidanlar ile karşılaştırıldı.
3.1. Total İndirgenme Kapasitesi
Antioksidan çalışmalarda kullanılan bu metotta, test çözeltisinin sarı rengi ortamda
bulunan antioksidan maddelerin indirgeme aktivitelerinden dolayı farklı tonlardaki yeşil
rengine dönüşmektedir [4].
Çalışmada kullanılan çiriş otu (Asphodelus aestivus) kaynatılmış su ekstresi (ÇKE)
ve çiriş otu oda sıcaklığı su ekstresinin (ÇOE) indirgeme kapasitelerinin de standart
antioksidanlar gibi artan ekstre konsantrasyonu ile doğru orantılı olarak artmaktadır. Fakat
bu artmanın standart antioksidanlar kadar belirgin ve anlamlı olmadığı Şekil 3.1’den
anlaşılmaktadır. Ekstrelerin indirgeme potansiyeli farklı konsantrasyonlardaki (10-30 μg/
20
Güzel et al.
ml) çözeltilerinin 700 nm’deki absorbansları ölçülerek belirlenmiştir (Şekil 3.1).
Şekil 3.1. Çiriş otu kaynatılmış su ekstresi (ÇKE) ve Çiriş otu oda sıcaklığı su
ekstresinin (ÇOE) farklı konsantrasyonlarındaki (10-30 μg/ml) indirgeme kuvvetlerinin
birer standart antioksidan olan BHA, BHT ve askorbik asit ile karşılaştırması
3.2. DPPH• Serbest Radikali Giderme Aktivitesi İle İlgili Çalışma Bulguları
DPPH• radikali giderme aktivitesi ile ilgili yapılan çalışmalarda 517 nm’de azalan
absorbans geriye kalan DPPH• çözeltisi miktarını yani serbest radikal giderme aktivitesini
vermektedir. Çiriş otu (Asphodelus aestivus) su ekstrelerinin standart antioksidanlar olan
BHA, BHT ve askorbik asit kadar yüksek DPPH• serbest radikali giderme aktivitesi
sergilemediği fakat kaynatılmış ekstrenin fark edilir derecede soğuk su ekstresinden çok
fazla etkili olduğu Şekil 3.2’daki bulgulardan görülmektedir.
21
Güzel ve ark.
Şekil 3.2. Çiriş otu kaynatılmış su ekstresi (ÇKE) ve Çiriş otu oda sıcaklığı su ekstresinin
(ÇOE) farklı konsantrasyonlardaki (10-30 μg/ml) DPPH• giderme aktivitelerinin birer
standart antioksidan olan BHA, BHT ve askorbik asit ile karşılaştırması
DPPH• radikali ile ilgili hesaplamalar aşağıdaki eşitliğe göre yapıldı. Burada ANumune
DPPH• radikal çözeltisine numune ilavesinden sonra bulunan absorbans değeri, AKontrol
ise sadece DPPH• radikal çözeltisi içeren kontrol değerinin absorbans değerini ifade eder.
Pozitif kontrol olarak BHA, BHT ve askorbik asit kullanıldı.
 A

DPPH • giderme aktivitesi (% ) = 1 − Numune  × 100
A Kontrol 

Çiriş otu su ekstreleri ile standart antioksidanlar 30 μg/ml konsantrasyonunda sırasıyla
askorbik asit > BHA > BHT > ÇKE > ÇOE şeklinde DPPH• radikali giderme aktivitesi
sergilediği belirlenmiştir. Bu değerler yine sırasıyla %95.8 > %93.1 > %84.9 > %35.8 >
%5.0 olarak hesaplandı. Bu sonuçlara göre çiriş otu kaynatılmış su ekstresi orta derecede
serbest radikal gideren doğal bir antioksidan kaynağıdır.
22
Güzel et al.
4.TARTIŞMA VE SONUÇ
Tıp, gıda ve eczacılık sektörlerinde serbest radikallerin sağlığa olan zararlı etkilerini
gidermek açısından antioksidan bileşiklerin radikal giderme aktiviteleri çok önemlidir.
Çeşitli nedenlerle serbest radikaller meydana gelmekte ve dolayısıyla eczacılık ve gıda
sanayinde lipit peroksidasyonunu hızlandırmakta ve ürünün kalitesini düşürmektedir. Son
zamanlarda sentetik serbest radikallerin giderilmesi ile ilgili birçok metot geliştirilmiştir.
Bunların başında total indirgenme kapasitesi, DPPH radikal giderme aktivitesi,
ABTS•+ giderme aktivitesi, DMPD•+ giderme aktivitesi, PMS-NADH-NBT sistemi,
ksantin-ksantin oksidaz sistemi ve riboflavin-metiyonin-ışık sistemi gibi sistemlerde
oluşturulan süperoksit anyon radikalleri giderme aktivitesi gibi radikal giderme metotları
kullanılmaktadır. Bu kromojen radikal giderme metotları uygulama kolaylığı, hassaslıkları
ve analizlerin kısa sürede uygulanabilirliği gibi avantajlardan dolayı yaygın bir şekilde
kullanılmaktadır [4]. Bu çalışmamızda yukarıda belirtilen metotlardan ikisi DPPH radikal
giderme aktivitesi ve total indirgenme kapasitesi kullanılmıştır.
Total indirgenme kapasitesi metodu, antioksidan maddelerin indirgeyici özelliklerinin
olabilmesi esasına dayanmaktadır. İndirgeyici antioksidanlar, oksidan maddeleri
indirgeyerek bunların zararlı etkilerini inhibe ederler. Bu çalışmada çiriş otu (Asphodelus
aestivus) su ekstrelerinin standart antioksidanlar olan BHA, BHT ve askorbik asit kadar
yüksek DPPH• serbest radikali giderme aktivitesi sergilemediği fakat kaynatılmış ekstrenin
fark edilir derecede soğuk su ekstresinden çok fazla etkili olduğu tespit edilmiştir. Benzer
bitki kaynaklarına göre rezene [10], karnabahar [11], nane [12], defne [13] daha düşük
aktiviteler tespit edilmiş olup sonraki çalışmalarla desteklenmesi gerekmektedir.
DPPH radikal giderme aktivitesi metodunda kullanılan radikal DPPH• (1,1-difenil
2-pikril hidrazil) 517 nm’de absorbans veren organik yapıda olan bir maddedir. Bu
radikal antioksidan maddeler ile kimyasal tepkimeye girerek, radikal olmayan DPPH-H
molekülüne dönüşmektedir. DPPH-H molekülü 517 nm’de absorbans vermediği için
azalan absorbans miktarından antioksidan aktivite hesaplanabilir.
NO 2
NO 2
O 2N
N
N
DPPH
O 2N
NO 2
+
AH
N-H
NO 2
N
+
A
DPPH-H
Şekil 3.3. DPPH• radikalinin bir antioksidan tarafından giderilmesi
23
Güzel ve ark.
Çiriş otu su ekstreleri ile standart antioksidanlar 30 μg/ml konsantrasyonunda sırasıyla
askorbik asit > BHA > BHT > ÇKE > ÇOE şeklinde DPPH• radikali giderme aktivitesi
sergilediği belirlenmiştir. Bu değerler yine sırasıyla %95.8 > %93.1 > %84.9 > %35.8 >
%5.0 olarak hesaplandı. Bu sonuçlara göre çiriş otu kaynatılmış su ekstresi orta derecede
serbest radikal gideren doğal bir antioksidan kaynağıdır.
KAYNAKÇA
[1].
Akkuş, İ., Serbest Radikaller ve Fizyopatolojik Etkileri, Mimoza Yayınları,
Konya, 1995.
[2].
Sen, C.K., Packer, L., Hanninen, O., Handbook of oxidants and antioxidants in
exercise. Elsevier Science B.V. 2000.
[3].
Aksoy, Y., Antioksidan mekanizmada glutatyonun rolü. T Klin Tıp Bilimleri, 22,
442-448, 2002.
[4].
Bursal, E., Kivi meyvesinin (Actinidia deliciosa) antioksidan ve antiradikal
aktivitelerinin belirlenmesi, karbonik anhidraz enziminin saflaştırılması ve
karakterizasyonu. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi, Erzurum, Türkiye, 2009.
[5].
Halliwel, B., Free radicals and antioxidants:a personel view.Nutritionel
Review,52,253-265,
1994.
[6].
Halliwel, B., Antioxidant in human health and disease.Annual Review of
Nutrition.16.33-50,
1996.
[7].
Bursal, E., Köksal, E., Gülçin, İ., Bilsel, G., Gören, A.C., Antioxidant activity
and polyphenol content of cherry stem (Cerasus avium L.) determined by LC–
MS/MS. Food Research International 51, 66-74, 2013.
[8].
Gülçin, İ., Şat, İ.G., Beydemir, Ş., Elmastaş, M., Küfrevioğlu, Ö.İ., Comparison
of antioxidant activity of clove (Eugenia caryophylata Thunb) buds an lavender
(Lavandula stoechas L.). Food Chemistry, 87, 393, 2004a.
[9].
Gülçin, İ., Mshvildadze, V., Gepdiremen, A., Elias, R., Antioxidant activity of
saponins isolated from ivy: α-Hederin, hederasaponin-C, hederacolchiside-E
and hederacolchiside F. Planta Medica, 70, 561-563, 2004b.
[10]. Gülçin, İ., Mshvildadze, V., Gepdiremen, A., Elias, R.. Antioxidant activity of
saponins isolated from ivy: α-Hederin, hederasaponin-C, hederacolchiside-E
and hederacolchiside F. Planta Medica, 70, 561-563, 2004a.
[11]. Gülçin, İ., Şat, İ.G., Beydemir, Ş., Küfrevioğlu, Ö.İ., Evaluation of the in vitro
antioxidant properties of extracts of broccoli (Brassica oleracea L.), Italian
Journal of Food Sciences, 16, 17-30, 2004b.
[12]. Oktay, M., Yıldırım, A., Bilaloğlu, V., Gülçin, İ., Antioxidant activity of different
parts of ısgın (Rheum ribes L.). Asian Journal of Chemistry, 19, 3047-3055,
2007.
[13]. Köksal, E., Purification and characterisation of peroxidase from cauliflower
(Brassica oleracea L.) and determination of their antioxidant and antiradical
24
Güzel et al.
[14].
[15].
[16].
[17].
[18].
[19].
activities. PhD Thesis, Atatürk University, Erzurum, Turkey, 2007.
Elmastaş, M., Gülçin, İ., Öztürk, L., Gökçe, İ., Investigation of antioxidant
properties of spearmint (Mentha spicata L.). Asian Journal of Chemistry, 17,
137-148, 2005.
Elmastas, M., Türkekul, İ., Öztürk, L., Gülçin, İ., Işıldak, Ö., Aboul-Enein, H.Y.,
The antioxidant activity of two wild edible mushrooms (Morchella vulgaris
and Morchella esculanta). Combinatorial Chemistry and High Throughput
Screening, 6, 443-448, 2006.
Guerrero, J.L., Fuentes, M.M., Nutrient composition and antioxidant activity of
eight tomato (Lycopersicon esculentum) varieties. Journal of Food Composition
and Analysis, 22, 123-129, 2008.
Gülçin, İ., Oktay, M., Kireçci, E., Küfrevioğlu, Ö.İ., Screening of antioxidant
and antimicrobial activities of anise (Pimpinella anisum L.) seed extracts. Food
Chemistry, 83, 371-382, 2003.
Baytop, T., Türkiye’de Bitkiler ile Tedavi,Nobel Tıp Kitapevleri, İstanbul, 1999.
Peksel, A., İmamoğlu, S., Antioxidative propeties of exracts from Asphodelus
aestivus brot (Liliaceae), Annals of Nutrition and Metabolism, 55:596-596,
2009.
25
Turan
ISSN:2147-7930
Cilt/Volume:1
Sayı/ Issue:1
Haziran/June: 2013
BİR DİAZENİL LİGAND: 4-[(DİSİYANOMETİL)]BENZOİKASİT:
İLE METAL ASETAT KOMPLEKSLERİNİN SPEKTROSKOPİK
KARAKTERİZASYONU VE ANTİBAKTERİYAL AKTİVİTESİ
COMPLEXES OF METAL ACETATE WITH A
DIAZENYL LIGAND: 4-[(DICYANOMETHYL)]BENZOIC
ACID: SPECTROSCOPIC CHARACTERIZATION
AND ANTIBACTERIAL ACTIVITY
Nevin TURAN1,*, Zuhal KARAGÖZ2, Naki ÇOLAK3,
Hanifi KÖRKOCA4, Memet ŞEKERCİ2
1
Muş Alparslan Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, 49100, Muş
2
Fırat Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, 23169, Elazığ
3
Hitit Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, 19100, Çorum
4
Muş Alparslan Üniversitesi, Sağlık Yüksekokulu, Hemşirelik Bölümü, 49100, Muş
Özet
3-Aminopropiltrimetoksisilan ve hidroksibenzaldehitin reaksiyonu sonucu diazenil grubu içeren
4-[(disiyanometil)diazenil]benzoikasit sentezlenerek yeni Pb(II), UO2(II), Cu(II), Ni(II), Co(II)
ve Zn(II) kompleksleri sentezlendi. Ligand ve komplekslerin yapıları elemental analiz, UV-vis.,
IR, 1H-NMR, 13C-NMR, TGA, DTA ve magnetik ölçümler kullanılarak belirlendi. Co(II) ve Ni(II)
kompleksler paramagnetik olup oktahedral, Zn(II) kompleksi diamagnetik olup oktahedral, Cu(II)
kompleksi paramagnetic olup kare düzlem, UO2(II) ve Pb(II) kompleksler diamagnetic olup
karedüzlem yapıya sahiptirler. Tüm komplekslerin antibakteriyel aktiviteleri Escherichia coli ATCC25922, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC 25923 ve Salmonella
typhimurium CCM 583’e karşı testedildi. Test sonuçları değerlendirildi. Bu sonuçlardan sadece Ni(II)
and Zn(II) komplekslerinin Staphylococcus aureus’un büyümesini inhibe ettiği görülmüştür.
Anahtar Kelimeler:Spektroskopi,
düzlem,antibacterial
aktivite
diazenil,
asetat
tuzları,
termogravimetrik
analiz,
kare
Abstract
The new Pb(II), UO2(II), Cu(II), Ni(II), Co(II) and Zn(II) complexes were synthesized with the ligand
containing the diazenyl group 4-[(dicyanomethyl)diazenyl]benzoic acid (L) which were prepared by
*1 Sorumlu Yazar/Corresponding author: Nevin TURAN, Muş Alparslan Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi,
Kimya Bölümü, 49100, Muş, Tel: 00904362494949, [email protected]
27
Turan ve ark.
the reaction of hydroxybenzaldehyde with 3-aminopropyltrimethoxysilane. The structure of the ligand
and its complexes were determined by using elemental analysis, UV-visible, IR, 1H-NMR, 13C-NMR,
TGA, DTA and magnetic measurements. The Co(II) and Ni(II) complexes are paramagnetic with
octahedral structure; the Zn(II) complex is diamagnetic with octahedral structure; the Cu(II) complex
is paramagnetic and have square planar structure; UO2(II) and Pb(II) complexes are diamagnetic and
have square planar structure. All of the complexes were tested for their antibacterial activities against
Escherichia coli ATCC-25922, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC
25923 and Salmonella typhimurium CCM 583. The test results were also evaluated. It was found that
only Ni(II) and Zn(II) complexes are able to inhibit the growth of Staphylococcus aureus.
Keywords: Spectroscopy, diazenyl; acetate salts; thermo gravimetric analysis; square planar;
antibacterial activities.
1. INTRODUCTION
The coordination chemistry of azoderivatives of β-diketones is still a little explored
area of research, notwithstanding their interesting chemical and structural features. Azo
compounds (diazenes) also represent an important group of organic compounds, which
found versatile applications, for example, as azo dyes, as reagents inorganic synthesis, in
the complexation of metal ions and in biological medical studies, plastics, lasers, liquid
crystalline displays, electro optical devices and ink-jet printers in high-technology areas
[1-5].
Studies have also shown that diazo compounds exhibit properties similar to that of
Schiff bases [6].
In this article, we report the complex formation and characterization using different
techniques, in particular, elemental analyses, magnetic measurements, infrared and
electronic spectra and thermal studies. The thermal decomposition of the complexes have
been studied and indicates that not only the crystallization and coordinated water are
lost but also that the decomposition of the ligand from the complexes is necessary to
interpret the successive mass losses. Finally, the complexes synthesized were tested for
their antibacterial activities against Escherichia coli ATCC-25922, Enterococcus faecalis
ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC 25923 and Salmonella typhimurium CCM
583. The ligand didn’t showed antibacterial activity against these bacteria while compare
with ampicillin (10μg, Oxoid).
2. EXPERIMENTAL
All reagents were reagent grade materials purchased from Merck or Aldrich Chemical
Co. Ltd., and were used without further purification.
Elemental analyses (C, H, N) were carried out on a Leco CHNS-O model 932
elemental analyzer. 1H-NMR spectra were recorded using a model Bruker GmbH DPX400 MHz FT spectrometer in DMSO-d6 at room temperature. IR spectra were recorded
Perkin Elmer Precisely Spectrum One spectrometer on KBr discs in the wave number
28
Turan et al.
range of 4000-400 cm-1. Electronic spectral studies were conducted on a Shimadzu
model UV-1700 Spectrophotometer in the wavelength 1000-200 nm. Magnetic
susceptibilities measurements were performed using the standard Gouy tube technique
using Hg[Co(SCN)4] as a calibrant. Thermal analyses (TGA and DTA) were carried out
in nitrogen atmosphere with a heating rate of 10 °C/min. using Shimadzu DTG-60 AH
(Shimadzu DSC 60 A) thermal analyzers.
2.1. Antibacterial Activity Studies
Disk diffusion method was used for antibacterial activity of ligand and its complexes.
Antibacterial activity against Escherichia coli ATCC-25922, Enterococcus faecalis ATCC
29212, Staphylococcus aureus ATCC 25923 and Salmonella typhimurium CCM 583 were
investigated. Mueller–Hinton agar (oxoid) for all bacterial strains was used. The media
were melted at 100 °C, autoclaved at 121 °C for 15 min, cooled 45 °C to 50 °C and were
poured into plates of 9 cm diameter in quantities of 20 mL, and left on a flat surface to
solidify and the surface of media was dried at 37 °C. Then, preparation of the inoculums
was used colony growth method in Mueller–Hinton broth to a turbidity equivalent 0.5
Mc Farland (108 cfu mL–1). Petri dishes were streaked using sterile cotton swab. The
surface of the media was allowed to dry 3–5 min at room temperature. The 10 mg mL–1
(in DMSO, E. Merck), compound impregnated blank discs (Oxoid) were applied to the
surface of inoculated plates. The Mueller–Hinton agar plates were incubated at 35±2
°C for 18–24 h. The plates were examined and the diameter of the inhibition zone was
measured surrounding discs. As the standard antibiotic ampicillin (10 μg, Oxoid) was
used [7].
CN
HOOC
N
N
CH
CN
Figure 1. Synthesis of the 4-[(dicyanomethyl)diazenyl]benzoic acid (L)
2.2. Synthesis of the Ligand (L)
4-[(Dicyanomethyl)diazenyl]benzoic acid (L) was synthesized by the method
described in the literature [8]. Prepared from 4-amino-benzoic acid; crystallization from
acetic acid gave orange yellow crystals (80%), mp: 280 °C; FW: 214.00 g/mol. 1H-NMR:
15.00 (s, 1H, OH), 7.30-8.00 (m, 4H, Ar-CH), 3.40 (H, CH). 13C NMR (DMSO-d6): 86.26
(CH), 119.30, 122.00, 128.12, 130.20, 154.81, (aryl, 2CN), 170.35 (C=O) ppm. IR(KBr)
cm-1:) ν(cm-1): 3428(br) (O-H), 3194-3200 (Ar-C-H), 2930-2890 (C-H), 2214,2213 (C≡N),
1580-1570 (N=N), 1594 (C=C); Anal. Calcd for C10H6N4O2: C, 56.08; H, 2.80; N, 26.42.
Found: C, 56.11; H, 2.10; N, 26.11.
2.3. Synthesis of the Metal Complexes
29
Turan ve ark.
The preparation of complexes was carried out by mixing methanol solution (100 mL)
of metal acetate (10 mmol) and a hot DMF solution of the ligand (10 mmol, 2.14 g) in
1:1 molar ratio. The resulting solution was refluxed for 6 h, precipitation of the products
occurred after cooling and were filtered off, washed several times with methanol diethyl
ether and air-dried. All of the other complexes were prepared similarly. The complexes
were obtained with 68-80% yields.
[CoL(H2O)3(AcO)2].H2O complex: Yield: (72 %). mp: 366 °C. FW: 462.73 g/mol.
Color: Dark brownish. IR(KBr) cm-1:) ν(cm-1): 3500-3450 (O-H), 3054 (Ar-C-H), 29232846 (C-H), 2214 (C≡N), 1565 (N=N), 1593 (C=C), 535 (M-O), 478 (M-N); Anal. Calcd
for C14H20N4O10Co: C, 36.31; H, 4.32; N, 12.10. Found: C, 36.26; H, 3.98; N, 12.09.
[NiL(H2O)3(AcO)2].3H2O complex: Yield: (70 %). mp: 360 °C. FW: 498.71 g/mol.
Color: Orange Yellow. IR(KBr) cm-1:) ν(cm-1): 3428-3236 (O-H), 3170(br) (Ar-C-H), 2933
(C-H), 2212 (C≡N), 1555 (N=N), 1596 (C=C), 510 (M-O), 488 (M-N); Anal. Calcd for
C14H24N4O12Ni: C, 33.69; H, 4.81; N, 11.23. Found: C, 33.40; H, 4.80; N, 10.81.
[CuL(H2O)( AcO)2].2H2O complex: Yield: (67 %). mp: 335 °C. FW: 449.86 g/mol.
Color: Black. IR(KBr) cm-1:) ν(cm-1): 3435-3346 (O-H), 3280 (Ar-C-H), 2994,2928 (CH), 2214 (C≡N), 1544 (N=N), 1591 (C=C), 503 (M-O), 466 (M-N); Anal. Calcd for
C14H18N4O9Cu: C, 37.38; H, 4.03; N, 12.45. Found: C, 37.35; H, 3.91; N, 12.42.
[ZnL(H2O)3(AcO)2].3H2O complex: Yield: (68 %). mp: 340 °C. FW: 505.37 g/mol.
Color: Pale yellow. IR(KBr) cm-1:) ν(cm-1): 3436 (O-H), 3260 (Ar-C-H), 2923,2846 (CH), 2214 (C≡N), 1569 (N=N), 1592 (C=C), 507 (M-O), 493,480 (M-N); Anal. Calcd
for C14H24N4O12Zn: C, 33.25; H, 4.78; N, 11.08. Found: C, 33.13; H, 4.84; N, 11.05.
[PbL(H2O)(AcO)2] complex: Yield: (75 %). mp: 350 °C. FW: 557.48 g/mol. Color:
Green. IR(KBr) cm-1:) ν(cm-1): 3430-3315 (O-H), 3234 (Ar-C-H), 2933,2856 (C-H), 2214
(C≡N), 1567 (N=N), 1594 (C=C), 523 (M-O), 482 (M-N); Anal. Calcd for C14H14N4O7Pb:
C, 30.16; H, 2.53; N, 10.05. Found: C, 30.23; H, 2.54; N, 10.10.
[UO2L(H2O)(AcO)2] complex: Yield: (70 %). mp: 345 °C. FW: 620.31 g/mol. Color:
White. IR(KBr) cm-1:) ν(cm-1): 3428-3336 (O-H), 3225 (Ar-C-H), 2923 (C-H), 2213
(C≡N), 1558 (N=N), 1599 (C=C), 518 (M-O), 466 (M-N); Anal. Calcd for C14H14N4O7UO2:
C, 27.11; H, 2.27; N, 9.03. Found: C, 28.93; H, 2.30; N, 9.10.
30
Turan et al.
CN
HOOC
N
N
OH 2
M
Co(II)
n
n.H 2O
CH 3
C
O
O
O
M
CN
H2 O
CH 3
C
CH
H 2O
O
Ni(II)
Zn(II)
3
3
1
Figure 2. Suggested structure of the octehedral Co(II), Ni(II) and Zn(II) complexes
of the ligand
CN
HOOC
N
N
CH
H2 O
M
CH3
C
C
O
O
M
n
Cu(II)
2
n.H2O
CH 3
O
O
CN
Pb(II)
-
UO2(II)
-
Figure 3. Suggested structure of the square-planar Cu(II), Pb(II) and UO2(II)
complexes of the ligand
3. RESULTS AND DISCUSSION
All the complexes are insoluble in EtOH and MeOH but are soluble in DMSO and
DMF to give stable solutions at room temperature.
The elemental analyses data of the Pb(II), UO2(II), Cu(II), Ni(II), Co(II) and Zn(II)
complexes of the ligand (L) containing the diazenyl group are given in the experimental
section. The experimental elemental analyses results of the complexes are in good
compliance with the theoretical calculations. The complexes were characterized by the
following physical studies.
3.1. Spectral Studies
The N=N stretching frequencies for the ligand occurring at approximately 1580-1570
cm-1 are shifted to lower frequencies (1569–1544 cm-1) in the complexes, indicating the
31
Turan ve ark.
coordination of the diazo nitrogen to metal [9].
The IR spectra of ligand showed absorption bands corresponding to the COOH group
such as 3300-3236 (br, OH, COOH). The bands located at 1670 cm-1 and the deformation
vibrations in the region between 780 and 500 cm-1are assigned to the stretching vibration
of carboxylic acid group in ligand [10-12]. This band remains unchanged in the complexes
coordination compounds indicating the non-participation of carboxylic acid oxygen
towards coordination.
Aromatic C-H and aliphatic C-H bands occurred at 3280-3054 cm-1 and 2994-2846
cm , respectively. Conclusive evidence of the banding is also shown by the observation
that new bands in the spectra of the coordination compounds appear 493–466 at and
535-503 cm-1 range assigned to [(M-O) and (M-N)] bands stretching vibrations which are
not observed in the spectra of the ligand [13,14]. The IR bands of the cyanide groups are
observed for ligand at 2214 and 2212 cm–1 [15].
-1
In the investigated complexes, the bands observed in the region 3280–3428, 842–
863 and 700–720 cm–1 are attributed to OH stretching, rocking and wagging vibrations,
respectively due to the presence of water molecules [16-18]. The presence of hydrate
water was also established and supported by TG/DTA analysis of these complexes.
The coordination of an acetate group in all the complexes is indicated by the appearance
of two new bands in the regions 1660–1618 and 1326–1382 cm–1 assignable to υas(COO)
and υs(COO) modes, respectively. The value of ∆υ = υas(COO)-υs(COO) = 278–292 cm–1
suggests the unidentate coordination of the acetate group [19]. In the uranyl complex two
additional sharp bands are observed at 920 and 861 cm–1, which are assigned to υas(UO2)
and υs(UO2) modes, respectively. This observation suggests that the O=U=O moiety is
virtually linear in this complex [20].
All the metal complexes show broad to medium bands in the region 3550–3000 cm-1,
which are assignable to OH stretching vibrations due to the presence of free COOH
groups and/or due to the presence water molecules [21].
3.2. Electronic Spectra and Magnetic Studies
The measured magnetic moments for the synthesized metal complexes are given
in the Table 1. The electronic spectra of the metal complexes [CoL(H2O)3(AcO)2].
H2O, [NiL(H2O)3(AcO)2].3H2O, [CuL(H2O)(AcO)2].2H2O, [ZnL(H2O)3(AcO)2].3H2O,
[PbL(H2O)(AcO)2] and [UO2L(H2O)(AcO)2] were measured in DMF at room temperature,
and the wave lengths of maximum absorbance are reported in the experimental section.
All the metal complexes show an intense band at ca. 261–265 nm, which is assigned to
π → π* transitions of the benzene ring [22]. The band around 305–399 nm in the UV
visible spectra of the metal complexes is due to the n → π* transition of the nonbonding
electrons present on the nitrogen of the diazenyl group [23]. The spectra of all the metal
complexes show an intense band at ca. 400–460 nm, which can be assigned to charge
transfer transition.
32
Turan et al.
The electronic spectra of Co(II) complex showed two spin-allowed transitions at
612 nm and 460 nm assignable to 4T1g(F)→4A2g(F) and 4T1g(F)→4T1g(P) transitions,
respectively, that are in conformity with octahedral arrangements for Co(II) ion. The
magnetic moment of Co(II) complex is 4.88 B.M., which suggests the high spin six
coordinated octahedral arrangement of ligand molecules around the metal ion [24,25,13].
The electronic spectra of Ni(II) complex showed the bands at 680 nm 377 nm to
the 3A2g → 3T1g(F) and 3A2g → 3T1g(P) transitions, respectively, which suggests octahedral
geometry. The magnetic moment value (2.95 B.M.) is further confirmation [26,27].
The electronic spectra of Cu(II) complex showed two bands at 650 nm 400, 420 nm,
assignable to the transition 2B1g → 2E1g and 2B1g → 2A1g and intra-ligand charge transfer
bands. These data and the magnetic moment value of 1.72 B.M. suggest square-planar
geometry around Cu(II) [28].
The electronic spectra of UO2(II) displays three spectral bands at 265, 342 and 480
nm. These are assigned to π → π* and n → π* and 1∑g + 3πu transitions [29], respectively.
The last one of the transition is typical of the O=U=O symmetric stretching frequency of
the first excited state [13,30].
The spectral data of the Zn(II) complex indicates that it is an octahedral complex of
the type [ZnL(H2O)3(AcO)2].3H2O [31,32].
The Pb(II) and UO2(II) complexes were found to be diamagnetic as expected.
Table 1. Electronic spectral data of the ligand (L) and its complexes (nm) (in DMF)
and magnetic moments.
Compounds
μeff
(B.M.)
Wavelength in nm (ε)
Ligand (L)
C10H6N4O2
261-324 (4000-3913)
π → π*, n → π*
[CoL(H2O)3(AcO)2].H2O
312- 387(592, 1064)
π → π*
460 (1130)
4
T1g(F)→4T1g (P)
[NiL(H2O)3(AcO)2].3H2O
305 (627,)
π → π*, n → π*
377(263)
3
A2g → 3T1g(P)
[CuL(H2O)( AcO)2].2H2O
312-378(588,3263)
π → π*, n → π*
400, 420(3374, 3524)
2
B1 → 2A1
[ZnL(H2O)3(AcO)2].3H2O
370(934)
π → π*, n → π*
410-418 (897-372)
(Charge transfer
bands)
612 (42)
T1g(F)→4A2g (F)
4.88
687(29)
A2g → 3T1g(F)
2.95
626(99)
2
B1 → 2E
1.72
4
3
Dia
33
Turan ve ark.
[PbL(H2O)(AcO)2]
305, 362 (627, 2177)
π → π*, n → π*
[UO2L(H2O)(AcO)2]
304-399 (4000, 3957)
π → π*, n → π*
401, 420, 570 (1456,
1521, 24)
Dia
414-458(3957-4000)
Dia
ε = molar extinction coefficient (L mol-1 cm-1).
3.3. Thermal Study
The compounds were studied by thermogravimetric analysis (TGA) and differential
thermal analysis (DTA) to evaluate their thermal properties. The ligand is stable up to
70.00°C and its decomposition started at this temperature. The ligand shows five-step
weight loss. The loss of the CN and acetato groups and simultaneously in the first and
second steps between 72.00-380.50°C with one exothermic DTA peak at 331.25°C The
experimental mass loss of 47.69 % agrees well with the calculated mass loss of 47.62 %.
The thermal decomposition studies of Cu(II), Co(II), Ni(II) Pb(II), UO2(II) and
Zn(II) complexes show no appreciable change at about 50 °C when heated. The thermal
analytical data of the Cu(II) complex shows a 7.69% loss in weight (theor. 8.00%), Co(II)
complex shows a 3.08% loss in weight (theor. 3.89%), Ni(II) complex shows a 10.76%
loss in weight (theor. 10.83%) and Zn(II) complex shows a 10.76% loss in weight (theor.
10.68%) indicating the absence of hydration water molecules in these complexes [32].
In the decomposition process of the CoL(H2O)3(AcO)2].H2O complex, the mass
losses corresponded to three coordination water and two acetate groups leaving in the
second stage of the decomposition 36.93 % (theor. 37.17%). The DTA curve of the Co(II)
complex shows one exothermic peak at 270.60°C.
The thermogram of [PbL(H2O)(AcO)2] shows stability to 180.00°C, above which a
weight loss by 24.61% (theor. 24.41%) corresponds to removal of two acetate and one
water groups. The second stage ending at 300.10-450.00°C is assigned to the elimination
of CH-(CN)2 groups from the ligand accompanied by a weight loss of 10.77% (theor.
11.67%) [32]. The DTA curve of the Pb(II) complex shows three exothermic peak at
125,00 186.00 and 270.35°C. The exothermic peak is likely due to the remove of acetate
and CH-(CN)2.
The TGA curve of [CuL(H2O)(AcO)2].2H2O complex shows a first weight loss of due
to elimination of two hydration water molecule at 200°C. It shows a further weight loss
of 30.76% (theor. 30.22%) at 200-320.20°C corresponding to removal of two acetates
and one water molecule. The subsequent steps correspond to the removal of the organic
34
Turan et al.
part of the ligand.
The weight losses for UO2(II), Ni(II), and Zn(II) complexes were found to be
approximately the same, when expressed as the percentages calculated stoichiometrically
from their chemical formulas. The decomposition of the all of complex is irreversible.
Single crystals of the complexes could not be isolated from any solutions, thus no
definitive structure could be described. However, the analytical, spectroscopic and
magnetic data enable us to propose the possible structures.
Salmonella typhimurium CCM
583
Staphylococcus aureus ATCC
25923
Enterococcus faecalis ATCC
29212
Escherichia coli ATCC-25922
Chemicals
Bacteria
Table 2. Antibacterial activity
Zone Diameter (mm)
[CoL(H2O)3(AcO)2].H2O
0
0
0
0
[NiL(H2O)3(AcO)2].3H2O
0
0
10
0
[CuL(H2O)(AcO)2].2H2O
0
0
0
0
[ZnL(H2O)3(AcO)2].3H2O
0
0
11
0
[PbL(H2O)(AcO)2]
0
0
0
0
[UO2L(H2O)(AcO)2]
0
0
0
0
Ampicillin
16
22
32
26
35
Turan ve ark.
4. CONCLUSIONS
From the satisfactory analytical data, magnetic studies, thermal and various spectral
studies it is concluded that the metal: ligand stoichiometric ratio is 1:1 in all the
complexes. The overall spectral studies indicate that the ligand behaves in a monobasic
bidentate (O,N) manner. The proposed structures of the synthesized complexes are shown
in Figures 2 and 3. The Ni(II) and Zn(II) complex showed at middle level antibacterial
activity against the test bacterias while compare with ampicillin (10μg, Oxoid). But ligand
and other complexes did not exhibit antibacterial activity against the test bacterias. For
these reasons, ligand and other complexes may not be used to prepare new active agent.
The results are presented in Table 2.
References
[1]. Zollinger, H., Color Chemistry: Syntheses, Properties, and Applications of Organic
Dyes and Pigments, Weinheim, Wiley-VCH, 2003.
[2]. Groselj, U., Bevk, D., Jakse, R., Meden, A., Stanovnik, B., and Svete, J., Tetrahedron:
Asymmetr, 16, 2927-2945, 2005.
[3]. Ersanlı, C.C., Albayrak, Ç., Odabaşoğlu, M., Kazak, C., Erdönmez, A., Acta Cryst.,
60, 455-457, 2004.
[4]. Calino, S.C., Farris, R.E., Azo Dyes in Kirk-Olhmer Cnnci.se Erieydopaedia of
Chemical Technology, cdilcd by M. Grayson, New York, John Wiley and Sons, 1985.
[5]. Gregory, R., Ctylorunts for High Technology. Colour Chemistry: The Design and
Synthesis of Organic Dyes anti Pigments. Edited by A. T. Peters & H. S. Freeman,
London/New York, 1991.
[6]. Antonov, L., Kawauchi, S.M., Satoh, Komiyama, J., Dyes Pigments, 40, 163-170,
1999.
[7]. Nevin, T., Esin, K., Bayram, G., Naki, Ç., Hanifi, K., Fiber Polym., 13(4), 415-424,
2012.
[8]. Amer, A.M., El-Bermaui, M.A., Ahmed, A.F.S., Soliman, S.M., Monatsh. Chem.,
130, 1409-1418, 1999.
[9]. Jignesh, P.R., Purvesh, R.P., Nilesh, H.P., Pradip, S.P., Vasishta, D.B., Ketul, N.P.,
Int.l J. ChemTech Res., 1(3), 610-615, 2009.
[10]. Racane, L., Tralić-Kulenović, V., Karminski-Zamola, G., Fišer-Jakić, L., Monatsh
Chem., 126, 1375-1381, 1995.
[11]. Carubelli, C.R., Massabni, A.M.G., de A. Leite, S.R., J. Braz. Chem. Soc., 8, 597,
1997.
[12]. Sener, A., Kasimogullari, R., Sener, M.K., Genc, H., Chem. Heterocycl. Comp.,
40(8), 1039-1046, 2004.
[13]. Maurya, R.C., Patel, P., Rajput, S., Synth. React. Inorg. Met-Org. Chem., 33(5),
36
Turan et al.
801–816, 2003.
[14]. Raman, N., Dhaveethu Raja, J., Sakthivel, A., J. Chem. Sci., 119(4), 303-310, 2007.
[15]. Lv, Q-Y., Lei, W-J., Liu, Y-L., Zhan, S-Z., Ye, J-S., Polyhedron, 29, 2780-2786,
2010.
[16]. Masoud, M.S., Amira, M.F., Ramadan, A.M. and El-Ashry, G.M., Spectrochim.
Acta A., 69(1), 230, 2008.
[17]. Mohamed, G.G., Sharaby, C.M., Spectrochim. Acta Part A: Mol Biomol Spectros.,
65(4-5), 949, 2007.
[18]. Hu, F., Yın, X., Lu, J., Mi, Y., Zhuang, J., Luo, W.J., Coord. Chem., 63(2), 263,
2010.
[19]. Nakamoto, K., Infrared Spectra of Inorganic and Coordination Compounds, Wiley
Interscience, New York, pp. 232, 1970.
[20]. Maurya, R.C., Jayaswal, M.N., Verma, R., Synth. React. Inorg. Met.-Org. Chem.,
28, 1265-1281, 1998.
[21]. Dey, K., Bhowmick, R., Biswas, S., Koner, D., Synth. React. Inorg. Met-Org. NanMet. Chem., 35, 285-294, 2005.
[22]. Jouad, E.M., Riou, A., Allain, M., Khan, M.A., Bouet, G.M., Polyhedron, 20, 67,
2001.
[23]. Tuncel, M., Serin, S., Synth. React. Inorg. Met-Org. Nan-Met. Chem., 35, 203-212,
2005.
[24]. Lever, A.B.P., Inorganic Electronic Spectroscopy, 2nd Ed., Elsevier, New York,
1968, pp. 256-265.
[25]. Turan, N., Ergin, Z., Şekerci, M., J. Chem. Soc. Pakistan., 32(5), 630-637, 2010.
[26]. Sönmez, M., Levent, A., Şekerci, M., Russian J. Coord. Chem., 30, 655-659, 2004.
[27]. Sırinivassan, R., Sougandi, I., Venkatesan, R., Sanbasiva, P., Pıroc Indian Acat. Sci.
Chem., 115, 91, 2003.
[28]. Abu-El-Wafa, S.M., El-Wakiel, N.A., Issa, R.M., Mansour, R.A., J. Coord. Chem.,
58(8), 683-694, 2005.
[29]. Chandra, R., Synth. React. Inorg. Met.-Org. Chem., 20, 645-659, 1990.
[30]. Maurya, R.C., Maurya, M.R., Rev. Inorg. Chem., 15, 1-107, 1995.
[31]. Chandraleka, S., Chandramohan, G., Saha, S., Dhanasekaran, D., Panneerselvam,
A., Chandraleka S., et al, Drug Invention Today, 2(1), 8-12, 2010.
[32]. Turan, N., Sekerci, M., Heteroatom Chem., 21, 14-23, 2010.
37
Salih Özer, Fikret Sönmez
ISSN:2147-7930
Cilt/Volume:1
Sayı/ Issue:1
Haziran/June: 2013
TÜRKİYE’DE ELEKTRİK ENERJİ DEPOLANMASINA
ALTERNATİF ÇÖZÜM ÖNERİLERİ
THE ALTERNATIVE SOLUTION PROPOSALS
FOR THE NEED OF ENERGY IN TURKEY
Salih ÖZER*1, Fikret SÖNMEZ2
1
Muş Alparslan Üniversitesi, Meslek Yüksek Okulu, Otomotiv Programı, 49100, Muş
2
Muş Teknik ve Endüstri Meslek Lisesi, 49100, Muş
Özet
Dünya var oldukça insanoğlu enerjiye muhtaç olacaktır. Halen günümüzde kullanılan enerjinin birçok
formu mevcuttur. Dünya üzerinde en çok kullanılan ve elektronik araçların çalıştırılmasında kullanılan
enerji biçimi ise elektrik enerjisidir. Elektrik enerjisi doğada var olan birçok malzeme gibi üretildikten
sonra taşınabilen bir materyal değildir. Elektrik enerjisinin üretildikten sonra depolanmasıya da hemen
kullanılması gereklidir. Enerjinin depolanmasında en çok kullanılan yöntem kimyasal kökenli pillerle
yapılmaktadır. Fakat bu yöntemle dahi küçük çaplı elektrik enerjisi depolanabilmektedir. Bu nedenle
elektrik enerjisinin düzenli olarak üretiminin yapılabilmesi ve kullanılması için başka depolama
yöntemleri kullanılmaktadır. Bu çalışma o yöntemler hakkında bilgi vermekte ve ülkemiz açısından en
iyi elektrik enerjisi depolama yöntemini tartışmaktadır.
Anahtar Sözcükler: Elektrik Enerjisi, Elektrik Enerjisi Depolama
Abstract
As long as there are human-beings on the world, the need of energy will also exist. Energy still used
today, has many forms. The most widely used form of energy in the world is electric power used in
electric tools. Electric energy is not a transported material after generated that exist in nature such
as many materials. Electrical energy must be stored or used immediately after production. The most
widely used method of energy storage is chemical-based batteries. However, even with this method,
small-scale energy can be stored. Therefore, other storage methods are being used to produce and use
electrical energy regularly. This study provides information about these methods and discusses the best
method of electrical energy storage for our country.
Keywords: Electric Energy, Electric Energy Storage
*1 Sorumlu Yazar/Corresponding author: Salih ÖZER, Muş Alparslan Üniversitesi, Meslek Yüksek Okulu, Otomotiv
Programı, 49100, Muş, Tel: 00904362494949, [email protected]
39
F, Sönmez. ve S, Özer.
GİRİŞ
Teknolojik araçların hayatımıza girmesi ile birlikte insanlık kolaya alışmış ve teknolojik
araçlar insanoğlu için giderek vazgeçilmez olmuştur. Fakat teknolojik araçlar insanoğlunu
bir çıkmaza sürüklemektedir. Bu çıkmaz teknolojik araçların enerji ihtiyacıdır. Enerji
birçok değişik formda olabilen bir sistemin yâda aracın iş yapabilme gücüdür [1, 2]. Evde
kullandığımız beyaz eşyalar (TV, çamaşır makinesi, bulaşık makinesi vb.), aydınlatma
için kullanılan lambalar ve hatta son dönemlerde ulaşımda kullanılan elektrikli taşıtlar,
hepsi elektrik enerjisine ihtiyaç duymaktadır. Özellikle elektrik enerjisi ülkemizde
birçok farklı kaynaktan üretilebilmektedir [3]. Ülkemizde başta hidroelektrik santralleri
olmak üzere, jeotermal, termik ve biokütle kaynaklı elektrik üreten büyük çaplı elektrik
enerjisi santralleri mevcuttur. Özellikle son yıllarda rüzgar ve güneş enerjisi sistemlerinde
elektrik enerjisi üretiminde kullanılması ile birlikte alternatif enerji kaynaklarını kullanan
elektrik enerjisi santralleri hızla artış göstermektedir. Bu tür yatırımlar elektrikte dışa
bağımlılığı azaltıyor ve zararlı gazların oluşmasında azaltıcı etken olsa da en büyük
problem elektrik enerjisinin depolanmasıdır. Alternatif enerji kaynakları ile elektrik
enerjisi üretmek çevresel faktörlerin sadece bir ayağıdır. Elektrik enerjisinde bir diğer
problemse elektrik üretiminde kullanılan fosil yakıtların çevreye verdiği zararlardır [13]. Giderek artan karbondioksit (CO2) salınımı ile dünya hızla kirlenmekte ve ısınma ile
karşı karşıya kalmaktadır [4, 5]. Bu nedenle üretilen elektrik enerjisinden son haddine
kadar kullanmak giderek önemini artırmaktadır. Türkiye’de enerji üretiminin sağlandığı
mekanizmalar Tablo 1’de verilmektedir.
Tablo 1. Türkiye’de enerji üretim kaynakları [1-5].
Kaynak
Potansiyel
Linyit
11.4 milyar ton
Taşkömürü
1.3 milyar ton
Asfaltit
77.0 milyon ton
Ham Petrol
42.0 milyon ton
Bitümler
18.5 milyon ton
Hidrolik
129.4 milyarkWh/yıl
Doğalgaz
7.0 milyar m3
Rüzgar
48,000 MW
Jeotermal
32,010 MWt/yıl (510 MW’ı elektrik üretimine elverişli)
Biyokütle
8.6 Mtep
Güneş Enerjisi
32.6 Mtep
Doğal Uranyum
9,129 ton
40
F, Sönmez. and S, Özer.
Elektrik enerjisinin çeşitli depolama yöntemleri mevcuttur. En bilindik yöntem pillerdir
[4, 5]. Piller evlerimizde kullandığımız kimyasal enerji depolama sistemleridir. Pillerin
büyükleri ise akülerdir. Aküler de motorlu araçlarda ve güç kaynaklarında kullanılmakta
olan kimyasal enerji depolama sistemlerinden birisidir. Kimyasal depolama yöntemleri
basit olmasına karşın verim açısından düşük ve ilk oluşum maliyetleri yüksektir. Fakat
asıl problem çevreye verilen zarardır. Piller uzun yıllar toprakta çözülmemekte ve 100
metre çapında bitki yetiştirilmesine engel teşkil etmektedirler [5]. Bu nedenle yeni enerji
depolama sistemlerinin kullanılması ve teşvik edilmesi önemlidir. Özellikle büyük
santrallerde üretilen büyük çaplı enerjinin depolanması önemli bir sorundur. Büyük
santraller depolamak yerine yerinde tüketim yöntemini kullanmaktadırlar. Bu kontrol
yöntemine puantaj sistemi denilmektedir. Puantaj sistemi ile elektrik tüketimi kontrol
altına alınmış ve tüketimde zamanlama kontrolü yapılmıştır. Her ne kadar puantaj sistemi
dengeli elektrik üretimini kontrol ediyor olsa da yeterli değildir.
Ülkemizde de puantaj sistemine Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı 8 Aralık 2011
tarihinden itibaren uygulamaya koyduğu kararı ile zorunlu hale getirilmiştir. Puantaj
sistemi ile Türkiye’de elektrik tüketimi 3 bölümde ücretlendirilmektedir. Tablo 2 ve Tablo
3 ücretlendirme tarifesi hakkında bilgi vermektedir [4, 6, 7].
Tablo 2. Ülkemizde uygulanan puantaj sistemi saatleri [4, 6, 7].
Tarife
Saat aralığı
Açıklama
Gündüz
(06:00-17:00)
Elektrik Enerjisinin ortalama olarak tüketildiği saatler
Puant
(17:00-22:00)
Elektrik Enerjisinin en fazla tüketildiği saatler
Gece
(22:00-06:00)
Elektrik Enerjisinin en az tüketildiği saatler
Tablo 3. Puantajda sayaç tarifesi ücreti [4, 6, 7].
Zaman Tipi
Kısaltma
Elektrik Tüketimi
Ücret
Gündüz Zaman Aralığı
(T1)
1 kilowatt saat
15,708 kuruş
Puant Zaman Aralığı
(T2)
1 kilowatt saat
28,029 kuruş
Gece Zaman Aralığı (T3)
1 kilowatt saat
6,824 kuruş
Puantaj sistemi ülkemiz için elektrik tüketiminde olumlu sonuçlar vermiş olsa
da yeterli olamamıştır. Ülkemiz büyüyen bir nüfus ve ekonomiye sahiptir. Ülkelerin
ekonomik olarak büyüyebilmeleri sanayide kullanılan alt yapıya ve elektrik enerjisinin
sanayiye ulaştırabilmesine bağlıdır. Bu nedenle ülkemizde 2000 yıllarının başından beri
yurt dışından hızla elektrik enerjisi transferi yapılmaya başlanmıştır. Fakat bu ülkeleri
dışa bağımlı yapmakta ve siyasi olarak zayıflatmaktadır. Bu nedenle ülkemizdeki tüm
41
enerji potansiyellerinin son aşamaya kadar değerlendirilmesi gerekmektedir. Bunun yolu
da enerjiyi depolamak ve en verimli şekilde kullanmaktan geçmektedir.
Bu nedenle dünya üzerinde farklı elektrik enerjisi depolama yöntemleri ortaya
çıkmıştır. Bunlardan dünya üzerinde en çok kullanılanları;
•Isı Depolama
•Su Depolama
•Atalet Depolama
•Sıkıştırılmış Hava Depolama
•Hidrojen Gazı Depolama
Şekil 1’de dünya üzerinde kullanılan enerji depolama sistemlerinin kullanılma oranları
verilmektedir. Şimdi bu sistemler teker teker açıklanacaktır.
Şekil 1. Enerji depolama sistemlerinin dünya üzerinde kullanılma oranları [8, 9, 11, 12].
Isıl Depolama
Isıl depolama elektrik enerjisinin en az ihtiyaç duyulduğu zamanlarda enerjinin ısıtma
yolu ile kullanılması ve ısıl depolama yoluyla depolanması mantığına göre çalışmaktadır.
Isıl depolama birçok şekillerde olabilir. Bunlar su ısıtma, çakıl taşı ısıtma ya da izolasyonu
sağlanmış bir sistemin ısıtılması şeklindedir. Elde edilen ısı izolasyonu sağlanmış
sistemler ile depolanarak daha sonra ısıl enerjisinden yararlanılarak enerji dönüşümü
42
sağlanabilir. Bu gibi sistemlerin ilk kurulum maliyetleri yüksek olmasına karşın düzgün
yalıtım malzemeleri ile verimleri yükseltilebilmektedir [13, 14, 18, 20, 21].
Su Pompalama
Ülkemiz için uygun bir enerji depolama yöntemi olan bu sistemler henüz ülkemizde
kurulmamıştır. Bu tür sistemlerin farklı tipleri mevcuttur. En çok rastlananı deniz
kenarlarına kurulan sistemlerdir. Enerjiye talebin az olduğu zamanlarda deniz suyu
yüksek dağ tepesine pompalanarak bir enerji potansiyeli elde edilmektedir. Böylelikle
tekrar döngüye katılan su iyi bir enerji dönüşümü sağlamaktadır. Deniz kenarlarına
kurulan bu sistemlerin en büyük problemi zamanla deniz tuzunun birikmesi ve sistemin
su tutma kapasitesinin azalmasıdır. Fakat diğer sistem olan suyun dağlardan aşırılması
deniz suyunun pompalanması mantığına göre daha az bakım maliyeti gerektirmektedir.
Bu sistemlerin enerji verimliliği %70-85 arasında değişmekle beraber ülkemiz için
önemli bir enerji depolama kaynağı olarak öngörülmektedir. Halen hazırda bu sistemleri
kullanan Avrupa ülkelerinden Almanya, Norveç ve İsviçre bu sistem sayesinde önemli bir
enerji depolama sistemi elde etmiştir. Şekil 2’de bu sisteme ait bir fotoğraf görülmektedir
[15, 16].
Şekil 2. Su pompalama sistemi [13].
Son dönemde bu konuda ülkemizde Yahyalı (Kayseri) Hibrit Projesi ile bu konuda
yatırım başlamıştır. Bu yatırım ile Rüzgar enerjisi santrallarından elde edilen enerji
43
kısa zaman aralıklarında büyük farklılıklar gösterebilmesi sorunu aşılmaya çalışılması
planlaması ile rüzgar enerjisinin dalgalı yapısının düzenlenerek sisteme belli bir aralıkta
garanti edilebilir sabit güç verilmesi amaçlanmıştır [13, 23, 24, 25].
Atalet Depolama
Depolamada bir diğer yöntem ise atalet momentinin kullanıldığı sistemlerdir. Bu
yöntemi hemen hemen herkes her gün araçlarında kullanmaktadırlar. Bunun en güzel
örneğini yokuş yukarıya aracımız ile çıktığımızda aşağıya iniş sırasında vitesi boşa
almak ile açıklayabiliriz. Her geçen gün malzeme bilimindeki hızlı gelişmeler ile süper
sürtünmez malzemeler üretilmekte ve bunlar her yönü ile hayatımıza girmektedir. Bu
gibi sürtünmenin az olduğu malzemeler ile yapılan bir sisteme verilen hareket alınarak
elektriğin depolanabileceği prensibi uzunca bir süre kullanılmıştır. Genel olarak karma
malzemelerden ( metal + polyester + reçine ) üretilen sistem ile yüksek devirlere çıkılabilmiş
olsa da bunun dezavantajları da mevcuttur. Bu sistemlerin enerji depolama olanakları
sınırlı kalmıştır. Çünkü belli bir dönme hızının ötesinde volan parçalanabilmektedir. Şekil
3’de bu sistemin genel yapısı görülmektedir [20, 21, 22].
Şekil 3. Ataletle enerji depolama sistemi [16, 17, 20-23].
Sıkıştırılmış Hava Depolama (CAES)
Bu yöntem komplike bir çalışma gerektirmektedir. Bu depolama türünde elektrik
enerjisi ile çalışan bir kompresör yardımı ile hava bir depoya veya kemerli bir yeraltı
44
odasına basılır. Yüksek basınç ile basılan bu hava daha sonra bir turbodan geçilerek
mekanik bir enerji sistemine güç verir. Bu sistemdeki amaç;
1. Elektrik kullanımının ve maliyetinin düşük olduğu kısmi yoğun zamanlarda,
geceleri, elektrik enerjisi fazlasını kompresörü tahrik eden motoru çalıştırmada kullanarak
kompresör için harcanan elektrik maliyetini düşürmek,
2. Daha sonra bu maliyeti düşük enerjinin sağladığı sıkışmış havayı enerjiye ihtiyaç
duyulduğu tam yoğun zamanlarda, gündüzleri, mağaradan çekip türbin öncesi yanma
odasında bir miktar yakıt ile yakıp türbinde genişletme sonucu türbine bağlı üreteci tahrik
ederek enerji üretip enerji açığını karşılamaktır [24, 25].
Şekil 5. Sıkıştırılmış hava depolama sistemi [24, 25].
Hidrojen Depolama
Hidrojen, enerji kaynakları tarafından üretilen enerjinin suyun elektroliz edilmesi
ile elde edilir. Hidrojen daha sonra sıkıştırılır ve silindirlere veya düşük basınçta
gaz tutucularda depolanarak ısıtma, yemek pişirme veya bir motoru çalıştırmakta
kullanılabilir. Diğer bir yol, sıkıştırıldıktan sonra gerektiğinde kimyasal enerjiyi elektrik
enerjisine doğrudan dönüştüren yakıt hücrelerine hidrojen vermektir [5, 21, 22, 23].
TARTIŞMA VE SONUÇ
Enerji Depolama Sistemlerinin Karşılaştırılması:
Enerji depolama sistemleri birbirinden mekanik ve malzeme olarak farklı sistemlerdir.
Her bir sistemin kurulumu, maliyeti ve bakımı farklıdır. Bu sistemlerin birbirine göre
45
avantaj ve dezavantajları mevcuttur. Tablo 2’de bu farklılıklar açıkça ifade edilmektedir.
Tablo 2. Enerji depolama sistemlerinin karşılaştırılması [11-14, 20-25].
Türkiye Açısından Enerji Depolama Sistemlerinin Karşılaştırılması:
Ülkemiz son 10 yılda gerek sanayi gerekse ekonomik olarak büyüme aşamasındadır.
Hızla artan nüfus ve sanayi yeni enerji darboğazını getirmektedir. Bu nedenle her yıl
elektrik enerjisinde dışa bağımlılığı azaltacak önlemler alınsa da yeterli olmadığı
gözle görülür şekilde açıktır. Bu nedenle elektrik enerjisinde dışa bağımlılığı azaltacak
yöntemlerden biriside gece ve gündüz aralıksız olarak tüm elektrik enerjisi üreten
46
sistemlerimizden yararlanarak gece ürettiğimiz elektrik fazlasını depolamak ve gündüz
vakitlerinde bunu kullanmaktadır.
Ülkemizde kurulabilirlik ve yönetim açısından en iyi sistemlerde su depolama ve
hava depolama sistemleridir. Bu iki sistem için ülkemizin coğrafi konumu ve kaynakları
yeterlidir. Özellikle 3 tarafı denizle çevrili ülkemizde deniz kenarlarında kurulacak
tesisler ile elektrik enerjisi kolaylıkla depolanabilir ve ülkemizin her köşesine rahatlıkla
taşınabilir.
KAYNAKÇA
[1]. Acaroğlu, M., Yenilenebilir enerji kaynakları, Nobel Yayınevi, Ankara 2007.
[2]. Akova, İ., Yenilenebilir enerji kaynakları, Nobel Yayınevi, Ankara 2008.
[3]. Avcıoğlu, O.A., Tarımsal kökenli yenilenebilir enerjiler-biyoyakıtlar. Nobel
Yayınevi, Ankara 2011.
[4]. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Genel Müdürlüğü 2012, http://www.eie.gov.tr/
index.html, (Erişim Tarihi: 18.10.2012).
[5]. Erdener, H., Erkan, S., Eroğlu, E., Gür, N., Şengül, E., Baç, N., Sürdürülebilir Enerji
ve Hidrojen, ODTÜ Yayıncılık, Ankara 2010.
[6]. Anonim, Enerji ve Petrol Politikaları, Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığı, Ankara
2010.
[7]. Anonim, Elektrik Üretim Sektör Raporu, Elektrik Üretim Anonim Şirketi, Ankara
2011.
[8]. Dünya Elektrik Depolama Derneği, 2012. http://www.electricitystorage.org, (Erişim
Tarihi: 22.10. 2012).
[9]. Nix, K., Referenced in Electric Power Research Institute workshop on electricity
storage, National Power PLC, 1995.
[10].İbrahim, H., Ilincaa, A., Perron, J., “Energy storage systems-Characteristics and
Comparisons” Renewable and Sustainable Energy Reviews 12, 1221–1250, 2008.
[11].Hadjipaschalis, I., Poullikkas, A., Efthimiou, V., “Overview of current and future
energy storage Technologies for electric power applications” Renewable and
Sustainable Energy Reviews 13 1513–1522, 2009.
[12].Dursun, B., Alboyaci, B., “The contribution of wind-hydropumped storage systems
in meeting Turkey’selectric energy demand”, Renewable and Sustainable Energy
Reviews 14, 1979–1988, 2010.
[13].Yahyalı (Kayseri) Hibrit Projesi-Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü Proje Dairesi
47
Başkanlığı, 2012.
[14].Anonim, 2012. http://www.beaconpower.com/
[15].Aydın, A.O., Ard soğutucu ve Rejeneratörün Huntorf Sıkıştırılmış Havalı Enerji
Depolama Tesisi Üzerine Etkileri, Yüksek Lisans Tezi - Kocaeli Üniversitesi, 2009.
[16].Najjar, Yousef S.H.; Zaamout, Mahmoud S., Performanceanalysis of
compressedairenergystorage (CAES) plantfordryregions, Energy Conversion and
Management, 39, 1503-1511, 1998..
[17].Greenblatt, Jeffery B., Succar, Samir., Denkenberger, David C., Williams, Robert
H., Socolow, Robert H., Baseloadwindenergy: modeling the competition between
gasturbines and compressedair energy storage for supplemental generation,
EnergyPolicy, 35, 1474-1492, Issue: 3, 2007.
[18].Erdinç, O., Uzunoğlu, M., Vural, B., “Hibrit Alternatif Enerji Sistemlerinde
Kullanılan Enerji Depolama Üniteleri”,
Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar
Sempozyumu TMMOB 2011
[19].Swider, D.J., Compressedair energy storage in an electricity system with significant
wind power generation. IEEE Trans EnergyConvers, 22(1):95–102, 2007.
[20].Lund, H., Münster, E., Modelling of energy systems with a highpercentage of CHP
andwindpower. RenewEnergy, 28(14), 2179–9, 2003.
[21].Lund, H., Energy plan advanced energy system analysis model. Denmark: Aalborg
University; 2007. <www.energyPLAN.eu>.
[22].Lund, H., Münster, E., Management of surpluselectricity-productionfrom a
fluctuatingrenewable-energysource. ApplEnergy, 76(1–3), 65–74, 2003.
[23].Lund, H., Renewable energy strategies for sustainable development. Energy, 32(6),
912–9, 2007.
[24].Lund, H., Salgi, G., Elmegaard, B., Andersen, AN., Optimal operationstrategies of
compressedairenergystorage (CAES) on electricity spot markets with fluctuating
prices. ApplThermEng, 29(59), 799–806, 2009.
[25].Crotogino, K., Mohmeyer, K., Scharf, R., Huntoft CAES/more than 20 years of
successful operation. SMRI Spring meeting, 2001.
48
Göz
ISSN:2147-7930
Cilt/Volume:1
Sayı/ Issue:1
Haziran/June: 2013
TÜRKİYE’NİN FARKLI BÖLGELERİNDEKİ İKİ
İLDE FARKLI SOSYOEKONOMİK DÜZEYE SAHİP
ÇOCUKLARDA Enterobius Vermicularis’in DAĞILIMI
DISTRIBUTION OF Enterobius vermicularis IN CHILDREN
WITH DIFFERENT SOCIAL-ECONOMIC STATUS IN TWO
CITIES IN DIFFERENT REGIONS OF TURKEY
Yaşar GÖZ1, Hanifi KÖRKOCA1, Yalçın DİCLE1*, Selami ÖZGEN2
1
Muş Alparslan Üniversitesi Sağlık Yüksekokulu, Hemşirelik Bölümü, 49100, Muş.
2
Muş Alparslan Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü, 49100, Muş.
Özet
Bu çalışmada İstanbul ilinin Esenyurt ilçesinin ve Diyarbakır ilinin Kulp ilçesinin birer mahallelerinde
selofan-bant tekniği kullanılarak Enterobius vemicularis yaygınlığının belirlenmesi amaçlanmıştır.
Toplam 100 örnek toplanmış ve örneklerin %16’sında Enterobius vermicularis yumurtasına
rastlanılmıştır. Enterobius vermicularis dağılımına etki eden faktörler hakkında bilgi edinmek için
selofan-bant örnekleri alınan çocukların sosyo-ekonomik durumlarını, cinsiyet ve yaşlarını araştıran
bir anket formu hazırlanmıştır. Cinsiyete bağlı Enterobius vermicularis dağılımında belirgin bir fark
görülmemiş, ekonomik yönden gelir düzeyi düşük olan ailelerin çocuklarında E.vermicularis görülme
sıklığı yüksek bulunmuştur. Sosyo-ekonomik düzeyi ile anlamlı bir ilişki bulunmuştur. 5-10 yaş arası
çocukların değerlendirmeye alındığı bu çalışmada, yaş grupları arasında anlamlı bir fark görülmemiştir.
Anahtar Kelimeler: Enterobius vermicularis, Selofan-bant, çocuk, sosyo-ekonomik durum.
Abstract
In this study, it was aimed to determine the extensity of Enterobius vermicularis by using cellophane
bant method in the district of Esenyurt in İstanbul and in the district of Kulp in Diyarbakır. In total, 100
specimens were gathered and in 16% of these specimens Enterobius vermicularis egg was encountered.
A questionnaire form researching social economic situation, gender and age of the children from
whom the specimens of cellophane band were taken to get information about the factors affecting
Enterobius Vermivularis dispersion was prepared. No differences were observed in the dispersion of
gender-related Enterobius vermicularis and an increase was observed in prevalence of E. Vermicularis
in children of low-income families. A meaningful relation was found with the socio economic level. A
significant difference wasn’t observed between age groups in this study in which the children between
5 and 10 were evaluated.
Keywords: Enterobius vermicularis, cellophane-tape, children, socio-economic status.
1
*Sorumlu Yazar/Corresponding author: Yalçın DİCLE, Muş Alparslan Üniversitesi, Sağlık Yüksekokulu,
49
Göz ve ark.
1. GİRİŞ
Dünyada yaklaşık 2 milyar insanı enfekte ettiği düşünülen bağırsak parazitlerinin
ekonomik, tıbbi ve teknolojik gelişmelere karşın, artan nüfusa paralel olarak yarım
yüzyıldan beri fazla değişmediği, bazı endemik ülkelerde enfeksiyon oranının %90’lara
vardığı bildirilmektedir [1,2,3]. Toplumlardaki görülme sıklığı sosyal, kültürel,
ekolojik ve hijyenik farklılıklara bağlı olarak değişen bağırsak parazit enfeksiyonları,
özellikle gelişmekte olan ülkeleri etkileyen önemli bir sağlık sorunudur [1,2]. Bağırsak
parazitlerinden ileri gelen enfeksiyonlar dünyada ve ülkemizde enfeksiyon hastalıkları
arasında ilk sırayı almaktadır [4]. Ülkemizin hemen her yöresinde yapılan çalışmalarda
bölgelere göre dağılım gösteren bağırsak paraziti oranı %10 ile %96 arasında değişim
göstermektedir [1,3,5]. Sosyoekonomik ve eğitim düzeyi düşük, gecekondu yerleşimi
fazla, temiz içme suyu, kanalizasyon gibi alt yapı olanakları yeterli olmayan ve sağlıksız
koşullarda yaşayan toplumlarda bağırsak parazitleri daha sık görülmektedir [2,6]. Yapılan
araştırmalara göre bağırsak parazitleri daha çok çocukluk yaş gruplarında görülmekte ve
özellikle çocuklarda beslenme bozuklukları, bedensel ve zihinsel gelişme bozuklukları;
malnutrisyon, malabsorbsiyon, davranış bozuklukları ve çevreye uyum sorunları
yaratmaktadır [1,4,7,8]. Enterobius vermicularis (L, 1758, Leach, 1853), insanda
çekum lümenine ve appendikse yerleşen Nematoda şubesinde kozmopolit bir parazittir.
Erkekleri 3-5 mm; dişileri ise 9-12 mm uzunluğundadır. Halk arasında kılkurdu olarak
da isimlendirilen Enterobiyaz (Oxyuriasis) hastalığının etmenidir [1]. Tüm dünyada 500
milyon civarında kişinin bu parazitle enfekte olduğu tahmin edilmektedir [9]. Daha çok
okul öncesi ve okul çocuklarında ve ılıman iklimlerde görülen enterobiazis’in dünyada
görülme sıklığı %2-42 arasında değişmektedir [2].
2. MATERYAL VE METOT
Bu çalışma 2013 yılı şubat ayında ülkemizin farklı bölgelerinde bulunan iki ilden
alınan örneklerle gerçekleştirilmiştir. Örnekler İstanbul ili Esenyurt ilçesinin bir mahallesi
ile Diyarbakır ili Kulp ilçesinin bir mahallesinden alınmıştır. Bu çalışma 5-10 yaş
aralığında toplam 100 çocuk arasında gerçekleştirilmiştir. Örneklerin %60 Diyarbakır’ın
kulp ilçesinde, %40 ise İstanbul’un Esenyurt ilçesinden alınmıştır. Çalışması yapılacak
olan mahallelerin seçiminde sosyo-ekonomik durum bölgesel farklılıkları göz önünde
bulundurulmuştur. Mahallelerden birincisi Esenyurt ilçesine bağlı sosyo-ekonomik
durumu normal olan bir bölgeden seçilirken, diğeri Kulp ilçesine bağlı bir gecekondu
mahallesinden seçilmiştir. Örnek alınmadan önce aileler paraziter hastalık ve selofanbant yöntemi bakımından bilgilendirilmiştir. Üzerine selofan-bant yapıştırılmış lamlarla
birlikte ailelerin sosyo-ekonomik durumları hakkında bilgi edinmek için hazırlanan
anket formları kilitli plastik poşetlere konularak ailelere teslim edilmiştir. Poşetler
üzerine öğrenci künyesi yazılmıştır. Örnek alınırken çocuk sabah tuvalete gitmeden önce
selofan-bant’ın anal bölgeye yapıştırılıp kaldırılması ve tekrar lam üzerine yapıştırılması
önerilmiştir. Ailelerden teslim alınan preparatlar Muş Alparslan Üniversitesi Biyoloji
50
Göz et al.
Bölümü Mikrobiyoloji Laboratuvarında 10X ve 40X büyütmede ışık mikroskobunda
incelenmiştir.
3. BULGULAR
Yapılan çalışmada İstanbul’un Esenyurt ilçesinde 40, Diyarbakır’ın Kulp ilçesinden
ise 60 olmak üzere toplam 100 selofan-bant örneği Enterobius vermicularis yönünden
incelenmiştir. Yapılan çalışmada 6’sı kız çocuğuna ait, 10 ’u erkek çocuğa ait olmak üzere
toplam 16 örnekte (%16) E. vermicularis yumurtası saptanmış, 84 örnekte (%84) ise E.
vermicularis yumurtasına rastlanmamıştır.
İki ilde rastlanan E. vermicularis bulguları karşılaştırıldığında parazitin prevalansı
İstanbulda %7,5 (3 çocuk), Diyarbakır’da ise %21,7 (13 çocuk) olarak tespit edilmiştir.
(Tablo 1)
Tablo 1. İki ildeki çocuklarda E.vermicularis dağılımı.
İSTANBUL
N:(40)
DİYARBAKIR
N:(60)
Toplam
Pozitif
Negatif
Pozitif
Negatif
Pozitif
Negatif
Kız
2
13
4
23
6
36
Erkek
1
24
9
24
10
48
Toplam
3
37
13
47
16
84
%
7,50%
84,50%
21,60%
78,40%
16%
84%
E. vermicularis yönünden incelenen toplam çocukların 58’i erkek (%58), 42’si kız
(%42) olup yaşları 5 ile 10 arasında değişmektedir. Enfekte kız öğrenci sayısı 6 (%14,2)
erkek öğrenci sayısı ise 10 (%17,2) olarak tespit edilmiştir. (Tablo 2)
Tablo 2. İncelenen örneklerde E.vermicularis’in cinsiyete bağlı dağılımı.
Cinsiyet
Sayı
Pozitif
Negatif
Kız
42
6
36
Erkek
58
10
48
Kız %
42%
14,20%
85,80%
Erkek%
58%
17,20%
82,80%
Enfekte olan çocukların %81,2’si Diyarbakır’ın Kulp ilçesine bağlı gecekondu
mahallesinde oturan sosyo-ekonomik durumu düşük ailelerin çocuklarıdır. (Şekil 1)
51
Göz ve ark.
100
81,25
90
Enfekte Öğrenci Oranı(%)
80
70
60
İSTANBUL
50
DİYARBAKIR
40
30
18,75
20
10
0
Şekil 1. Sosyo-ekonomik durum.
Yapılan araştırma 5 ila 10 yaş aralığında gerçekleşmiştir. 5-6 yaş grubunda incelenen
48 çocuktan 8’inde (%16,6), 7-8 yaş grubunda incelenen 37 çocuktan 6’sında (%16,2),
9-10 yaş grubunda incelenen 15 çocuktan 2’sinde (%13,3) E. vermicularis tespit edilmiştir.
Parazit prevalansının 6-7 ve 7-8 yaş grubunda daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.
52
Göz et al.
Çocukların aileleri öğrenim düzeylerine göre incelendiğinde; E. vermicularis saptanan
çocukların annelerinin %39’unun, babalarının ise %45’inin ilkokul mezunu olduğu
görülmüştür. Anne ve babaların öğrenim düzeyleriyle enfekte çocuk sayıları arasındaki
ilişki Şekil 2 ve 3’de gösterilmiştir.
Parazit tanısı konulmuş çocukların velilerinden alının gözlem değerlendirilmesi
sonucunda çocuklarda en sık rastlanılan klinik belirti karın ağrısı perianal kaşıntı ve kilo
alamama olmuştur. Değerlendirme sonucunda 3 çocukta belirtiye rastlanılmamıştır.
Şekil 4. Klinik belirtiler.
53
Göz ve ark.
4. TARTIŞMA VE SONUÇ
Gelişmekte olan ülkeler arasında yer alan Türkiye’de, bağırsak parazitozları halen
en sık görülen hastalıklar arasında yer almaktadır. Bağırsak parazitozları toplumun
sosyo-ekonomik durumu, bölgenin coğrafik yapısı, altyapı özellikleri, iklimi, gelenek ve
görenekleri, kitlesel hijyene verilen önem gibi özelliklere bağlı olarak değişik dağılım
göstermektedir [10]. Ülkenin coğrafik konumu, sosyokültürel yapısı ve beslenme şekli
bağırsak parazitlerinin yaygınlığını etkilemektedir [1,11]. Ülkemizde bağırsak parazitleri
özellikle çocuk yetiştirme yurdu, kreş, anaokulu ve okullarda çok sık görülmektedir.
Toplu yaşam yerlerinde parazit oranının yüksekliği ise hijyen kurallarının tam olarak
uygulanamamasına bağlanmaktadır [7].
Türkiye’nin değişik bölgelerinde ilkokul çocuklarında yapılan çalışmalarda E.
vermicularis prevalansı % 0.4-46 arasında değişmektedir [1,2]. İlkokul öğrencileri
arasında yapılan araştırmalarda İstanbul’da % 1.1 [12]. Bursa’da % 18.6 [13], İzmir’de
% 43,8 [2], Kahramanmaraş’da % 47.47 [14]. Ankara’da %10,6 [1]. Diyarbakır il
merkezinde %3.46 [15], E. vermicularis yaygınlığı saptanmıştır.
Selofan-bant tekniği yerine dışkı incelenmesi yapılması helmintin kendisinin veya
yumurtalarının görülme olasılığını azaltmaktadır [1]. İzmir’de yalnızca dışkı incelemesi
yapılan bir çalışmada E. vermicularis görülme oranını %0,6 gibi oldukça düşük bir
değerde saptanmıştır [10].
Çalışmada 5-6 yaş grubu çocuklarda % 16.6, 7-8 yaş grubu çocuklarda % 16.2, 9-10
yaş grubu çocuklarda ise %13.3 E. vermicularis tespit edilmiştir. Canan ve ark. [1], 6-9
yaş arası öğrencilerde yaptıkları çalışmada 8-9 yaş grubundakilerde parazitin görülme
sıklığı 6-7 yaş grubuna göre daha yüksek (%14,7) bulmuştur. Daldal ve arkadaşları
[7], çalışmalarında yaş ile parazitlerin görülme durumu arasında anlamlı bir ilişki
bulmuştur. Çocuklardaki parazit görülme oranı en fazla 7-12 yaş arasında gözlenmiştir
(%55,0). Parazit oranının 7 yaş altındaki çocuklar arasında düşüklüğü çocukların genel
bakımının görevliler aracılığıyla gerçekleştirilmesi ve bu yaş grubunun kendi yaşıtlarının
aksine dış ortam ile ilişkilerinin daha az olmasıyla açıklanır. Yedi yaş üzerinde ise genel
temizlik ve tuvalet temizliği çocuklar tarafından yapılmaktadır. Bu durum okul çağının ilk
yıllarında çocukların genel temizlik ve hijyen kurallarını tam olarak uygulayamadıkları
ancak yaşları ilerledikçe bilgi düzeyleri ve becerilerinin artmasıyla parazit görülme
oranında düşüş gerçekleştiği şeklinde açıklanabilir.
Yaptığımız çalışmada 5-6 yaş grubu çocukların dış ortamla ilişkilerinin fazla olduğu ve
ailelerin de hijyene verdikleri önemin az olması bu yaş grubu çocuklarda E. Vermicularis’
in görülme olasılığını artırmaktadır.
Araştırmada E. vermicularis yoğunluğu ile cinsiyet arasında anlamlı bir ilişki
54
Göz et al.
bulunamamıştır. Erkek çocukların %17.2’sinin, kız çocukların ise %14,2’sinin E.
vermicularis ile enfekte olduğu gözlemlenmiştir. Topçu A. ve Uğurlu K. [16] yapmış
oldukları çalışmalarda cinsiyet, yaş ve sınıfın enfeksiyon üzerinde etkisi anlamlı
bulunmamıştır. Giray H. ve Keskinoğlu P. [2] İzmir’de ilkokul öğrencileri arasında
yaptıkları çalışmada yaş, cinsiyet ve okul sınıfı ile paraziter enfeksiyon arasında
anlamlı ilişki bulunmamıştır. Canan ve arkadaşları [1] Ankara da ilkokul öğrencileri
arasında yaptıkları çalışmada cinsiyet ile E. vermicularis yoğunluğu arasında anlamlı
bir ilişki bulunamamıştır. Erkek öğrencilerin %11,4’ünün ve kız öğrencilerin %9,8’inin
enfekte olduğu tespit edilmiştir. Bu durum sadece ülkemizde değil yurt dışında yapılan
çalışmalarda da benzer sonuçlar gözlenmiştir.
Canan ve arkadaşları [1]’nın bildirdiğine göre Tayland’da yetimhanede 0- 13 yaş arası
çocuklar arasında yapılan E. vermicularis taramasında erkek ve kız çocukları arasında
istatistiksel bir fark bulunamamıştır. Kore’de anaokullarında yapılan bir araştırmada
erkek ve kız çocuklarda birbirine yakın oranlarda (%10,1 ve %8,1) E. vermicularis
prevalansı belirlenmiştir.
Bağırsak parazitlerinin yaygınlığında etkin olan faktörler arasında; toplumların yaşam
standartları, sosyo-ekonomik ve sosyo-kültürel durumu, eğitim durumu, beslenme,
iklim ve hijyen gibi faktörler yer almaktadır [8,17]. Bu çalışmada elde edilen sonuçlara
göre sosyo-ekonomik durumu düşük olan Diyarbakır’ın kulp ilçesinde E.vermicularis
prevalansı %21,7 olarak saptanmış, sosyo-ekonomik durumu nispeten daha yüksek olan
İstanbul’un Esenyurt ilçesinde %7,5 olarak saptanmıştır.
Sosyo-ekonomik durumu düşük, gecekondu yerleşimi fazla olan, aile nüfüsu
kalabalık, temiz içme suyu ve kanalizasyon gibi altyapısı olmayan yerleşim bölgelerinde
bağırsak parazitleri daha sık görülmektedir [2]. Diyarbakır’ın kulp ilçesinde ailelerin
sosyo-ekonomik durumlarının düşük olması, çevre ve okul temizliğine yeterli derecede
önem verilmemesi, ailelerin hijyen konusunda bilinçli olmaması bu parazitin prevalansını
artırmaktadır. Giray ve Keskinoğlu [2] tuvaletlerin kanalizasyona bağlı olmadığı ve ev
ortamının kalabalık olduğu yerleşim bölgelerinde E.vermicularis prevalansının yüksek
olduğunu saptamışlardır. Ülkemizde ekonomik koşulların ve toplumun eğitim seviyesinin düşük olması, halkın
yeteri kadar parazit enfeksiyonları hakkında bilgi sahibi olmayışı parazit enfeksiyonlarının
ülkemizde yayılmasında en önemli nedenlerden biridir [1,4].
Araştırmada ailelerin eğitim durumuna bakıldığında, eğitim seviyelerinin düşük
olduğu ailelerde daha sıklıkla E.vermicularis tespit edilmiştir. Özellikle ilkokul çağındaki
çocukların gerek beslenme gerekse temizlik durumları, aileleri ve daha çok annelere
düşmektedir. Yaptığımız araştırmada parazitli çocukların annelerinin sadece %39’luk
kesimin ilkokul mezunu olduğu, %55’lik kesiminin ise okuma yazma bilmedikleri
55
Göz ve ark.
belirlenmiştir. Canan ve ark. [1] yaptıkları çalışmada parazitli çocukların annelerinin
büyük kısmının (%86,4) ilkokul mezunu, az bir kısmının ise üniversite mezunu (%4,5)
olduğunu ortaya koymuşlardır.
Bağırsak parazitleri; karın ağrısı, bulantı, kusma, iştah sapması, ishal, kanlı ishal,
kilo kaybı, eklem ağrıları, baş dönmesi, gece işemesi, burun-anüs kaşıntısı, sinirlilik,
anemi, gelişme geriliği gibi çok çeşitli belirtiler verebilmektedir [1]. Enterobiyaz okul
çağı çocuklarında değişik klinik belirtilere neden olur [14]. Yapılan araştırmada enfekte
çocuklarda görülen en sık klinik belirti karın ağrısı olarak gözlenmiştir. Canan ve ark. [1] araştırma sonucunda enfekte çocuklar arasında en sık rastlanan klinik belirti karın ağrısı
olmuştur.
Canan ve ark. [1] bildirdiğine göre E. vermicularis’in en önemli klinik belirtisi şiddetli
perianal kaşıntıdır. Yapılan çalışmada karın ağrısı ile beraber çocuklar çok sık görülen
klinik belirti perianal kaşıntı olmuştur.
Sonuç olarak bağırsak parazitleri hem dünyada hem de ülkemiz de önemli bir
sağlık sorunudur. Bağırsak parazitlerinden korunmak için anne-babalar ve toplum
bilinçlendirilmelidir. Yazılı ve görsel basında bağırsak parazitlerinden korunma yolları
anlatılmalıdır. Bunu destekleyici nitelikte el kitapçıkları, broşürler dağıtılmalıdır. Sık sık
sağlık taraması yapılarak bağırsak paraziti saptanan çocuklar tedavi altına alınmalıdır.
Koruyucu önlem olarak hijyen kurallarına dikkat edilmeli, kişisel bakıma önem
verilmelidir.
KAYNAKÇA
[1]. Canan, H., Hülya, G., Aslı, Ö., Nevin, K., Ankara’da Farklı Sosyoekonomik Düzeye
Sahip İki İlköğretim Okulu Öğrencileri Arasında Enterobius vermicularis Dağılımı,
Türkiye Parazitoloji Dergisi, 33(1), 54-58, 2009.
[2]. Giray, H., Keskinoğlu, P., İlkokul Öğrencilerinde Enterobius vermicularis Varlığı ve
Etkileyen Etmenler, Türkiye Parazitoloji Dergisi, 30(2) : 99-102, 2006.
[3]. Usluca, S., Yalçın, G., Över, L., Tuncay, S., Şahin, S., İnceboz, T., Aksoy, Ü., Dokuz
Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesi Araştırma ve Uygulama Hastanesi’nde 2003-2004
Yılları Arasında Saptanan Bağırsak Parazitlerinin Dağılımı, Türkiye Parazitoloji
Dergisi, 30(4): 308-312, 2006.
[4]. Çulha, G., Gülbol Duran, G., Duran, N., Canpolat, A., Mustafa Kemal Üniversitesi
Sağlık Yüksekokulu Öğrencilerinde Bağırsak Parazitlerinin Dağılımı, Türkiye
Parazitoloji Dergisi, 29(4): 258-260, 2005.
56
Göz et al.
[5]. Altındiş, M., Aktepe, OC., Çetinkaya, Z., Çiftçi, İH., Kıyıldı, N., Akbıyık, E., AKÜ
Tıp Fakültesi Hastanesinde Parazit Saptanma Oranları, Kocatepe Tıp Dergisi, 5:
29-32, 2004.
[6]. Taşçı, S., Manisa Halk Sağlığı Laboratuvarında 1989-93 yılları arasında saptanan
bağırsak parazitlerinin epidemiyolojik değerlendirilmesi, Türkiye Parazitoloji
Dergisi, 8: 452-455, 1994.
[7]. Daldal, N., Karaman Ü, Aycan ÖM, Çolak C, Miman Ö, Çelik T, Atambay M., Çocuk
Yuvası ve Yetiştirme Kurumundaki Çocuklarda Bağırsak Parazitleri Yaygınlığının
İncelenmesi, İnönü Üniversitesi Tıp Fakültesi Dergisi, 14(4): 231-235, 2007.
[8]. Karaman, Ü., Akaya, N., Aycan, ÖM., Atambay, M., Daldal, N., Malatya Halk Sağlığı
Laboratuvarında 1997-2001 Yılları Arasında Saptanan Bağırsak Parazitlerinin
Epidemiyolojik Olarak Dağılımı, İnönü Üniversitesi Tıp Fakültesi Dergisi, 11(1):
25-28, 2004.
[9]. Turgay, N., Üstün, Ş., Tıbbi Parazit Hastalıkları, ;Meta Basım Matbaacılık, İzmir,
729-734, 2007.
[10].Akisu, Ç., Özkoç, S., Aksoy, Ü., Sarı, B., İzmir-Narlıdere’de Bir İlköğretim
Okulunda Bağırsak Parazitlerinin Prevalansı, İnfeksiyon Dergisi, 17(4): 487-490,
2003.
[11].Daldal, N., Aycan, ÖM., Atambay, M., Pala, M., Miman, Ö., İnönü Üniversitesi
Tıp Fakültesi Mutfak Personelinde Bağırsak Parazitlerinin Görülme Sıklığı, İnönü
Üniversitesi Tıp Fakültesi Dergisi, 11(2): 67-68, 2004.
[12].Ayhan, B., Tümerdem, Y., İstanbul gecekondu ilkokullarında bağırsak parazit
enfeksiyonlarının prevalansı, etkileyen faktörler ve büyümeye etkisi, Mikrobiyoloji
Bülteni, 28: 366-377, 1994.
[13].Kasım, H., Ay, Y.D., Oğuz, M.C., Öztürk, M.O., Coşkun, Z., Bursa yöresi ilkokul
çocuklarında gastro-intestinal parazitlerin yayılışı, Türkiye Parazitoloji Dergisi
20(2) : 191-197, 1996.
[14].Dinçer, S., Kotlaş, S., Kar, Ş., Kazanıcı, F., Özcan, K., Kahramanmaraş Yüzüncü Yıl
İlköğretim ve Güzelyurt İlköğretim okullarında Enterobius vermicularis dağılımı,
Türkiye Parazitoloji Dergisi, 23(2): 137-138, 1999.
[15].Aslıhan, U., Fikret, T., Özge, K., Simten, Y., Mehmet, T., Kadri, G., Diyarbakır İl
Merkezinde Farklı Bölgelerde Beş İlk Öğretim Okulunda Bağırsak Parazitlerinin
Araştırılması, Türkiye Parazitoloji Dergisi, 28(3): 133-135, 2004.
57
Göz ve ark.
[16].Topçu, A., Uğurlu, K., Niğde ve yöresindeki ilkokul çocuklarında görülen
parazitlerin yaşa, cinsiyete ve sosyo-ekonomik duruma göre dağılımı, Türkiye
Parazitoloji Dergisi, 23: 286-290, 1999.
[17].Kuk, S., Erensoy, A., Keleştemur, N., Son Bir Yıl İçinde Fırat Üniversitesi Fırat Tıp
Merkezi Parazitoloji Laboratuvarında Koproparazitolojik İnceleme Sonuçları, Fırat
Tıp Dergisi, 11(2): 113-115, 2006.
58
Bekir Yıldırım
ISSN:2147-7930
Cilt/Volume:1
Sayı/ Issue:1
Haziran/June: 2013
8. SINIF KALITIM ÜNİTESİNİN ÖĞRETİLMESİNDE BY
ŞİFRELEME MODELİNİN ÖĞRENCİLERİN AKADEMİK
BAŞARILARINA VE TUTUMUNA ETKİSİ
THE EFFECTS OF BY ENCIPHING METHOD ON THE
ACHIEVEMENTS, AND ATTITUDES ON GENETİCS
UNIT LEARNED BY THE 8th GRADE STUDENTS
Bekir YILDIRIM*1
Özet
Bu Araştırmada, BY şifreleme modelinin 8. sınıf öğrencilerinin akademik başarılarına ve tutumlarına
etkisi araştırılmıştır. Araştırmanın çalışma grubu, Ankara, Etimesgut’ta okuyan 8. sınıf öğrencileri
oluşturmuştur. İlköğretim 8. sınıf şubelerinden rastgele seçilen bir sınıf deney grubu, diğer sınıf kontrol
grubu olarak belirlenmiştir. Deney grubunda kalıtım dersi BY şifreleme yöntemi ile işlenmiştir. Kontrol
grubunda ise kavram karikatürü ile işlenmiştir. Verilerin analizi; aritmetik ortalama, bağımlı gruplar
için t-testi ve bağımsız gruplar için t-testi kullanılarak yapılmıştır. Araştırmadan elde edilen bulgulara
göre; fen bilgisi dersinde deney grubuna uygulanan BY şifreleme metodunun, kontrol grubuna
uygulanan Kavram Karikatürlerine göre akademik başarı düzeylerini arttırmada daha etkili olduğu
istatistikî olarak belirlenmiştir. Deney ve kontrol grubu öğrencilerinin fen bilgisine karşı tutumlarına
bakıldığında; BY şifreleme yöntemi ile ders işleyen deney grubunun görüşlerinde olumlu yönde bir
gelişme olduğu, kontrol grubunda ise normal bir değişiklik olduğu görülmüştür.
Anahtar sözcükler: BY şifreleme modeli, Kavram Karikatürü, Öğrenci Başarısı ve Tutum
Abstract
In this research, the effects of BY enciphering method on 8th grade students’ academic achievements
and attitudes were investigated. The study group involves 8th grade students in Ankara, Etimesgut.
A random class of 8th grade was determined as experimental group, another class was determined as
control group. In the experimental group, the genetics course was given by using the BY enciphering
method. In the control group, the genetics course was given by using the concept cartoon. The
analysis of the data is made with Arithmetical Medium, and by using t-test for each of dependent and
independent groups. According to the statistics gathered according to the results of the analysis of the
research, BY Enciphing Method practiced on the experiment group resulted in higher improvement in
the success level of the students in Science Courses, compared to The Concept Cartoon that is practiced
on the control group in the school. In terms of the students’ attitudes in experiment and control groups
towards Science Courses, in the group practicing BY Enciphing methodology the attitudes towards
Science Courses are developed in a positive direction, whereas in the control group, such a normal
change and development is noticed.
Keywords: BY Enciphering Method, Concept Cartoon, Student Achievement, and Attitude
*1 Hacettepe Üniversitesi Eğitim Programları ve Öğretimi, 06790, Ankara
59
Yıldırım, B.
1.
GİRİŞ
Fen eğitimi ilerleyen teknoloji ile birlikte değeri hızla artmış ve ülkelerin teknolojilerin,
ekonomilerinin ve bilimin gelişmesinde önemli rol oynamıştır. Fen eğitimin daha
anlamalı, kalıcı, etkili ve günlük hayattaki problemlerle iç içe olması için öğretmeöğrenme ortamlarında buna uygun şekilde düzenlenmesi ve işe koşulması gerekliliği bir
ihtiyaç olarak ortaya çıkmıştır.
Bugün Fen eğitimine Amerika, AB ülkeleri ve birçok ülkede yeterince önem
verilmeye başlanmış ve geleceğin eğitim anlayışı olan STEM eğitiminin temel bileşenini
oluşturmuştur.
Fen eğitimi ve öğretiminin temel amacı, yapı taşı kavramlar olan bilginin doğasını
öğretmektir. Bununla birlikte, eğitim sistemimizde özellikle öğretmen merkezli
geleneksel öğretim nedeniyle öğrencilerin bilgiyi oluşturma sürecinde pasif olması,
müfredat içerisinde çok fazla bilginin çok kısa bir zaman diliminde öğretilmek istenmesi
ve kavramların daha çok sözel tanımlarının verilmesi ezbere bir öğrenme ortamı
yaratmaktadır. Fen eğitimi literatürü, öğrencilerin formal bir eğitim aldıktan sonra
bile, fen kavramlarını bilimsel geçerliliğinin dışında kavradıklarını ve birçok kavram
yanılgısına sahip olduğunu gösteren sayısız çalışmaya sahiptir[12]. Bu amaçla, fen
eğitiminde anlamlı öğrenmenin gerçekleşebilmesi için kullanılan stratejilerden biri BY
şifreleme yöntemi, diğeri ise kavram karikatürleridir.
1.1. BY Şifreleme Yöntemi
Bu yöntem kriptolojiden esinlenerek ortaya çıkmıştır. Kriptoloji genel tanımı ile
şifre bilimi olarak adlandırılmaktadır. Geçmişten günümüze birçok alanda saklı ve gizli
bilgilerin güvenli ve emin bir şekilde iletilmesini sağlamak için kullanılmıştır. Bunun için
birçok şifreleme yöntemi keşfedilmiştir.
İlk olarak kriptoloji 4000 yıl önce Mısırda yaşamış bir kâtibin efendisinin hayatını
anlatırken hiyeroglifleri şifreleyerek yazmıştır. Daha sonra da hızla gelişip günümüzün
teknolojisi ile daha ileri seviyelere çıkmıştır. Kriptoloji askeri alanlarda, kişiler
arasındaki özel bilgilerin aktarılması ve devletlerarasındaki gizli bilgilerin aktarılmasında
kullanılmıştır. Ancak hiçbir şekilde eğitim alanında yararlanılmamıştır. Bu yüzden
de eğitim alanında yararlanılması gerektiğini düşündüğüm bir yöntem olarak ortaya
koymaktayım.
BY Şifreleme Modeli
Anlatılacak olan konuya ait kavramlardan elde edilen şifrelerden yola çıkarak genel
kavramları tahmin etmeye yarayan bir yöntemdir. Yani özelden genele doğru giderek
kavramı bulmaya yarayan tümevarımsal bir yöntemdir. Diğer yandan genel ifadelerden
özele doğru giden yani çıkarımsal olarak da kullanılabilen bir yöntemdir. Bakıldığında
60
Yıldırım, B.
BY Şifreleme Yöntemi tümevarımsal ve çıkarımsal yöntemleri içine alan kapsamlı bir
yöntemdir.
BY şifreleme modelinde öğretmen öğrencilere rehberlik eden, yol gösteren
niteliğindedir. Öğrenciler ise dersin her aşamasında derse aktif olarak katılan, araştıran,
düşünen, keşfeden konumundadır.
BY Şifreleme Modelinin Uygulanması
1. Öncelikle öğrenciler 4 veya 6 kişilik heterojen gruplara ayrılır. İşbirlikli öğrenme
yönteminde olduğu gibidir. Burada üzerinde durulması gereken nokta grup sayısının
çift sayılardan oluşmasıdır. Her grupta öğrenciler ikişer gruplar halinde çalışacağı
düşünüldüğünde grup dışında hiçbir öğrencinin kalmaması için gruptaki öğrenci sayısına
dikkat edilmelidir.
2. Öğretmen uygun öğretme-öğrenme ortamı sağladıktan sonra dersi işler. Öğretmen
dersi işledikten sonra öğretmen kavram haritalarından yararlanarak öğrencilerin konuyla
ilgili tüm kavramları görmeleri sağlanır.
Öğretmenin konu ile ilgili olarak önceden hazırlamış olduğu içinde konu ile ilgili
kavramların bulunduğu 6 farklı renkteki soru zarflardan birini grupların seçmesini ister.
Not: Zarflar, Bloom taksonomisine göre hazırlanmıştır. Bloom taksonomisine göre
ise basitten karmaşığa doğru zihinsel gelişim düzeyi 6 seviyeden oluşmaktadır [11].
Basitten karmaşığa doğru bu aşamalar şunlardır: 1.Bilgi seviyesi, 2. Kavrama (anlama)
seviyesi, 3. Uygulama seviyesi, 4. Analiz seviyesi, 5. Sentez seviyesi ve 6. Değerlendirme
seviyesidir. Zarflarda buna uygun olarak hazırlanmıştır.
3. Soru zarflarında, zarfın için bulunan kavramın harfi kadar soru bulunur.
(Örneğin; Mutasyon 8 harfli bir kelimedir ve zarfta 8 adet soru yer alır.) Bu da yaklaşık
olarak 1-20 arasında konu ile ilgili soru demektir.
4.
Zarfları alan gruplar zarfın içinden çıkan soruları cevaplamaya başlarlar.
5. Her sorunun cevabı kâğıtlara yazılır ve öğretmene verilir. Öğretmen doğru cevap
sayısı kadar öğrencilere bulmaları gereken kavram ile ilgili harf verir. (Her soruya doğru
cevap verildikçe gruplara bulmaları gereken kavram ile ilgili olarak bir harf verilir. Yanlış
cevap verildiğinde ise o sorunun cevabı ile ilgili olarak harf verilmez.
6. Öğrenciler öğretmenin vermiş olduğu harflerden yola çıkarak kavramı bulmaya
çalışırlar. Bu süreç yaklaşık olarak 5 dakika sürebilir.
7.
En son aşamada öğrenciler buldukları kavramları söylerler.
8. Kavramı doğru bilen öğrencilere konu ile ilgili ayrıca bir iki tane soru sorulur.
Kavramı bulan ve soruları doğru cevaplayan gruplara belli başlı ödüller verilir.
61
Yıldırım, B.
9. Süreci bitiren gruplar isterse seçtikleri zarfta bulunan soruların zorluk seviyesine
göre bir üsteki zarfı seçip işleme devam edebilirler.
BY Şifreleme Modelinin Faydaları
1. Grupla çalışma şeklinde olduğu için öğrenciler arası bağlılığı, saygı ve sevgiyi
artırmada yardımcı olur.
2.
Grup üyeleri arasında olumlu bağımlılık oluşturur.
3.
Öğrenciler derse aktif olarak katılır.
4.
Analiz, sentez ve değerlendirme aşamalarına hitap eder.
5.
Konunun daha iyi anlaşılmasını sağlar.
6. Tümevarımsal ve çıkarımsal yöntemleri de içine aldığı için öğrencilerin zihinsel
olarak derse katılmalarını sağlar.
7. Öğrencilerin derse katılmasını teşvik eder. Uygulama sonunda verilen ödüller
sayesinde.
8.
Öğretmen yol gösterici konumundadır.
9. Öğrencilerin araştırma, düşünme, çıkarımda bulunma, keşfetme gibi üst düzey
becerilerinin gelişmesini sağlar.
10. Ekonomiktir.
11. Dersin her aşamasında uygulanabilir.
12. Öğrenciler kavramlardan yola çıkarak dersin içeriği ve kapsamı hakkında
bağlantı kurabilir.
13. Kavram yanılgıların giderilmesinde etkilidir.
BY Şifreleme Yöntemi’nin Dezavantajları
1.
Çok zaman alabilir.
2.
Her ders, her konu ve her ünite için uygun olmayabilir.
3.
Öğrenciler arasında karmaşaya yol açabilir.
4.
Gruplar arası etkileşimden dolayı ses yükselmesi meydana gelebilir.
5. Sınıfın fiziki özellikleri ve sınıf mevcudu yöntemin uygulanması için uygun
olmaya bilir.
BY Şifreleme Yönteminin Diğer Yöntemlere Benzerliği ve Farklılığı
BY şifreleme yöntemi birçok öğretim yöntemini içerisine alan kapsamlı bir yöntemdir.
62
Yıldırım, B.
Tümevarımsal ve çıkarımsal yöntemini, soru-cevap yöntemini ve işbirliğine dayalı
öğrenmeyi içerisine alan bir yöntemdir. İşbirliğine dayalı öğrenme gibi öğrencilerin bir
araya gelerek heterojen gruplar oluşturduğu bir modeldir. İşbirlikli öğrenme modelinin
öğrencilere sağladığı faydaların birçoğunu bu yöntemde sağlamaktadır.
İşbirlikli öğrenme gruplarında var olan olumlu bağlılık, yüz yüze etkileşim gibi
birçok özelliği bu yöntemde içermektedir. Bunun yanı sıra işbirliğine dayalı öğrenmenin
bazı tekniklerinde yararlanılan grup ödülünü de içermektedir. BY şifreleme yönteminin
işbirliğine dayalı öğrenmeden farkı sorulan her soru karşılığında öğrencilere bir harf
verilerek kavramı bulmaları istenmesidir. Tümevarımsal ve çıkarımsal yöntemlere de
benzerlik göstermektedir.
1.2. Kavram Karikatürleri
Kavram karikatürlerinin başlangıcı 1992 yılında olmuştur. Yapılandırıcı (constructivist)
görüşü temel alan yeni bir öğrenme-öğretme stratejisinin geliştirildiği bir çalışma sonucu
ortaya çıkmıştır [9,10]. İlk olarak Naylor ve McMurdo (1990) tarafından tasarlanmış ve
kullanılmıştır [3].
Kavram karikatürleri, öğrencilerin var olan bilgilerinden yola çıkarak konu üzerinde
öğrencileri tartışmaya iten, bu sayede kavram yanılgılarının düzeltilmesini sağlayan bir
yöntemdir. Bilgi çağı olarak adlandırılan günümüzde, değişimlere ayak uydurabilen,
yaratıcı ve problem çözme becerisine sahip, bilgiye ulaşma yollarını bilen ve yeni
bilgiler üretebilen bireylerin yetiştirilmesinde kavram karikatürlerinin kullanımının
önemli katkılar sağlayacağı düşünülmektedir. Bu amaçla kavram karikatürlerinin
öğrenci başarısına etkisini inceleyen çalışmalara da ihtiyaç duyulmaktadır [1]. Kavram
karikatürleri merak uyandıran, soru sormayı teşvik eden, sınıf tartışmalarına yol açan ve
bilimsel düşüncenin üretilmesini sağlayan karikatür şeklindeki çizimlerdir [6].
Karikatürdeki karakterler fenle ilgili gündelik bir olay hakkında alternatif görüşler
ortaya koyarlar ve öğrencileri karakterlerin tartışmalarına katılmalarını sağlayarak
onları düşünmeye iterler [5]. Bu nedenle her bir kavram karikatürünün odak noktası
öğrenenlerin kendi kişisel deneyimleriyle ilgili günlük yaşamdaki olaylardır [9].
Kavram karikatürleri öğrencileri derse karşı teşvik etme, ön bilgileri ortaya çıkarma
ve tartışma ortamı sağlama gibi konularda kullanılmasının yanı sıra kavram yanılgılarının
belirlenmesinde ve giderilmesinde de kullanılmaktadır. Kavram yanılgıları, öğrencilerin
ön bilgilerinde yer alan, bilimsel olarak kabul edilmiş doğrulara ters düşen bilgiler ya da
bilişsel şemalar arasında kurulan yanlış ilişkiler olarak ifade edilebilir. Fen öğretiminde
genel olarak öğrencilerin öğrendikleri konularda değinilen kavramlar hakkında yanlış
anlama, görüş ve bilgilere sahip olmaları kavram yanılgıları olarak tanımlanmaktadır [8].
Kavram karikatürleri direk olarak doğru yanıtı öğrencilere vermediğinden dolayı,
öğrencilerin var olan yanlış görüşleri ve kavram yanılgıları, tartışma ve bilişsel dengeleme
63
Yıldırım, B.
süreci yardımıyla değiştirilebilir [7]. Bu nedenle kavram karikatürleri öğrencilerin
düşüncelerinin değiştirilmesine ve geliştirilmesine yol açan bir uyarıcı olarak işlev görür
ve öğrencilerin kendi düşüncelerini sorgulamalarına, ilgilerinin ve motivasyonlarının
artmasına yardımcı olmaktadır [4,6].
Kavramsal karikatür, öğrencilerin sahip olması olası kavram yanılgıları ya da düşünce
biçimlerinin, insan ya da hayvan figürleriyle tartıştırıldığı ya da düşündürüldüğü çizimleri
içerir. Genellikle üç ya da daha fazla karakterin bir konuda yaptıkları tartışmanın resimle
ifadesi şeklinde olur. Her bir karakter, farklı bir fikri savunur. Fikirlerden biri doğru olan
düşünce biçimini temsil ederken, diğerleri kavram yanılgısını ya da alternatif düşünce
biçimlerini içerir [2].
2.
MATERYAL VE YÖNTEM
2.1 Araştırma modeli
Bu araştırma, yarı deneysel araştırma yöntemi (quasi-experimental research)
kullanılarak yapılmıştır. Araştırma, deney ve kontrol gruplu deneysel tasarıma sahiptir.
2.2. Çalışma grubu
Araştırmanın çalışma grubunun 2004-2005 öğretim yılı güz döneminde Ankara İli
Etimesgut ilçesinde bulunan bir devlet okulunun ilköğretim 8. sınıf öğrencilerinden
oluşmaktadır. Deney grubu 25 kişi kontrol grubu ise 27 kişi olarak tespit edilmiştir.
Grupların seçimi rastgele atama yoluyla yapılmıştır.
2.3. Verilerin Toplaması
Bu araştırmada öğrencilerin akademik başarılarını ölçmek için hazırlanan başarı testi,
deney ve kontrol grubuna ön test ve son test olarak uygulanmıştır. “Kalıtım Ünitesi”
konusunda hazırlanan başarı testi fen bilgisi müfredatının belirlediği amaç ve davranışlar
doğrultusunda 40 sorudan oluşan çoktan seçmeli test olarak hazırlanmıştır. Testin içerik
ve kapsam geçerliliğinin sağlanması amacıyla uzman görüşlerine başvurulmuş ve gerekli
düzeltmeler yapılmıştır. Sene başında lise 1. sınıfa geçmiş olan 150 öğrenciye pilot
çalışma olarak uygulanmıştır. Testin güvenilirliğini düşüren sorular çıkarıldıktan sonra
20 adet çoktan seçmeli sorudan oluşan bir başarı testi hazırlanmıştır. Yapılan uygulama
sonucunda testin güvenilirlik katsayısı α = 0,90 olarak bulunmuştur.
Öğrencilerin fen bilgisi dersine yönelik tutumlarını ölçmek amacıyla araştırmacı
tarafından geliştirilen 50 maddelik tutum ölçeği ise kontrol ve deney grubuna ön test ve
son test olarak uygulanmıştır. Bu testin güvenilirlik katsayısı α = 0,85 bulunmuştur.
2.4. Verilerin analizi
Başarı Testi ve Tutum Ölçeğinden elde edilen veriler 16 SPSS isimli bilgisayar istatistik
64
Yıldırım, B.
programına aktarılmış ve tüm testlerin istatistiksel değerlendirmeleri bu program aracılığı
ile yapılmıştır. Kontrol ve deney gruplarının ön uygulamaları ve son uygulamaları t-testi
ile karşılaştırılmış, anlamlı bir farklılık olup olmadığı incelenmiştir.
3.
BULGULAR
Bu bölümde, toplanan verilerin istatistiksel çalışmalar sonucunda elde edilen bulgular
ve bulgulara dayalı yorumlara yer verilmiştir.
Tablo 1. Deney ve kontrol grubunun ön test başarı puanlarının farklılığı bağımsız
gruplar için t-testi sonuçları
Grup
N
X
S
Deney grubu ön test
25
3,88
2,47
Kontrol grubu ön test
27
3,52
2,25
Sd
T
P
50
.55
.581
*0.05 düzeyinde anlamlıdır.
Tablo 1’in sonuçları, kontrol ve deney gruplarında yer alan öğrencilerin, başarı ön test
puanları arasında anlamlı düzeyde bir fark olmadığını ortaya koymaktadır (t(50)= .55;
p>.05). Bu veriler doğrultusunda, kontrol ve deney grubunda yer alan öğrencilerin ön
test puanları benzerlik göstermektedir. Bu durumda, deney ve kontrol grubunun çalışma
başlamadan önce konu ile ilgili bilgi düzeylerinin denk olduğu söylenebilir.
Tablo 2. Deney grubu öğrencilerinin ön test-son test başarı puanlarının farklılığı için
t-testi sonuçları
Grup
N
X
S
25
3.88
2.43
Deney grubu son test
25
16.32
3.31
Sd
T
P
24
17.707
.000
Tablo 2 sonuçlarına göre, deney grubuna uygulanan “kalıtım ünitesi” konularından
oluşturulup uygulanan fen bilgisi başarı ön test ve son test başarı puanları arasında son
test lehinde anlamlı bir fark bulunmaktadır (t(24)=17.707; p<.05). Bu da deney grubuna
uygulanan BY şifreleme yönteminin öğrencilerin başarılarına olumlu yönde katkı
sağladığını göstermiştir. Uygulanan BY şifreleme yöntemi başarıyı arttırmıştır.
Tablo 3. Kontrol grubu öğrencilerinin ön test-son test başarı puanlarının farklılığı
için t-testi sonuçları
65
Yıldırım, B.
Grup
N
X
S
27
3.52
2.25
Kontrol grubu son test
27
11.96
3.28
Sd
T
P
26
30,21
.000
Kontrol grubuna ön test ve son test olarak uygulanan başarı testi sonuçlarının
gösterdiği gibi kavram karikatürlerinin de başarıyı arttırıcı bir etkisi bulunmaktadır (t(26)
=30.21; p<.05). Bu da kontrol grubuna uygulanan kavram karikatürlerinin öğrencilerin
fen bilgisi dersindeki başarılarını anlamlı bir düzeyde arttırdığı göstermiştir.
Tablo 2 ve Tablo 3’ te görülen sonuçlar hem deney hem de kontrol grubu için uygulama
sonrasında akademik başarıda artış olduğunu göstermektedir. Burada kullanılan yöntemler
ne olursa olsun öğrenmenin gerçekleştiği görülmektedir. Ancak hangisin daha etkili
olduğunu belirlemek amacı ile bağımsız gruplar için t-testi uygulanmıştır ve sonuçları
Tablo 4’ te gösterilmiştir.
Tablo 4. Deney ve kontrol grubunun son test başarı puanlarının farklılığı için t-testi
sonuçları
Grup
N
X
S
25
16.32
3.31
27
12.41
3.26
Sd
T
p
50
4,29
.000
Tablo 4’ten elde edilen verilere göre, deney ve kontrol gruplarındaki öğrencilerin
“kalıtım ünitesi” konularının işlenmesi sonucunda uygulanan son testlerden elde ettikleri
puanları arasında deney grubu lehine anlamlı düzeyde bir faklılığın meydana geldiği
belirlenmiştir (t(50) = 4,29; p<.05). Bu sonuçlara göre; deney grubuna uygulanan BY
şifreleme modelinin, kontrol grubuna uygulanan kavram karikatür yöntemlerine göre
başarı düzeylerini arttırmada daha etkili olduğu söylenebilir.
Tablo 5. Kontrol ve deney gruplarında yer alan öğrencilerin tutum ön test puanlarına
ilişkin bağımsız gruplar için t-testi sonuçları
Grup
N
25
27
66
X
132.75
139.80
S
Sd
T
P
19.82
18.00
50
.814
.419
Yıldırım, B.
Tablo 5’in sonuçları, kontrol ve deney gruplarında yer alan öğrencilerin, tutum ön test
puanları arasında anlamlı düzeyde bir fark olmadığını ortaya koymaktadır (t(50)= .814;
p>.05). Bu veriler doğrultusunda, kontrol ve deney grubunda yer alan öğrencilerin ön
test puanları benzerlik göstermektedir. Bu durumda, deney ve kontrol grubunun çalışma
başlamadan önce konu ile ilgili tutum düzeylerinin denk olduğu söylenebilir.
Tablo 6. Deney grubu’nda yer alan öğrencilerin tutum ön test-son test puanlarına
ilişkin bağımlı gruplar için t-testi sonuçları
Grup
N
X
S
25
132.75
19.82
25
180.89
33.61
Sd
T
P
24
6.705
.000
Tablo 6’nın sonuçları, deney grubunun fen bilgisi dersine karşı tutum ön test ve son
test puanları arasında son test lehine anlamlı bir fark bulunduğunu göstermektedir ( t(24)
= 6.705; p<,05). Bu da deney grubuna uygulanan BY şifreleme metodunun öğrencilerin
fen bilgisine karşı tutumlarını olumlu yönde arttırdığını göstermiştir.
Tablo 7. Kontrol grubu’nda yer alan öğrencilerin tutum ön test-son test puanlarına
ilişkin bağımlı gruplar için t-testi sonuçları
Grup
N
X
S
27
160.14
32.30
27
139.80
18.00
Sd
T
P
26
7.03
.000
Tablo 7’deki verilerine göre, kontrol grubunun fen bilgisi dersine karşı tutum ön
test ve son test puanları arasında anlamlı bir fark bulunmuştur (t(26) =7.03; p<,05). Bu
da kontrol grubuna uygulanan kavram karikatürünün öğrencilerin fen bilgisine yönelik
tutumlarını anlamlı bir düzeyde arttırdığını göstermiştir.
Tablo 8. Deney ve kontrol gruplarında yer alan öğrencilerin tutum son test puanlarına
ilişkin bağımsız gruplar için t-testi sonuçları
Grup
N
27
25
X
160.14
180.89
S
Sd
T
p
32.30
33.61
50
4.678
.000
67
Yıldırım, B.
Tablo 8’deki verilerine göre, deney ve kontrol gruplarının fen bilgisine yönelik tutum
son test puanları arasında deney grubu lehine anlamlı düzeyde bir fark vardır ( t(50)
= 4.678; p<,01 ). Bu sonuçlara göre; uygulama sonrasında öğrencilerin fen bilgisine
yönelik tutumlarına, deney grubuna uygulanan BY şifreleme metodunun, kontrol grubuna
uygulanan kavram karikatürüne göre daha olumlu etkisi olduğu görülmüştür.
4.
TARTIŞMA ve SONUÇ
Kontrol ve deney grubuna ön test ve son test olarak uygulanan başarı testi ve tutum
anketi sonuçları değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre kavram karikatürü
yönteminin kontrol grubunun başarısına ve tutumuna olumlu bir etki gösterdiği sonucuna
ulaşılmıştır.
Deney grubunda ise BY şifreleme metodu öğrencilerin başarı ve tutumlarını olumlu
yönde arttırmıştır. Bu sonuçlar BY şifreleme metodunun, Kavram Karikatürlerine göre,
öğrenci başarısı ve tutumunu arttırması açısından çok daha verimli bir yöntem olduğunu
ortaya koymuştur.
BY şifreleme metodu ile ilgili olarak farklı alanlarla ilgili çalışmalar yapılabilir. Bu
sayede bu yeni metodun eski metotlara oranla öğrencilerin akademik başarısı, tutumu,
eleştirel düşünme becerileri ve birçok özelliği karşılaştırılabilir.
KAYNAKÇA
[1]. Gölgeli, D. ve Saraçoğlu, S., Fen ve Teknoloji Dersi “Işık ve Ses” Ünitesinin
Öğretiminde Kavram Karikatürlerinin Kullanımının Öğrencilerin Akademik
Başarısına Etkisi, Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi Sayı: 31(2), 113-124, 2011.
[2]. Kabapınar, F., Oluşturmacı (Constructivist) fen öğretimi. Aktif Öğrenme ve Öğretme
Yöntemleri Seminer Ders Notları. Ankara: Ankara Üniversitesi Eğitim Bilimleri
Fakültesi Eğitim Araştırma ve Uygulama Merkezi, EAUM, 2003.
[3]. Kabapınar, F., Effectiveness of Teaching Via Concept Cartoons From the Point of
View of Constructivist Approach, Kuram ve Uygulamada Eğitim Bilimleri Dergisi,
5(1), 135-146, 2005.Keogh, B., ve Naylor, S., Teaching and Learning in Science: A
New Perspective. Lancaster: British Educational Research Association Conference,
1996.
[4]. Keogh, B., Naylor, S., and Wilson, C., Concept Cartoons: A New Perspective on
Physics Education. Physics Education, 33(4), 219-224, 1998.
[5]. Long, S. ve Marson, K., Concept Cartoons, Hands on Science, 19(3), 22-23, 2003.
68
Yıldırım, B.
[6]. Martinez, Y.M., Does The K-W-L Reading Strategy Enhance Student Understanding
in Honors High School Science Classroom?. (Unpublished master’s thesis).
Fullerton: California State University, 2004.
[7]. Morgil, İ., Erdem, E. ve Yılmaz, A., Kimya Eğitiminde Kavram Yanılgıları,
Hacettepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 25, 246-255, 2003.
[8]. Naylor, S., and Keogh, B., Constructivism in Classroom: Theory into Practice.
Journal of Science Teacher Education, 10(2), 93-106, 1999.
[9]. Stephenson, P. and Warwick, P. Using Concept Cartoons to Support Progression in
Students’ Understanding of Light, Physics Education, 37(2), 135-141, 2002.
[10].Tan, Ş. ve Erdoğan, A., Öğretimi Planlama ve Değerlendirme (6. baskı), Ankara,
Pegem Yayıncılık, 2004.
[11].Wandersee, J. H., Mintzes, J. J., and Novak, J. D. Research on Alternative
Conceptions in Science, In D. Gabel (Ed.), Handbook of Research on Science
Teaching and Learning: A project of the National Science Teachers Associations.
(Bölüm-5, s.177-210). New York: Macmillan, 1994.
69
Sedat Bozarı , Guleray Agar
ISSN:2147-7930
Cilt/Volume:1
Sayı/ Issue:1
Haziran/June: 2013
CHEMICAL COMPOSITION AND TOXIC EFFECTS OF ESSENTIAL
OIL OF Origanum rotundifolium BOISS. ON ZEA MAYS SEEDLINGS
Origanum rotundifolium BOISS.’İN UÇUCU YAĞLARININ
KİMYASAL BİLEŞİMİ VE ZEA MAYS TOHUMLARININ
ÇİMLENMESİ ÜZERİNE TOKSİK ETKİLERİ
Sedat BOZARI 1*, Guleray AGAR2*1
1
Muş Alparslan University, Faculty of Arts and Science, Department of Biology, Mus 49100, Turkey
2
Ataturk University, Faculty of Science, Department of Biology, Erzurum 25240, Turkey
Abstract
This study was conducted to investigate essential oil based genetical and physiological changes on
maize seedling under laboratory conditions. The aerial parts of O. rotundifolium BOISS. were powdered, and EO obtained by hydro-distillation. For the best results, the content applied to Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GC-MS), and the main constituents have been determined as Carvacrol
(%43.62) and Thymol (%40.86). The liquid phase of the oil applied to maize seeds at four concentrations. Randomly Amplified Polymorphic DNA method was used to observe possible DNA alterations.
With the total soluble protein level and SDS Page analysis, the physiological effects of EO were determined. The oils showed phytotoxic effects, but not in a dose-dependent manner. Soluble protein level
and SDS Page analysis did not show any significant change but genomic template stability value was
decreased with the increasing of EO dose.
Keywords: DNA change; Essential Oil; SDS PAGE; GC-MS; Soluble Protein Level; RAPD
Özet
Bu çalışma; uçucu yağların laboratuvar şartlarında mısır fidelerinde neden olduğu genetik ve fizyolojik
hasarları belirlemek amacıyla yapıldı. O. rotundifolium BOISS. bitkisinin toprak üstü organları toz haline getirilip hidrodistilasyon yöntemiyle uçucu yağları elde edildi. Doğru sonuç elde etmek için uçucu
yağların içeriği GC-MS yöntemiyle belirlenip temel bileşenleri belirlenip en fazla bulunan içeriklerin
%43.62 oranıyla Carvacrol ve %40.86 oranıyla Thymol olduğu tespit edildi. Sıvı haldeki toplam içerik
mısır tohumlarına dört farklı dozda uygulandı. RAPD analizleriyle olası genetiksel değişimler belirlendi. Toplam çözünür protein miktarı ve SDS Page profilleriyle ise fizyolojik değişimler tespit edildi.
Uçucu yağların dozdan bağımsız fitotoksik etki yarattığı gözlendi. Genomik stabilitenin artan uçucu
yağ konsantrasyonuna bağlı olarak düştüğü ancak bu değişimin çözünür protein miktarı ile protein
profillerini etkilemediği belirlendi.
Anahtar Kelimeler: DNA değişimi; Esan siyel yağ; SDS PAGE; GC-MS; Çözünür protein miktarı;
RAPD
*1 Sorumlu Yazar/Corresponding author: Sedat BOZARI, Muş Alparslan Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi,
Biyoloji Bölümü, Muş, e-mail: [email protected], [email protected]
71
Bozarı, S. ve Agar, G.
1.
INTRODUCTION
The genera belong to Lamiaceae plant family is capable of to interact with nearest
plants, and protect them against any insect attack. This interaction starts with the releasing of Essential Oil (EO), which are the complex mixture of volatile compounds produced by these plants. Origanum is the one of this genera, has about 26 aromatic species
(including subspecies) in Turkey. Origanum rotundifolium is the one, which we have
studied in this work. Mostly, the biological activities of EO of this species were studied as
antibacterial [1], antioxidant [2], like other EO based studies. Besides, the scientists have
focused on allelopathic potential of the mentioned oils or their derivates [3]. This feature
of the oils makes them considerable, especially, on agricultural studies.
Simply, we can explain allelopathy as the effect of one plant on another plant, which
can be positive or negative. These interactions are based primarily on the production of
secondary chemicals by higher plants that produce a wide array of biochemical compounds that create biological changes [4]. With the determination of the chemical constituent
of EO, studies turned on mode of action of the compounds. For example, some of the
chemical content of EO, 1,8-cineole and 1,4-cineole are strong growth inhibitors, and
1,8-cineole strongly inhibits all stages of mitosis [5]. On the other hand, previous study
indicates that, some monoterpenes, namely α-pinine, β-pinine, cineole, camphore, have
suppressed the growth of herbaceous plants [6]. Furthermore, cytotoxic effect of some
constituents was known. Phytotoxic potential of the monoterpenes proposed them to use
as a potential biocontrol matter like herbicide [7]. With the application of the chemicals
to the agricultural areas cause negative effects on both agriculture and human being [8, 9],
so the using of this natural occurred compounds as “bioherbicide” idea become popular.
The scientific community must be careful to avoid the previous mistakes. Therefore, EO
based DNA damages must be clarified for further uses.
Depending on this information, we aimed to determine the genetic and physiological
effects of EO on model plant maize in the current study. Randomly Amplified Polymorphic DNA (RAPD) technique, which is recently become popular on toxicological studies,
was applied for genetical changes. On the other hand, for determining of the physiological effects of oils, total soluble protein levels of treated samples were estimated, and with
the SDS-Page analysis we try to explain the effects of EO on protein profile. For the better
understanding GC-MS analysis of the oil was performed too.
2.
MATERIALS AND METHODS
2.1. Plant Material
Origanum rotundifolium were collected at the flowering stage in June 2009, in the
northeast part of Erzurum city of Turkey. The identification of plant materials was con-
72
Bozarı, S. and Agar, G.
firmed by Assist. Prof. Dr. Ozkan AKSAKAL, in the Department of Biology, Ataturk
University, Erzurum, Turkey.
The maize seeds were obtained from Department of Field Crops, Faculty of Agriculture, Ataturk University, Erzurum, Turkey.
2.2. Isolation of Essential Oils
Plant samples were seared in a canopy room. The leaves and flowers of the plant were
powdered with blender and then subjected to water distillation for 2-3 h in a Clevenger-type apparatus (Thermal Laboratory Equipment, TURKEY). The obtained EO was
stored at +4 ºC for further studies.
2.3. GC–MS Analysis
The analysis of the essential oils was performed using a Thermofinnigan Trace GC/
Trace DSQ/A1300, (E.I Quadrapole) equipped with a SGE-BPX5 MS capillary column
(30 m X 0.25 mm i.d., 0.25 µm). For GC-MS detection, an electron ionization system
with ionization energy of 70 eV was used. Helium was the carrier gas, at a flow rate of
1 mL/min. Injector and MS transfer line temperatures were set at 220 ºC and 290 ºC
respectively. The program was used at 50-150 ºC at a rate of 3 ºC/min. Diluted samples
(1/100,v/v, in methylene chloride) of 1.0 µL were injected manually and in the splitless
mode. The components were identified based on the comparison of their relative retention time and mass spectra with those of standards’, Wiley 7N library data of the GC-MS
system and literature data. The results were also confirmed by the comparison of the compounds’ elution order with their relative retention indices on non-polar phases reported
in the literature.
2.4. Seed Germination and Application of Essential Oils
Same size maize seeds were chosen, and their surface was sterilized with 5% (w/v)
NaOCl for 6-10 minutes. After sterilization, seeds were washed with double-distilled water for five times and dried with the sterile filter paper. 15cm diameter Petri dishes on two
layers of sterile Whatman No. 1 filter paper were used for germination. The seeds were
exposed to four different (0.1, 0.2, 0.4, 0.8µl/ml) concentrations of EO. Tween 20 was
used as solvent. 10 ml of this mixture and convenient EO dose were mixed and added to
petri dishes. Only double distilled water with Tween 20 was used for the control group.
Three replicates were made for each concentration. The petri dishes were allowed to germinate at 23 °C in the incubator (Binder, Tuttlingen, Germany) for a week.
2.5. Genomic DNA Isolation and RAPD Procedures
After the seed germination, the sufficient amount of seedlings was collected and
73
ground in liquid nitrogen. Genomic DNA obtained according to Li and Quiros [10]. For
determining the primers that were used in the study, control DNA was treated with 30 different 10-base primers supplied by Operon. Sixteen of these primers produced amplicons
with control DNA (Table 1).
Table 1. Sequences of 16 primers used in the study
No
Primer
Sequences of primers
1
OPA-13
5’→3’
CAGCACCCAC
2
OPH-17
5’→3’
CACTCTCCTC
3
OPA-2
5’→3’
TGCCGAGCTG
4
OPA-1
5’→3’
CAGGCCCTTC
5
OPA-6
5’→3’
GGTCCCTGAC
6
OPH-14
5’→3’
ACCAGGTTGG
7
OPH-18
5’→3’
GAATCGGCCA
8
OPY-6
5’→3’
AAGGCTCACC
9
OPY-1
5’→3’
GTGGCATCTC
10
OPY-8
5’→3’
AGGCAGAGCA
11
OPY-15
5’→3’
AGTCGCCCTT
12
OPY-16
5’→3’
GGGCCAATGT
13
OPW-1
5’→3’
CTCAGTGTCC
14
OPB-8
5’→3’
GTCCACACGG
15
OPW-7
5’→3’
CTGGACGTCA
16
OPW-5
5’→3’
GGCGGATAAG
PCR conditions arranged as before stated in Agar et al., [11]. For electrophoresis, 10
μl of the PCR product mixed with 6x gel loading buffer (3 μl ) and loaded onto an agarose (1.2% w/v) gel included EtBr solution (2 μl Etbr/100ml 1xTBE buffer) in 0.5xTBE
(Tris-Borate- EDTA) buffer and was subjected to electrophoresis at 80 V for 150 min.
The amplified DNA products were detected by using the Bio Doc Image Analysis System
with Uvisoft analysis package (Cambrige, UK). The gels were estimated with Total Lab.
TL 120 v.2009. The following formula was used for calculation of genomic template
stability:
a
GTS = (1 − ) x100
n
The average number of polymorphic bands detected in each treated sample (a) and the
74
number of total bands in the control (n) were used for calculation.
2.6. Quantitative Analysis of Proteins and SDS-Page Procedure
Total soluble protein was measured as described by Bradford [12]. 0.5 g of each root
and stem of EO treated and untreated samples were grinded and homogenized in 0.05M
Phosphate buffer (pH: 6.5). Then the homogenates were centrifuged at 15000 rpm for
20 minutes. Protein concentration was estimated according to Bradford [12] using bovine serum albumin as the standard. Inhibitory rate (%) was calculated using the equation:
Where y and x are the average values detected in the control, and each sample treated
respectively.
The procedure described by Shultz et. al., [13] was applied to samples with modifications for SDS-Page analyses. 0.1g of plant samples were powdered in liquid nitrogen
and 2 ml of 0.05M Phosphate buffer (pH: 6.5) was added and mixed. Then the samples
were centrifuged at 12000rpm for 10 minutes. Then 1 mL of TCA-acetone (90% acetone, 10% TCA, 0.07% BME) was added to the supernatant. 1g crystal TCA solved in 0.7
ml distilled water was used. Samples were vortexed, incubated at -20 °C for 30-45min,
and centrifuged at 6,000 rpm for 6 min. Protein pellets were washed twice with acetone/
BME and dried until all of acetone removed. Dried samples were re-suspended with SDS
loading buffer (0.125 M Tris–HCl, pH 6.8, 4% SDS, 20% glycerol and 10% 2-mercaptoethanol and bromophenol blue as tracking dye), denaturized at 95 °C for 5 min and loaded
on to gel. SDS-Page was carried out using 12% acrylamide gels [14]. The duration time
of the electrophoretic separation was about 90 min. After the separation was finished, the
gels were placed in a staining solution (0.1% w/v Coomassie Brilliant Blue R-250) for 45
min and then in solution I (=removing dye; methanol 50%, distilled water 40% and acetic
acid10%) for 30 min. After this step, the gels were placed in solution II (=wash Solution;
acetic acid7%, Methanol5% and distilled water88%) and examined.
2.7. Statistical Analysis
The statistical analyses were carried out using the package software SPSS 17.0 for
windows. The change of the total soluble protein level was tested statistically by using
One way ANOVA variance analyses.
3.
RESULTS
3.1. Essential Oil Content of Origanum rotundifolium
The EO composition of Origanum rotundifolium listed in Table 2. The table shows
75
the retention indices (RIs) and the percentages of the detected compounds. Ten components that make up 100% of the oil composition were identified. The major components
are determined as Carvacrol (43.62%) and Thymol (40.86%). The minor component was
determined as Aromadendrene at 0.22% ratio.
Table 2 .Essential oil content of Origanum rotundifolium
No
*RI
**RT
Components
(%)
Identificitation methods
1
1034
14.21
p-Cymene
5.95
GC, MS, RI
2
1067
15.74
γ–Terpinene
1.52
GC, MS, RI
3
1079
16.61
cis-Sabinenehydrate
0.56
GC, MS, RI
4
1172
21.58
Borneol
2.49
GC, MS, RI
5
1178
21.99
Terpinen-4-ol
0.63
GC, MS, RI
6
1289
27.34
Thymol
40.86
GC, MS, RI
7
1296
27.72
Carvacrol
43.62
GC, MS, RI
8
1419
32.23
β-Caryophyllene
2.44
GC, MS, RI
9
1442
33.05
Aromadendrene
0.22
GC, MS, RI
10
1579
39.58
Caryophyllene oxide
1.71
GC, MS, RI
*RI: Retention Index, **RT:Retention Time
3.2. The DNA Profile of Maize Treated with EO According to RAPD Procedure
Totally, 15 primers produced reproducible and polymorphic bands. According to
RAPD profile totally 120 bands amplified by these primers with control DNA. The molecular size of amplified bands ranged from 47 (OPA 8) to 1515 (OPH 17) in control seedlings. Table 3 represents the DNA alterations, including loss of normal band and appearance of new bands, compared with the control seedlings. The samples treated with 0.1
µl/ml dose of EO displayed higher variation in the number of bands in RAPD analysis.
It was observed that after EO treatment, the number of new bands was 14 and the numbers of disappeared bands were 46. The polymorphism value was calculated 36.66%, 25,
10.83, and 21.66 for 0.1, 0.2, 0.4 and 0.8 µl/ml doses, respectively (Table 3). On the other
hand, Figure 1 presents a RAPD profile of OPW-1, OPB-8, OPW-7 and OPW-5 respectively. Based on these alterations GTS values was changed and calculated as 63.34%, 75%,
89.17%, 78.34% for 0.1, 0.2, 0.4 and 0.8 µl/ml doses, respectively (Table 3, Figure 1).
76
Figure 1. RAPD profiles of essential oils treated and non-treated (control) Zea mays
seedlings with four different primers
Table 3. The number of bands in control and molecular size of (base pair) disappearance (-), and/or appearance (+) of DNA bands for all primers in the EO treated maize
seedlings.
Primer
Origanum rotundifolium
Control
0.1µl/ml
0.2µl/ml
0.4µl/ml
0.8µl/ml
OPA-13
7
+
-
*ND
358
396
ND
ND
ND
ND
470
OPH-17
7
+
-
ND
1515,495,372
ND
1515,495,372,265
554
ND
554
1515
OPA-2
9
+
-
ND
461,405,341,261,128,94
ND
461,405
ND
ND
ND
461,405
OPA-1
9
+
-
ND
150
ND
ND
ND
ND
ND
ND
OPA-6
7
+
-
ND
658,350,239
715,531
658
715
239
715
239
OPH-14
9
+
-
ND
936,831,713,642,520
556
936,831,642
ND
642
ND
936,831,642
77
OPH-18
4
+
-
416
ND
416
ND
934,416
ND
ND
ND
OPY-6
10
+
-
ND
521,450,370,180,146
1027
ND
1027
ND
ND
ND
OPY-1
6
+
-
ND
565,345
641,497
ND
497
ND
497
ND
OPY-8
8
+
-
ND
830,649
ND
830,649
ND
649
ND
649
OPY-15
8
+
-
ND
724,632
ND
724,632
ND
632
ND
724,632
OPY-16
7
+
-
572
542,369
ND
369
ND
ND
ND
542
OPW-1
7
+
-
ND
705,165
NDN
705,165
ND
165
ND
165
OPB-8
8
+
-
ND
469,300
ND
469,332,300
628
ND
ND
469,359,332,300
OPW-7
6
+
-
ND
517,486,324
ND
517
ND
ND
ND
ND
OPW-5
8
+
-
ND
582,528,316
728
ND
349
ND
179
582,528,466,424,316
44
30
13
26
P o l y m o rphism
36,66
25
10,83
21,66
GTS Value
63,34
75
89,17
78,34
Total Band
120
*ND: None Detection
3.3. Effect of EO on Total Soluble Protein Level and SDS-Page Profile
Table 4 shows the soluble protein level of EO treated and untreated root and stem of
maize seedlings, separately. Soluble protein content was increased in root samples, but
not dose dependent. According to control, the soluble protein level was increased at 0.4
and 0.8µl/ml doses of stem. On the contrary, a decreasing was observed at 0.1 and 0.2µl/
ml doses of them. The closest groups to the control were observed as 53.86 ug/ul (0.2 µl/
ml) in the root and 53.21 ug/ul (0.2 µl/ml) in stem samples. Total soluble protein levels in
seedlings varied noticeably (P≤0.05) compared with the control plantlets (Table 4).
78
Table 4. Total soluble protein of Root and Stem of Zea mays seedlings
ID
Conc [ug/ul]
Root
IR*
Stem
IR*
Control
52.20a
0
54.00c
0
0.1µl/ml
54.20
3.83
a
52.34
3.07
0.2µl/ml
53.86
1.46
b
3.18
53.21
b
0.4µl/ml
55.88
c
7.04
55.19
d
2.20
0.8µl/ml
54.52b
4,44
55.32d
2.44
b
Means within each column followed by the same letter are not significantly different
at the P<0.05 level as determined by Duncan’s multiple range test
*IR: Inhibitory rate %
According to SDS-Page analysis, the separated proteins showed bands ranged from20
to 86 kDa. The accumulation of the proteins and the intensity of the bands have shown
variability. However, there are no significant changes on protein profile. Especially stem
samples have not any change when comparing with control. Although, the protein accumulation was observed at root samples, the same effect has not seen on stem samples
(Figure 2).
Figure 2. Comparison of total soluble protein levels in maize seedlings exposed to
different concentrations of essential oils.
79
4.
DISCUSSION
Plants have historically been the most important source of novel bioactive natural
compounds. An important piece of these compounds is EO, which are mixtures of volatile compounds [15]. The uses of these oils have been varying. They have been applied
against tumors for their potential anticancer effects, and also antinociceptive, antiviral,
antiphlogistic, antioxidative [15], antimicrobial [16] potential of these compounds was
studied. The diverse ecological functions of these compounds have been studied. They
can act as internal messengers, as defensive substances against herbivores or as volatiles
directing not only natural enemies to these herbivores but also attracting pollinating insects to their host [15]. Biologic activity of these compounds not limited with above-mentioned effects. Previous studies showed that these substances have allelopathic effects too.
For example, Basile et al. [17] reported that EO of Sideritis italic caused a decrease in
the percentage of seed germination and epicotyl growth in Raphanus sativus and a strong
inhibition germination in two mosses. Furthermore, it was reported that, EO of Shinus
molle had shown a dose dependent allelopathic activity on wheat germination and radical
elongation [18]. The actual mode of action of EO against to these organisms is still unclear. In the current study, we aimed to be a part of the permanent solution of this problem.
Because of the widely using of these substances, we need to clarify the mechanism of
mode of action. There are just four studies about O. rotundifolium. The workers have focused on antioxidant [2], antibacterial [19, 20] and antimicrobial [21] studies. We do not
come across any study about allelopathic or phytotoxic effects of this species. So we evaluate the allelopathic effects of EO of O. rotundifolium and its genetical mechanism. The
current studiy was carried out in the laboratory. After the information about the mechanism of action -especially genetic one, the studies can turn on agricultural or other areas.
RAPD technique was used to determine toxicological or genetical changes on toxicant treated samples from the past to present [22, 23]. It is known that the technique is
not costly even it is implemented quickly. For this reason, we applied RAPD technique
to determine DNA changes.
After the application of EO to the maize seeds, they were recovered to designate
inhibition of the germination. It was observed a certainly allelopathic effect but, not in
a dose- dependent manner. In all EO treated doses, some of the seeds did not germinate.
The germination ratio was decreased with the increasing of EO quantity (data not shown)
but some of the seeds were germinated like control at the highest dose. It is well known
that almost any substance that is inhibitory to a plant function at a particular concentration will likely prove stimulatory at some lesser concentration[24], so we can talk about
synergistic or antagonistic effects of allelochemicals. It should be born of these possible
effects of allelopathy. Accordingly, RAPD results have supported our findings (Figure 1).
The changes occurred in GTS value may arise from the possible synergic effects of EO
content. Previous study have same results with our findings [25]. Hong et al. [26] indi-
80
cated that, using thymol and ASM together against to some bacteria reduced some plant
diseases than using thymol alone. In another study, carvacrol and eugenol had shown
better inhibitory than alone uses of any of them [27]. The undulation of GTS values may
be a result of synergistic effects of any these contents (Table 3). The same results were
seen at the soluble protein level (Table 4). According to Table 4, protein level was changed, but irregularly. A decreasing was observed in stem protein level (0.1 and 0.2µl/ml),
adversely an increasing was seen in root samples. The seeds can be subjected to an EO
caused stress.
It is important that to determine the expression of the alterations occurred in RAPD
profile (Figure 1). These alterations, including mutations and rearrangements not only
change the genome profile, but also the protein profile too. According to SDS Page profiles, there is not a remarkable change except some protein accumulation (Figure 2).
Especially, there is not any change on stem’s protein profile. So RAPD changes can be
ignored. The possible mechanism of allelopathy must be related genotoxic effects of oils.
5.
CONCLUSION
As it has seen in discussion, the phytotoxic effects of natural occurred compounds
may arise from discussed mechanisms. The alterations of DNA may occur in the inactive
region of genome. However, SDS page profiles of proteins supported this theory. On the
other hand, irregular variation on the total soluble protein level may be a result of plant
stress. The germination stimulated hormones can cause seedlings too. The reason of the
irregularity at both RAPD and protein profile should be a result of synergic or antagonistic effect of oils. The EO content must be decomposing, and should be apply separately
for further studies.
Acknowledgements
This study was supported by Ataturk University BAP (2010/271) head office.
References
1.
Dikbas, N., R. Kotan, F. Dadasoglu, K. Karagöz, and R. Çakmakcý, Correlation
between major constituents and antibacterial activities of some plant essential
oils against some pathogenic bacteria, Turkish Journal of Science & Technology,
4 (1), 57-64, 2009.
2.
Goze, I., A. Alim, A.S. Tepe, M. Sokmen, K. Sevgi, and B. Tepe, Screening
of the antioxidant activity of essential oil and various extracts of Origanum
rotundifolium Boiss. from Turkey, Journal of Medicinal Plants Research, 3 (4),
246-254, 2009.
81
3.
Khanh, T.D., T.D. Xuan, and I.M. Chung, Rice allelopathy and the possibility for
weed management, Annals of Applied Biology, 151 (3), 325-339, 2007.
4.
Waller, G., Introduction-reality and future of allelopathy, Allelopathy: Chemistry
and Mode of Action of Allelochemicals (eds. Macias FA, Galindo JCG, Molinilla
HMG, Cutler HG), 1-12, 2004.
5.
Duke, S. and A. Oliva, Mode of action of phytotoxic terpenoids CRC Press,
Boca Raton, FL, 2004
6.
Chou, C.H., Introduction to allelopathy, Allelopathy, 1-9, 2006.
7.
Vasilakoglu, I., K. Dhima, E. Wogiatzi, I. Eleftherohorinos, and A. Lithourgidis,
Herbicidal potential of essential oils of oregano or marjoram (Origanum spp.)
and basil (Ocimum basilicum) on Echinochloa crus-galli (L.) P. Beauv. and
Chenopodium album L. weeds, Allelopathy Journal, 20 (2), 297-305, 2007.
8.
Cohn, B.A., Developmental and environmental origins of breast cancer: DDT as
a case study, Reproductive Toxicology, 31 (3), 302-311, 2011.
9.
Weston, D.P., J. You, and M.J. Lydy, Distribution and toxicity of sedimentassociated pesticides in agriculture-dominated water bodies of California’s
Central Valley, Environmental Science & Technology, 38 (10), 2752-2759,
2004.
10.
Li, G. and C.F. Quiros, Sequence-related amplified polymorphism (SRAP), a
new marker system based on a simple PCR reaction: its application to mapping
and gene tagging in Brassica, Theoretical and Applied Genetics, 103 (2-3), 455461, 2001.
11.
Agar, G., S. Bozari, A. Adiguzel, O. Baris, M. Gulluce, M. Sengul, and F.
Sahin, Phenotypic and genetic variation among Astragalus species from Turkey,
Romanian Biotechnological Letters, 14 (2), 4267-4274, 2009.
12.
Bradford, M.M., Rapid snd Sensitive Method for Quantitation of Microgram
Quantities of Protein Utilizing Principle of Protein-Dye Binding, Analytical
Biochemistry, 72 (1-2), 248-254, 1976.
13.
Shultz, R.W., S.B. Settlage, L. Hanley-Bowdoin, and W.F. Thompson, A
trichloroacetic acid-acetone method greatly reduces infrared autofluorescence
of protein extracts from plant tissue, Plant Molecular Biology Reporter, 23 (4),
405-409, 2005.
14.
Laemmli, U.K., Cleavage of Structural Proteins during Assembly of Head of
Bacteriophage-T4, Nature, 227 (5259), 680-&, 1970.
15.
Franz, C. and J. Novak, Sources of Essential Oils, Handbook of Essential Oils:
82
Science, Technology, and Applications,
39, 2009.
16.
Harzallah, H.J., B. Kouidhi, G. Flamini, A. Bakhrouf, and T. Mahjoub, Chemical
composition, antimicrobial potential against cariogenic bacteria and cytotoxic
activity of Tunisian Nigella sativa essential oil and thymoquinone, Food
Chemistry, 129 (4), 1469-1474, 2011.
17.
Basile, A., R.C. Cobianchi, D. Rigano, F. Senatore, M. Bruno, S. Rosselli, B.
Conte, and S. Sorbo, Potential allelopathic activity of Sideritis italica (Miller)
Greuter et Burdet essential oil, Plant Biosystems, 145 (1), 241-247, 2011.
18.
Zahed, N., K. Hosni, N. Ben Brahim, M. Kallel, and H. Sebei, Allelopathic
effect of Schinus molle essential oils on wheat germination, Acta Physiologiae
Plantarum, 32 (6), 1221-1227, 2010.
19.
Dadasoglu, F., T. Aydin, R. Kotan, A. Cakir, H. Ozer, S. Kordali, R. Cakmakci,
N. Dikbas, and E. Mete, Antibacterial Activities Of Extracts And Essential
Oils Of Three Origanum Species Against Plant Pathogenic Bacteria And Their
Potential Use As Seed Disinfectants, Journal of Plant Pathology, 93 (2), 271282, 2011.
20.
Dikbas, N., E. Bagci, R. Kotan, R. Cakmakci, H. Ozer, E. Mete, and G. Erdogan,
Comparative antibacterial activities and chemical composition of some plants’
oils against Salmonella enteritidis, Research on Crops, 11 (1), 118-124, 2010.
21.
Cetin, B., S. Cakmakci, and R. Cakmakci, The investigation of antimicrobial
activity of thyme and oregano essential oils, Turkish Journal of Agriculture and
Forestry, 35 (2), 145-154, 2011.
22.
Chen, J.Z., J.Y. Ye, H.Y. Zhang, X.J. Jiang, Y.X. Zhang, and Z.L. Liu, Freshwater
toxic cyanobacteria induced DNA damage in apple (Malus pumila), rape
(Brassica napus) and rice (Oryza sativa), Journal of Hazardous Materials, 190
(1-3), 240-244, 2011.
23.
Theodorakis, C.W. and J.W. Bickham, Molecular characterization of
contaminant-indicative RAPD markers, Ecotoxicology, 13 (4), 303-309, 2004.
24.
Carroll, L., WHAT IS ALLELOPATHY?, The History of Allelopathy, 1, 2007.
25.
Bozari, S., G. Agar, O. Aksakal, F.A. Erturk, and D. Yanmis, Determination
of chemical composition and genotoxic effects of essential oil obtained from
Nepeta nuda on Zea mays seedlings, Toxicology and Industrial Health, 2012.
26.
Hong, L.Z., Radix linderae essential oil improving the immunity activities and
preventing the occurrence of decubitus in aged people, Journal of Medicinal
Plants Research, 5 (16), 3733-3738, 2011.
83
27.
84
Zhang, D.L., H.P. Hu, Q.X. Rao, and Z.H. Zhao, Synergistic Effects and
Physiological Responses of Selected Bacterial Isolates from Animal Feed to
Four Natural Antimicrobials and Two Antibiotics, Foodborne Pathogens And
Disease, 8 (10), 1055-1062, 2011.
Bayram Gündüz
ISSN:2147-7930
Cilt/Volume:1
Sayı/ Issue:1
Haziran/June: 2013
EFFECT OF MOLARITY AND SOLVENT ON
THE OPTICAL PARAMETERS OF THE LIQUIDCRYSTALLINE POLYMER F8T2 AND SURFACE
MORPHOLOGY PROPERTIES OF THE F8T2 FILM
Bayram GÜNDÜZ*
Muş Alparslan University, Faculty of Education, Department of Science Education, Muş, 49250, Turkey
Abstract
In this study, we investigated the surface morphology of the liquid-crystalline polymer poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-bithiophene] (F8T2) film by high performance atomic force microscopy and
the surface roughness parameters of the F8T2 film such as; roughness average (sa), root mean square
roughness (sq), surface skewness (ssk) and surface kurtosis (sku) value were obtained. Also, we reported
the morphology of the cross-section (wall) and height histogtams of the F8T2 film by AFM. The positive skewness and high kurtosis of the F8T2 film are desirable to achieve low friction applications. The
ratios of the sq to the sa for the F8T2 film were found to be 1.271 and 1.292. Then, we investigated in
detail the optical properties of the solutions of the F8T2 polymer for different molarities and solvents.
The absorbance, molar extinction coefficient (ε) and mass extinction coefficient (α) values of the F8T2
polymer decrease with decreasing molarity. The average transmittance, absorption band edge, direct (Egd)
and indirect (Egid) energy-gap values of refraction of the F8T2 polymer increase with decreasing molarity.
The maximum absorption wavelength (λmax) of the solutions of the F8T2 for 1.200 and 0.800 µM was
found to be 455 nm, while the λmax of the F8T2 polymer for DCM, THF and Chloroform solvents were
found to be 447, 453 and 455 nm, respectively. The yellow light of the F8T2 polymer is emitted 586
nm. The maximum mass extinction coefficient (αmax) values at maximum molar extinction coefficient
(εmax) (2.246x106 and 1.736x106 Lmol-1cm-1, respectively) of the solutions of the F8T2 polymer for 1.200
and 0.800 µM were found to be 59.105 and 45.684 Lg-1cm-1, respectively, while the αmax values at εmax
(2.461x106, 2.371x106 and 2.246x106 Lmol-1cm-1, respectively) of the F8T2 polymer for DCM, THF and
Chloroform solvents were found to be 64.763, 62.395 and 59.105 Lg-1cm-1, respectively. The Egd values
(2.413 and 2.387 eV, respectively) of the F8T2 polymer for 0.800 µM and Chloroform solvent are the
highest values, while the Egd values (2.220 and 2.279 eV) of the F8T2 polymer for 19.737 µM and THF
solvent are the lowest values. The Egid values (2.345 and 2.305 eV, respectively) of the F8T2 polymer for
0.800 µM and Chloroform solvent are the highest values, while the Egid values (2.113 and 2.053 eV) of
the F8T2 polymer for 19.737 µM and THF solvent are the lowest values. The obtained Egid values of the
F8T2 polymer are more lower than that of the obtained Egd values of the F8T2 polymer. Thus, the optical
band-gap of the solution of the F8T2 polymer was decreased with increasing molarity and using THF
solvent among DCM, THF and Chloroform solvents.
Keywords: surface roughness parameters, F8T2, molar/mass extinction coefficient, molarity, optical
band gap, optical parameters.
Corresponding author: [email protected]; [email protected] (B. Gunduz)
Tel.:+904362130013-2104, Fax: +904362120853
85
Gündüz, B.
1. INTRODUCTION
In recent years, organic single crystals grown from small-molecule semiconductors
have received increased interest because of their utilization in both fundamental and
applied science [1-3]. Polymeric semiconductors (PSs) are a very promising and versatile
materials family for flexible electronics [4]. These materials dissolve in common organic
solvents and can be processed from a liquid solution [4]. Such solutions are often
called ‘semiconducting inks’ because of the deposition and patterning using low-cost
technologies [4]. Conjugated polymers with liquid-crystalline behavior are of great
interest for optical and electronic applications [5]. Poly(9,9-dioctylfluorene) (F8), which
contains only a fluorene backbone, exhibits blue emission and various morphological
behaviors [6-8]. Fluorene-type polymers have emerged as an important class of conducting
polymers owing to their efficient emission, high stabilities and relatively high mobility
[7]. Fluorene-type polymers also have the potential for full color emission via energy
transfer to longer wavelength emitters in blends with other emissive materials [7]. The
liquid-crystalline polymer poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-bithiophene] (F8T2) is
a promising material for transistor applications as well as optical applications (e.g., solar
cells and photodiodes) [5] because it shows high field-effect mobility together with good
stability [5,9-11]. The F8T2 polymer exhibits good hole transporting properties [12] and
excellent thermotropic liquid crystallinity [13-17]. It has also well been explored in the
area of organic field-effect transistors [16], with good hole transporting properties [18].
Atomic Force Microscopy (AFM) image is significant in order to investigate
structural properties of a material. AFM has become a popular method of investigating
the surface structures of the materials and gives the surface topography images in one
dimensional (1D)/three dimensional (3D) by scanning with a cantilever tip over a surface.
The knowledge of the surface topography at nanometric resolution made possible to
probe dynamic biological process [19,20], tribological properties [21,22], mechanical
manufacturing [23] and mainly thin film surfaces [24,25]. It is a useful method to study
morphology and texture of diverse surfaces of the materials because of the effect on the
electrical and optical properties of the materials/devices [26]. The two key parameters
used to characterize the asymmetry and the flatness of the surface distribution are the
skewness and kurtosis, which correspond to the third and fourth moments of the density
function, respectively [27]. For the Gaussian distribution, the skewness is equal to zero
and the kurtosis is equal to three [27].
The nonlinear optical properties, such as optical absorption [28,29], have shown high
potential [30] for device applications in far- infrared laser amplifiers [31], photo-detectors
[32], and high speed electro-optical modulators [33].
There isn’t any reports in the literature about the surface roughness parameters of the
only F8T2 polymer film such as; roughness average (sa), root mean square roughness
(sq), surface skewness (ssk) and surface kurtosis (sku). Similarly, there isn’t any reports
about the morphology of the cross-section and height histogtams of the F8T2 polymer
86
Gündüz, B.
film. There isn’t any reports in the literature about the optical properties of the solutions
of the liquid-crystalline polymer F8T2 for different molarities and solvents. This solution
technique for investigation of the optical properties of the soluble materials is more
cheaper than a film technique, because I didn’t need to any deposition devices such as
spin-coater, thermal evaporation devices, which are more expensive devices, to investigate
the optical properties of the F8T2 polymer. This solution technique is more accurate than
a film technique, because prior, during and after the coating of a film, various impurities
may occur on the surface of the film and these disadvantages adversely affect the optical
properties of the material.
In this study, we investigated the surface morphology of the liquid-crystalline polymer
poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-bithiophene] (F8T2) film by high performance
atomic force microscopy and the surface roughness parameters of the F8T2 film such
as; roughness average (sa), root mean square roughness (sq), surface skewness (ssk) and
surface kurtosis (sku) value were obtained. Also, we are reporting the morphology of the
cross-section (wall) and height histogtams of the F8T2 film by AFM. Then, we investigated
in detail the optical properties of the solutions of the poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7diyl)-co-bithiophene] (F8T2) for different molarities and solvents. To investigate optical
properties, the F8T2 polymer for different molarities and solvents homogeneously
dissolved. The optical measurements were conducted on a Shimadzu model UV-1800
Spectrophotometer. The effect of the molarities and solvents on the optical parameters
such as molar extinction coefficient, mass extinction coefficient, average transmittance,
absorb wavelength, absorption band edge, direct and indirect optical band gap were
investigated. The optical band-gap of the solution of the F8T2 polymer was improved
with molarities and solvents.
2. EXPERIMENTAL
The liquid-crystalline polymer poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-bithiophene]
(F8T2) and solvents which are Dichloromethane (DCM), Tetrahydrofuran (THF) and
Chloroform used in this study were purchased from Sigma–Aldrich Co. The chemical
structure of the liquid-crystalline polymer F8T2 is shown in Fig. 1. This section has
been occurred in three stages. In the first stage, we prepared the F8T2 film for AFM at
16.447 µM molarity, in the second stage, we prepared the stock solutions of the F8T2 for
different molarities and solvents and in the last stage, we recorded optical measurements
of the solutions of the F8T2 polymer for different molarities and solvents.
Fig. 1. The chemical structure of the liquid-crystalline polymer F8T2.
87
Gündüz, B.
2.1. Preparation of the F8T2 film for surface morphology
To prepare the F8T2 film, the F8T2 material weighed with a AND-GR-200 Series
Analytical Balance for 16.447 µM, then it was dissolved homogeneously in 10 mL
volume of Chloroform and it was filtered through PTFE membrane filter to obtain better
film. Ultimately, the solution of the F8T2 filtered was coated on cleaned microscopy
glass. After the coating, the film was dried at 80 ºC for 10 minute to evaporate the solvent
and remove organic residuals. Surface morphology of the F8T2 film was investigated by
high performance atomic force microscopy (hpAFM, NanoMagnetics Instruments Co.)
with PPP-XYNCHR type Cantilever at dynamic mode.
2.2. Preparation of the stock solutions of the F8T2 polymer for different molarities
and solvents
The average molecular weight and formula of the liquid-crystalline polymer F8T2 is
38000 g/mol [18] and (C37H44S2)n, respectively. To prepare the stock solutions at different
molarities, firstly the F8T2 polymer weighed with a AND-GR-200 Series Analytical
Balance for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM molarities and for 1.200 µM
of the different solvents (DCM, THF and Chloroform). Then, these weighed F8T2
polymers for different molarities (0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM) dissolved
homogeneously in 6 mL volume of Chloroform solvent and others which are for different
solvents dissolved homogeneously in 6 mL volume of DCM, THF and Chloroform
solvents. Finally, prepared all the solutions of the F8T2 polymer were filtered through
PTFE membrane filter to obtain better results of the optical measurements. The real
pictures of the solutions of the F8T2 polymer dissolved in Chloroform, THF and DCM
solvent are shown in Fig. 2.
Fig. 2. The real pictures of the solutions of the F8T2 polymer dissolved in Chloroform,
THF and DCM solvent.
88
Gündüz, B.
2.3. The optical measurements of the solutions of the F8T2 polymer for different
molarities and solvents
We used the cylindrical cuvettes (Hellma QS-100) of 3.5 mL volume and 10 mm
optical path length for all the solutions of the F8T2 polymer. The optical measurements of
all the solutions of the F8T2 polymer for different molarities and solvents were recorded
by a Shimadzu model UV-1800 Spectrophotometer in the wavelength 1100-190 nm at
room temperature.
3. RESULTS AND DISCUSSION
This section has been occurred in three stages. In the first stage, we investigated the
surface morphology properties of the F8T2 film. In the second stage, we investigated
in detail the optical properties of the solutions of the F8T2 polymer for 0.800, 1.200,
2.056, 4.112 and 19.737 µM. The effect of the molarity on the optical parameters
such as molar extinction coefficient, maximum mass extinction coefficient, average
transmittance, absorb wavelength, absorption band edge, direct and indirect optical band
gap were investigated. In the last stages, we investigated in detail the optical properties
of the solutions of the F8T2 polymer for 1.200 µM of the different solvents (DCM, THF
and Chloroform). The effect of the DCM, THF and Chloroform solvents on the optical
parameters such as molar extinction coefficient, maximum mass extinction coefficient,
average transmittance, absorb wavelength, absorption band edge were investigated.
3.1. Surface morphology properties of the F8T2 film
Surface morphology properties of the F8T2 film were investigated by high performance
atomic force microscopy. The scan area was chosen as 5x5 µm2. Figs. 3 show the phase
images of the F8T2 film for 5x5 µm2 scan area, respectively. As seen in Figs. 3, the phase
images consist of the bumpy (pit and mound) regions. Similarly, Figs. 4(a,b) show one
(1D) and three dimensional (3D) topography images of AFM of the F8T2 film for 5x5
µm2 scan area, respectively. As seen in Figs. 4(a,b), the topography images also have
the light, dark and bumpy regions. The color intensity as seen in Figs. 4(a,b) shows the
vertical profile of the material surface, with light regions being the highest points and the
dark points representing the depressions and pores [26].
89
Gündüz, B.
Fig. 3. The phase images of the F8T2 film for 5x5 µm2 scan area.
(a)
90
Gündüz, B.
(b)
Fig. 4. (a) One (1D) and (b) three dimensional (3D) for 5x5 µm2 scan area topography
images of AFM of the F8T2 film.
The differences in the surface morphology of the F8T2 film investigated in terms of
four types of roughness parameters such as; roughness average (sa), root mean square
roughness (sq), surface skewness (ssk), and surface kurtosis (sku).
In this study, the surface roughness parameters of the F8T2 film such as; roughness
average (sa), root mean square roughness (sq), surface skewness (ssk) and surface
kurtosis (sku) value were obtained from the AFM images with an AFM software program
and given in Table 1. As seen in Table 1, the roughness average (sa) values (3.097 and
1.862 nm, respectively) of the F8T2 film for 5x5 µm2 scan area are lower than that of
the root mean square roughness (sq) values (3.936 and 2.406 nm, respectively). For a
Gaussian distribution of asperity height, statistical theory shows that the ratio of sq to sa
should be 1.25. Ward [34] notes that the asperity height distribution of most engineering
surfaces (tribology) may be approximated by a Gaussian distribution with sq/sa values
of up to 1.31. The sq/sa values (1.271 and 1.292, respectively) of the F8T2 film for 5x5
µm2 scan area are reasonably close to the value of 1.25 predicted by theory. This result is
significant since it indicates that, at the imaging scale, the asperity height distribution of
these surfaces are approximately Gaussian and that the statistical relationships for surface
roughness are applicable [20].
As seen in Table 1, the surface skewness (ssk) values (1.230 and 0.713, respectively)
of the F8T2 film for 5x5 µm2 scan area are positive values which positive values show that
the peaks are dominant on the surface. The distribution of positive and negative values
indicates the existence of protruding grains [20] and presence of peaks is prevailing [35].
91
Gündüz, B.
Surfaces with a positive skewness, such as turned surfaces have fairly high spikes that
protrude above a flatter average [26]. Skewness describes the asymmetry of the height
distribution (HD) and is equal to 0 for a Gaussian surface [36]. The surface of the F8T2
film for 5x5 µm2 scan area have a simple shape and more advanced parameters are needed
to fully describe the surface structure because of the ssk values (1.230 and 0.713) <1.5. It
is observed that positive skewness values of the F8T2 film predict higher contact force,
real area of contact, number of contacting asperities, tangential and adhesion forces than
the Gaussian case [27]. It is observed that positive skewness of the F8T2 film results in
lower friction coefficient values than the Gaussian case [27]. A positive ssk values of the
F8T2 film as seen also in Figs. 4(a,b) indicate a surface with islands and an asymmetry in
the height histogram and an additional Gaussian component in the HD [36].
Kurtosis is a measure of the sharpness of the surface height distribution and for a
Gaussian surface equals 3 [36]. As seen in Table 1, the surface kurtosis (sku) values
(7.836 and 4.192, respectively) of the F8T2 film for 5x5 µm2 scan area are higher than
3 which indicate the low valleys with bumpy surface as seen also in Figs. 4(a,b). In the
literature [30], for spiky surfaces, sku>3; for bumpy surfaces, sku<3; perfectly random
surfaces have kurtosis 3. The results of the sku values of the F8T2 film show that the
F8T2 film indicates spiky [20] and sharp islands or holes [36] surfaces as seen in Figs.
4(a,b). It is known that the rough surfaces with positive skewness and high kurtosis values
reduce friction [37,38]. The positive skewness and high kurtosis of the F8T2 film are
desirable to achieve low friction applications [27]. The distributions with kurtosis values
higher than three of the F8T2 film predict higher contact and friction parameters with
larger deviations compared to the Gaussian case [27]. The effect of skewness and kurtosis
on the static friction coefficient is significant practical engineering field [27]. The effect
of kurtosis on the static friction coefficient of the F8T2 film is different, because different
trends are observed for kurtosis >3 [27].
Figs. 5(a,b) show the histogram and cross-section plots of the F8T2 film for 5x5 µm2
scan area, respectively. The histogram is a graph of neighboring columns (or bins). Each
column represents a height range. The height of each column represents the number of
image pixels which have a height value in the particular range. As seen in Fig. 5a, all
columns have the same width, i.e. they represent the same height span. If the surface
is random, the histogram will be bell shaped with the bell top at the mean height in the
image [39].
Table 1. The roughness average (sa), root mean square roughness (sq), surface
skewness (ssk) and surface kurtosis (sku) values of the F8T2 film.
sa (nm)
3.097
92
5x5 µm2 scan area
sq
ssk
(nm)
3.936
1.230
sku
7.836
sa
(nm)
1.862
1x1 µm2 scan area
sq (nm)
ssk
2.406
0.713
sku
4.192
Gündüz, B.
(a)
(b)
Fig. 5. (a) The histogram and (b) cross-section for 5x5 µm2 scan area plots of the
F8T2 film.
3.2. The effect on optical parameters of the molarity
The absorbance (Abs.) spectra of the solutions of the F8T2 were taken to investigate
their optical properties for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM molarities and
the plot of the absorbance vs. wavelength is shown in Fig. 6. As seen in Fig. 6, the
absorbance values of the solutions of the F8T2 exist in the near ultraviolet (200-380
nm) and visible region (380-780 nm). This shows that the near ultraviolet and visible
regions are very significant regions for the liquid-crystalline polymer F8T2. As seen in
Fig. 6, the uncertainty which results from the high molarity in the absorbance values
of the solution of the F8T2 for 19.737, 4.112 and 2.056 µM molarities in the range of
about 250 and 510 nm is becoming gradually disappear with decreasing molarity and
all the absorbance values of the F8T2 can be clearly appeared after the molarity values
of less than 2.056 µM. As seen in Fig. 6, the absorbance values of the F8T2 polymer
decrease with decreasing molarity and there is a pit in the near ultraviolet and there is a
peak in the visible region. The maximum absorption wavelength (λmax) of the solutions
93
Gündüz, B.
of the F8T2 for 1.200 and 0.800 µM was found to be 455 nm. It is observed that the
Absmax value of the solution of the F8T2 was obtained in the visible region. Thus, the
absorbance (Absmax) values at λmax of the solutions of the F8T2 polymer for 1.200 and
0.800 µM were found to be 2.695 and 1.389, respectively. It is observed that the Absmax
value of the solution of the F8T2 polymer can be decreased with decreasing molarity.
As seen in Fig. 6, the curves of the plots of the solutions of the F8T2 polymer in the
near ultraviolet region consist of the maximum and minimum absorption wavelengths.
The maximum absorption wavelengths (λmax) of the solutions of the F8T2 for 4.112,
2.056, 1.200 and 0.800 µM were found to be about 250 nm. The minimum absorption
wavelengths (λmin) of the solutions of the F8T2 for 4.112, 2.056, 1.200 and 0.800 µM
were found to be about 312 nm. It is observed that the pits of the solutions of the F8T2
were obtained in the near ultraviolet region. Finally, as seen in Fig. 6, the absorbance
values of the solutions of the F8T2 polymer sharply decrease after λmax value (at 455
nm) and the yellow light of the F8T2 polymer is emitted 586 nm. This situation is very
significant and is prefered for high spectral optical/electrical/opto-electronic devices.
The molar extinction coefficient (ε) values of the solutions of the F8T2 polymer can
be determined with an equation known as the Beer–Lambert law [40],
ε=
Abs
cl
(1)
where Abs is an actual absorption, Ɩ is an optical path length, and c is the molar
concentration of the used cuvettes. The ε values of the solutions of the F8T2 were
calculated from Eq. (1). The ε plot of the solutions of the F8T2 polymer for 0.800,
1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM is shown in Fig. 7. As seen in Fig. 7, the ε values
of the solutions of the F8T2 polymer exist in the near ultraviolet and visible region.
As seen in Fig. 7, the ε values of the F8T2 polymer can be clearly appeared after the
molarity values of less than 2.056 µM.
Fig. 6. The plot of the absorbance vs. wavelength of the solutions of the F8T2 polymer
for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM.
94
Gündüz, B.
As seen in Fig. 7, the molar extinction coefficient of the F8T2 polymer decreases
with decreasing molarity. The maximum molar extinction coefficient (εmax) at λmax value
(455 nm) of the solutions of the F8T2 polymer for 1.200 and 0.800 µM were found to be
2.246x106 and 1.736x106 Lmol-1cm-1, respectively. It is observed that the εmax value of the
solution of the F8T2 polymer can be decreased with decreasing molarity. The ε values
of the solutions of the F8T2 polymer sharply decrease after λmax value (at 455 nm). It is
observed that the molar extinction coefficient values of the F8T2 polymer are the lowest
values for yellow light emitted at 586 nm.
The mass extinction coefficients (α) can be calculated by [41],
α=
ε
MA
(2)
where MA is the molecular mass of the material which is the average 38000 g/mol [18]
of the liquid-crystalline polymer F8T2. The maximum mass extinction coefficient (αmax)
at εmax values (2.246x106 and 1.736x106 Lmol-1cm-1, respectively) of the solutions of the
F8T2 polymer for 1.200 and 0.800 µM were found to be 59.105 and 45.684 Lg-1cm-1,
respectively. It is observed that the αmax value of the solution of the F8T2 polymer can be
decreased with decreasing molarity.
Fig. 7. The molar extinction coefficient (ε) plot vs. λ of the solutions of the F8T2
polymer for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM.
The transmittance spectra of the solutions of the F8T2 polymer were taken to
investigate their optical properties for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM and
95
Gündüz, B.
the plot of the transmittance vs. wavelength is shown in Fig. 8a. As seen in Fig. 8a, the
transmittance spectra of the solutions of the F8T2 polymer exists in the near ultraviolet
and visible region and the transmittance of the F8T2 polymer increases with decreasing
molarity. As seen in Fig. 8a, the uncertainty which results from the high molarity in the
transmittance spectra of the solution of the F8T2 polymer for 19.737, 4.112 and 2.056 µM
in the range of about 250 and 510 nm is becoming gradually disappear with decreasing
molarity and all the transmittance values of the F8T2 polymer can be clearly appeared
after the molarity values of less than 2.056 µM. As seen in Fig. 8a, there is a peak in the
near ultraviolet and there is a pit for 0.800 µM in the visible region and the transmittance
spectra of the solutions of the F8T2 polymer for 0.800 µM sharply increases in the
range of about 455 and 525 nm. In the near ultraviolet and visible region, the average
transmittance (Tavg) values of the solutions of the F8T2 polymer for 0.800, 1.200, 2.056,
4.112 and 19.737 µM were calculated and given in Table 2. As seen in Table 2, the Tavg
values of the F8T2 polymer in the visible region are higher than that of the values in
the near ultraviolet region. As seen in Table 2, the Tavg values (59.162 and 73.160%,
respectively) of the F8T2 polymer for 0.800 µM in the near ultraviolet and visible region
are the highest values, while the Tavg values (0.992 and 57.852%, respectively) for 19.737
µM are the lowest values. It is observed that the average transmittance values of the
solutions of the F8T2 in the near ultraviolet and visible region decrease with increasing
molarity. To estimate the absorption band edge of the solutions of the F8T2 polymer, the
first derivative of the optical transmittance can be computed. For this purpose, we plotted
the curves of dT/dλ versus λ of the solutions of the F8T2 polymer for 0.800, 1.200,
2.056, 4.112 and 19.737 µM, as shown in Fig. 8b. As seen in Fig. 8b, the maximum peak
position corresponds to the absorption band edge and there is a small shift in the direction
of the higher wavelengths with increasing molarity. The absorption band edge values of
the solutions of the F8T2 for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM were calculated
from the maximum peak position and given in Table 2. As seen in Table 2, the maximum
peak values of the solutions of the F8T2 polymer vary from 523 to 563 nm. This result
suggests that the absorption band edge values of the solutions of the F8T2 polymer shift
from 2.371 to 2.203 eV with increasing molarity, that is, the absorption band edge of the
solutions of the F8T2 polymer decreases with increasing molarity.
96
Gündüz, B.
(a)
(b)
Fig. 8. (a) The plot of the transmittance vs. λ and (b) the curves of dT/dλ vs. λ of the
solutions of the F8T2 polymer for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM.
The optical band gap of optical transitions can be obtained dependence of absorption
coefficient (α) on photon energy. It is evaluated that the band structure of the solution
obeys the rule of direct transition and in a direct band gap material; the absorption
coefficient dependence on photon energy is analyzed by [42],
α = A(hν − E g ) m (3)
where A is a constant, hν is the photon energy, Eg is the optical band and m is the
parameter measuring type of band gaps. To determine the optical band gap of the solutions
of the F8T2 polymer for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM, the (αhν)2 plot vs.
97
Gündüz, B.
the photon energy E of the F8T2 polymer is shown in Fig. 9a. As seen in Fig. 9a, there is
a linear region for the direct band gap Egd values of the F8T2 polymer. By extrapolating
the linear plot to (αhν)2=0, the Egd values of the F8T2 polymer were obtained and given
in Table 2. As seen in Table 2, the Egd value (2.413 eV) of the F8T2 polymer for 0.800
µM is the highest value of all the molarities, while the Egd value (2.220 eV) of the F8T2
polymer for 19.737 µM is the lowest value. This suggests that the direct energy-gap of the
F8T2 polymer can be more decreased with increasing molarity. Similarly, the dependence
on photon energy E of (αhν)1/2 for indirect band gap region of the solutions of the F8T2
polymer for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM is shown in 9b. As seen in Fig. 9b,
there is a linear region for the indirect band gap of the F8T2 polymer. By extrapolating
the linear plot to (αhν)1/2=0 at the linear region, the indirect energy gap Egid values of
the F8T2 polymer were obtained and given in Table 2. The Egid value (2.345 eV) of
the F8T2 polymer for 0.800 µM is the highest value of all the molarities, while the Egid
value (2.113 eV) of the F8T2 for 19.737 µM is the lowest value. The Egd and Egid values
of the F8T2 polymer were in agreement with the 2.4 eV [7,16] and 2.28 eV [43] values
in the literature. This small discrepancy in the band-gap of the F8T2 polymer originates
from difference of the molarity, process of the coating of the film and calculating method
of the optical band-gap. This results suggest that the indirectc energy-gap of the F8T2
polymer can be more decreased with increasing molarity. It is observed that the obtained
optical indirect energy-gap Egid values of the F8T2 polymer are more lower than that of
the obtained optical direct energy-gap Egd values of the F8T2 polymer. As seen in Table
2, the obtained Egd and Egid values from the plots of (αhν)2 and (αhν)1/2 vs. E of the F8T2
polymer for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM are close to values of the first
decrease of transmittance of the F8T2 polymer anda re close to values of the absorption
band edge of the F8T2 polymer. It is observed that the optical band-gap of the F8T2
polymer can be found from the plots of (αhν)2 and (αhν)1/2 vs. E, the absorption band edge
and the first decrease of transmittance spectra of the F8T2 polymer.
Table 2. The Tavg-NU (in the near ultraviolet region), Tavg-V (in the visible region), λmax.
,
absorption band edge, Egd, Egid, λTfd (wavelengths at first decrease of transmittance)
peak
and ETfd values of the solutions of the F8T2 for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM.
λmax.
Molarity
(µM)
Tavg-NU
(%)
Tavg-V
(%)
0.800
59.162
73.160
523
1.200
35.038
68.576
2.056
12.845
66.333
98
Absorption
band edge
(eV)
Egd
(eV)
Egid
(eV)
λTfd
(nm)
ETfd (eV)
2.371
2.413
2.345
522
2.376
531
2.335
2.387
2.305
528
2.349
536
2.313
2.361
2.265
534
2.322
peak
(nm)
Gündüz, B.
4.112
3.131
64.934
545
2.275
2.333
2.225
545
2.275
19.737
0.992
57.852
563
2.203
2.220
2.113
561
2.210
(a)
(b)
Fig. 9. (a) The (αhν)2 plot vs. the photon energy (E) (b) the (αhν)1/2 plot vs. E of the
F8T2 polymer for 0.800, 1.200, 2.056, 4.112 and 19.737 µM.
3.3. The effect on optical parameters of the solvents
The Abs. spectra of the solutions of the F8T2 polymer were taken to investigate their
optical properties for 1.200 µM of the DCM, THF and Chloroform solvents and the plot
of the Abs. vs. λ is shown in Fig. 10. As seen in Fig. 10, the absorbance values of the
solutions of the F8T2 polymer exist in the near ultraviolet and visible region. Although
there is a small difference absorbance of the F8T2 polymer for DCM, THF and
Chloroform solvents, the curves of the absorbance of the F8T2 polymer are compatible
with each other. The maximum absorption wavelengths (λmax) of the solutions of the
F8T2 polymer for DCM, THF and Chloroform solvents were found to be 447, 453
and 455 nm, respectively. It is observed that the Absmax values of the solution of the
F8T2 polymer were obtained in the visible region. Thus, the Absmax values at λmax of the
solutions of the F8T2 polymer for DCM, THF and Chloroform solvents were found to
99
Gündüz, B.
be 2.953, 2.845 and 2.695, respectively. It is observed that the Absmax value (2.953) of
the solution of the F8T2 polymer for DCM solvent is the highest value, while the Absmax
value (2.695) of the F8T2 polymer for Chloroform solvent is the lowest value. Finally,
as seen in Fig. 10, the absorbance values of the solutions of the F8T2 polymer sharply
increase until λmax values of the F8T2 polymer, then the absorbance values sharply
decrease after these λmax values.
The molar extinction coefficient (ε) values of the solutions of the F8T2 polymer for
DCM, THF and Chloroform solvents were calculated from Eq. (1). The ε plot vs. λ of
the F8T2 polymer is shown in Fig. 11. The maximum molar extinction coefficient (εmax)
values at λmax (at 447, 453 and 455 nm, respectively) of the F8T2 polymer for DCM, THF
and Chloroform solvents were found to be 2.461x106, 2.371x106 and 2.246x106 Lmol1
cm-1, respectively. It is observed that the εmax value (2.246x106 Lmol-1cm-1) of the F8T2
polymer for Chloroform solvent is the lowest value, while the εmax value 2.461x106 Lmol1
cm-1) of the F8T2 polymer for DCM solvent is the highest value.
The maximum mass extinction coefficient (αmax) at εmax values 2.461x106, 2.371x106
and 2.246x106 Lmol-1cm-1, respectively) of the F8T2 polymer for DCM, THF and
Chloroform solvents were calculated from Eq. (2) and found to be 64.763, 62.395 and
59.105 Lg-1cm-1, respectively. It is observed that the αmax value (64.763 Lg-1cm-1) of the
F8T2 polymer for DCM solvent is the highest value, while the αmax value (59.105 Lg1
cm-1) of the F8T2 polymer for Chloroform is the lowest value. It is observed that the
αmax value of the solution of the F8T2 polymer can be changed with different solvents.
Fig. 10. The plot of the absorbance vs. wavelength of the solutions of the F8T2
polymer for 1.200 µM of the DCM, THF and Chloroform solvents.
100
Gündüz, B.
Fig. 11. The molar extinction coefficient (ε) plot vs. λ of the solutions of the F8T2
polymer for DCM, THF and Chloroform solvents.
The plot of the transmittance vs. λ of the F8T2 polymer for DCM, THF and
Chloroform solvents is shown in Fig. 12a. As seen in Fig. 12a, there is a peak in the
near ultraviolet and there is a pit in the visible region. In the near ultraviolet and visible
region, the average transmittance (Tavg) values of the solutions of the F8T2 polymer for
DCM, THF and Chloroform solvents were calculated and given in Table 3. As seen in
Table 3, the Tavg values of the F8T2 polymer in the visible region are higher than that of
the values in the near ultraviolet region. As seen in Table 3, the Tavg values (11.302 and
19.150%, respectively) of the F8T2 polymer for DCM in the near ultraviolet and visible
region are the lowest values, while the Tavg values (35.038 and 68.576%, respectively)
for Chloroform solvent are the highest values. These results show that the solvents are
significant effect on the transmittance values of the F8T2 polymer in the near ultraviolet
and visible region. To estimate the absorption band edge of the F8T2 polymer, we plotted
the curves of dT/dλ vs. λ of the F8T2 polymer for DCM, THF and Chloroform solvents,
as shown in Fig. 12b. As seen in Fig. 12b, there is a big shift in the curves of dT/dλ of the
F8T2 with different solvents and is an uncertainty in the curves of dT/dλ of the F8T2 for
DCM and THF solvents, but the maximum peak can be clearly appeared for Chloroform.
Thus, we can calculate the absorption band edge value (2.335 eV) of the F8T2 polymer
for Chloroform, but the absorption band edge values of the F8T2 polymer for DCM and
THF solvents can not be accurately calculat ed from the maximum peak position.
101
Gündüz, B.
(a)
(b)
Fig. 12. (a) The plot of the transmittance vs. λ and (b) the curves of dT/dλ vs. λ of the
solutions of the F8T2 polymer for DCM, THF and Chloroform solvents.
To determine the optical band gap Eg of the solutions of the F8T2 polymer for DCM,
THF and Chloroform solvents, the (αhν)2 plot vs. the photon energy E of the F8T2
polymer is shown in Fig. 13a. The Egd values of the F8T2 polymer were obtained and
given in Table 3. As seen in Table 3, the Egd value (2.387 eV) of the F8T2 polymer for
Chloroform solvent is the highest value, while the Egd value (2.279 eV) of the F8T2
polymer for THF solvent is the lowest value. This suggests that the direct energy-gap of
the F8T2 polymer changes with different solvents. Similarly, the dependence on photon
energy E of (αhν)1/2 for indirect band gap Egid region of the solutions of the F8T2 polymer
for DCM, THF and Chloroform solvents is shown in 13b. The Egid values of the F8T2
polymer were obtained and given in Table 3. As seen in Table, the Egid value (2.305 eV) of
the F8T2 polymer for Chloroform solvent is the highest value, while the Egid value (2.053
eV) of the F8T2 polymer for THF solvent is the lowest value. The Egd and Egid values of
the F8T2 polymer were in agreement with the 2.4 eV [7,16] and 2.28 eV [43] values in
the literature. These results suggest that the Egd and Egid values for THF solvent are lower
than that of the values for Chloroform solvent and the obtained Egid values of the F8T2
are more lower than that of the obtained Egd values of the F8T2 polymer. Thus, to obtain
more lower direct and/or indirect energy-gap of the F8T2 polymer can be prefered THF
solvent.
Table 3. The Tavg-NU (in the near ultraviolet region), Tavg-V (in the visible region), Egd
and Egid, values of the solutions of the F8T2 for DCM, THF and Chloroform solvents.
Solvents
Tavg-NU (%)
Tavg-V (%)
DCM
11.302
19.150
2.308
2.153
THF
20.019
44.796
2.279
2.053
Chloroform
35.038
68.576
2.387
2.305
102
Egd (eV)
Egid (eV)
Gündüz, B.
(a)
(b)
Fig. 13. (a) The (αhν) plot vs. the photon energy (E) (b) the (αhν)1/2 plot vs. E of the
F8T2 polymer for DCM, THF and Chloroform solvents.
2
4. CONCLUSIONS
We investigated the surface morphology of the liquid-crystalline polymer F8T2 film
by high performance atomic force microscopy and reported the morphology of the crosssection (wall) and height histogtams of the F8T2 film by AFM. The positive skewness
and high kurtosis of the F8T2 film are desirable to achieve low friction applications.
The root mean square roughness (sq)/the roughness average (sa) values (1.271 and
1.292, respectively) of the F8T2 film for 5x5 µm2 and 1x1 µm2 scan area are reasonably
close to the value of 1.25 predicted by theory. Then, we investigated in detail the optical
properties of the solutions of the F8T2 polymer for different molarities and solvents.
This solution technique for investigation of the optical properties of the soluble materials
is more cheaper than a film technique, because I didn’t need to any deposition devices
such as spin-coater, thermal evaporation devices, which are more expensive devices, to
investigate the optical properties of the F8T2 polymer. This solution technique is more
accurate than a film technique, because prior, during and after the coating of a film,
various impurities may occur on the surface of the film and these disadvantages adversely
affect the optical properties of the material. The maximum absorption wavelength (λmax)
of the solutions of the F8T2 for 1.200 and 0.800 µM was found to be 455 nm, while
the λmax of the F8T2 polymer for DCM, THF and Chloroform solvents were found to
be 447, 453 and 455 nm, respectively. The yellow light of the F8T2 polymer is emitted
586 nm. The maximum mass extinction coefficient (αmax) value (64.763 Lg-1cm-1) of the
103
Gündüz, B.
F8T2 polymer for DCM solvent is the highest value, while the αmax value (59.105 Lg1
cm-1) of the F8T2 polymer for Chloroform is the lowest value. The absorption band edge
values of the solutions of the F8T2 polymer shift from 2.371 to 2.203 eV with increasing
molarity. The direct energy-gap (Egd) values (2.413 and 2.387 eV, respectively) of the
F8T2 polymer for 0.800 µM and Chloroform solvent are the highest values, while the Egd
values (2.220 and 2.279 eV) of the F8T2 polymer for 19.737 µM and THF solvent are the
lowest values. The indirect energy-gap (Egid) values (2.345 and 2.305 eV, respectively) of
the F8T2 polymer for 0.800 µM and Chloroform solvent are the highest values, while the
Egid values (2.113 and 2.053 eV) of the F8T2 polymer for 19.737 µM and THF solvent
are the lowest values. The obtained Egid values of the F8T2 polymer are more lower than
that of the obtained Egd values of the F8T2 polymer. The optical band-gap of the F8T2
polymer at different molarities can be found from the plots of (αhν)2 and (αhν)1/2 vs. E, the
absorption band edge and the first decrease of transmittance spectra of the F8T2 polymer.
The optical band-gap of the solution of the F8T2 polymer was decreased with increasing
molarities and using THF solvent among DCM, THF and Chloroform solvents.
ACKNOWLEDGMENTS
This work was supported by The Management Unit of Scientific Research Projects
of Muş Alparslan University (MUSBAP) under Project 0001. The author is grateful to
Mrs. Hilal Gözler who is R&D Scientist and Nanomagnetic Instruments Co. because of
helping with the AFM measurements.
REFERENCES
[1].
Briseno, A.L., Mannsfeld, S.C., Ling, M.M., Liu, S., Tseng, R.J., Reese, C.,
Roberts, M.E., Yang, Y., Wudl, F., Bao, Z., Patterning organic single-crystal
transistor arrays, Nature, 444 (7121), 913-917, 2006.
[2].
Lim, J.A., Liu, F., Ferdous, S, Muthukumar, M., Briseno, A.L., Polymer
semiconductor Crystals, materialstoday, 13(5), 14-24 2010.
[3].
de Boer, R.W.I., Gershenson, M.E., Morpurgo, A.F., Podzorov, V., Organic singlecrystal field-effect transistors, Phys. Status Solidi a-Appl. Res., 201 (6), 13021331, 2004.
[4].
Salleo, A., Charge transport in polymeric transistors, materialstoday, 10(3), 38-45,
2007.
[5].
Werzer, O., Matoy, M., Smilgies, D.M., Rothmann, M.M., Strohriegl, P., Resel,
R., Uniaxially Aligned Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-cobithiophene] Thin
Films Characterized by the X-ray Diffraction Pole Figure Technique, Journal of
Applied Polymer Science, 107, 1817–1821,2008.
[6].
Kajii, H., Kasama, D., Ohmori, Y., Polymer Light-Emitting Diodes Fabricated
Using Poly(9,9-dioctylfuorene) Gel by Thermal Printing Method, Jpn. J. Appl.
104
Gündüz, B.
Phys., 47, 3152-3155, 2008.
[7].
Kajii, H., Koiwai, K., Hirose, Y., Ohmori, Y., Top-gate-type ambipolar organic
field-effect transistors with indium–tin oxide drain/source electrodes using
polyfluorene derivatives, 2010, Organic Electronics, 11, 509–513, 2010.
[8].
Asada, K., Kobayashi, T., Naito, H., Control of Effective Conjugation Length in
Polyfluorene Thin Films, Jpn. J. Appl. Phys., 45, L247-L249, 2006.
[9].
Sirringhaus, H., Wilson, R.J., Friend, R.H., Inbasekaran, M., Wu, W., Woo, E.P.,
Grell, M., Bradley, D.D.C., Mobility enhancement in conjugated polymer fieldeffect transistors through chain alignment in a liquid-crystalline phase, Appl Phys
Lett ,77, 406-408, 2000.
[10]. Salleo, A., Street, R.A., Light-induced bias stress reversal in polyfluorene thinfilm transistors, J Appl Phys., 94, 471-479, 2003.
[11]. Salleo, A., Chabinyc, M.L., Yang, M.S., Street, R.A., Polymer thin-film transistors
with chemically modified dielectric interfaces, Appl Phys Lett, 81, 4383-4385,
2002.
[12]. Boucle, J., Ravirajan, P., Nelson, J., Hybrid polymer–metal oxide thin films for
photovoltaic applications, J. Mater. Chem., 17, 3141-3153, 2007.
[13]. Pattison, L.R., Hexemer, A., Kramer, E.J., Krishnan, S., Petroff, P.M., Fischer,
D.A., Probing the ordering of semiconducting fluorene-thiophene copolymer
surfaces on rubbed polyimide substrates by near-edge X-ray absorption fine
structure, Macromolecules, 39, 2225-2231, 2006.
[14]. Jo, J., Vak, D., Noh, Y.Y., Kim, S.S., Lim, B., Kim, D.Y., Effect of photo- and
thermo-oxidative degradation on the performance of hybrid photovoltaic cells
with a fluorene-based copolymer and nanocrystalline TiO2, J. Mater. Chem., 18,
654-659, 2008.
[15]. Sirringhaus, H., Kawase, T., Friend, R.H., Shimoda, T., Inbasekaran, M., Wu, W.,
Woo, E.P., High-Resolution Inkjet Printing of All-Polymer Transistor Circuits,
Science, 290, 2123-2126, 2000.
[16]. Huang, J.H., Yang, C.Y., Ho, Z.Y., Kekuda, D., Wu, M.C., Chien, F.C., Chen, P.,
Chu, C.W., Ho, K.C., Annealing effect of polymer bulk heterojunction solar cells
based on polyfluorene and fullerene blend, Organic Electronics, 10, 27–33, 2009.
[17]. Gather, M.C., Bradley, D.D.C., An improved optical method for determining the
order parameter in thin oriented molecular films and demonstration of a highly
axial dipole moment for the lowest energy pi-pi* optical transition in poly(9,9dioctylfluorene-co-bithiophene), Adv. Funct. Mater. 17(3), 479-485, 2007.
[18]. Lim, E., Jung, B.J., Chikamatsu, M., Azumi, R., Yoshida, Y., Yase, K., Do, L.M.,
105
Gündüz, B.
Shim, H.K., Doping effect of solution-processed thin-film transistors based on
polyfluorene, J. Mater. Chem., 17, 1416-1420, 2007.
[19]. Heredia, A., Bui, C.C., Suter, U., Young, P., Schaffer, T.E., Elastic properties of
myelinated and de-myelinated mouse peripheral axons by atomic force microscopy,
NeuroImage,37, 1218-1226, 2007.
[20]. Kumar, B.R., Rao, T.S., AFM Studies on surface morphology, topography and
texture of nanostructured zinc aluminum oxide thin films, Digest Journal of
Nanomaterials and Biostructures, 7(4), 1881-1889, 2012.
[21]. Nesheva, D.D., Vateva, E., Levi, Z., Arsova, D., Thin film semiconductor
nanomaterials and nanostructures prepared by physical vapour deposition: An
atomic force microscopy study. J. Phys Chem Solids, 68, 675-680, 2007.
[22]. Marchetto, D., Rota, A., Calabri, L., Gazzadi, G.C., Menozzi, C., Valeri, S., AFM
investigation of tribological properties of nano-patternedsiliconsurface, Wear,
265, 577-582, 2008.
[23]. Jalili, N., Laxminarayana, K., A review of atomic force microscopy imaging
systems: application to molecular metrology and biological sciences, Mechatronics,
14, 907-945, 2004.
[24]. Kwoka, M., Ottaviano, L., Szuber, J., AFM study of the surface morphology of
L-CVD SnO2 thin films, Thin Solid Films, 515, 8328-8331, 2007.
[25]. Nagabhushana, K.R., Lakshminarasappa, B.N., Rao, K.N., Singh, F., Sulania, I.,
AFM and photoluminescence studies of swift heavy ion induced nanostructured
aluminum oxide thin films. Nucl. Instr. & Meth. Phys. Res. B 266, 1049-1054,
2008.
[26]. Gizli, N., Morphological characterization of cellulose acetate based reverse
osmosis membranes by Atomic Force Microscopy (FM) effect of evaporation
time, Chemistry & Chemical Technology, 5(3), 327-331, 2011.
[27]. Noureddine, T., Polycarpou, A.A., Modeling the effect of skewness and kurtosis
on the static friction coefficient of rough surfaces, Tribology International, 37,
491–505, 2004.
[28]. Goldys, E.M., Shi, J.J., Linear and Nonlinear Intersubband Optical Absorption in a
Strained Double Barrier Quantum Well, Phys. Status Solidi B, 210, 237-248, 1998.
[29]. Ahn, D., Chuang, S.L., Calculation of linear and nonlinear intersubband optical
absorption in a quantum well model with an applied electric field, IEEE J.
Quantum Electron, 23, 2196-2204, 1987.
[30]. Baghramyan, H.M., Barseghyan, M.G., Kirakosyan, A.A., Restrepo, R.L., Duque,
Linear andnonlinearopticalabsorptioncoefficientsinGaAs/Ga1xAlxAs concentric
106
Gündüz, B.
double quantum rings: Effects of hydrostatic pressure and aluminum concentration,
Journal of Luminescence, 134, 594-599, 2013.
[31]. Kazarinov, R.F., Suris, R.A., Possibility of the amplification of electromagnetic
waves in a semiconductor with a superlattice, Sov. Phys. Semicond., 5, 707-709,
1971.
[32]. Miller, D.A.B., Quantum-well optoelectronic switching devices, Int. J. High
Speed Electron. Syst., 1, 19-46, 1990.
[33]. Hood, T.H., Multiple quantum well (MQW) waveguide modulators, J. Lightwave
Technol., 6, 743-757, 1988.
[34]. Ward, H.C., Chapter IV: Profile Characterization, Rough Surfaces (T.R. Thomas
Ed., Longman, London, 1982).
[35]. D.J. Whitehouse, Handbook of Surface and Nanometrology, 2nd edition CRC
press 2010.
[36]. Kolanek, K., Tallarida, M., Karavaev, K., Schmeisser, D., In situ studies of the
atomic layer deposition of thin HfO2 dielectrics by ultra high vacuum atomic
force microscope, Thin Solid Films, 518, 4688–4691, 2010.
[37]. Alley, R.L., Mai, P., Komvopoulos, K., Howe, R.T., Surface roughness modification
of interfacial contacts in polysilicon microstructures. Proceedings of the Seventh
International Conference on Solid-State Sensors and Actuators, Transducers’93,
Yokohama, Japan, 7–10 June 1993. p. 288–291, 1993.
[38]. Liu, X., Chetwynd, G., Gardner, J.W., Surface characterization of electroactive thin polymeric film bearings, International Journal of Machine Tools of
Manufacturer, 38(5–6), 669–675, 1998.
[39]. http://www.imagemet.com/index.php?id=35&main=products&sub=applications
[40]. Beer, A., Determination of the absorption of red light in colored liquids, Ann.
Phys., 86, 78-88, 1852.
[41]. Li, Y., Scales, N., Blankenship, R.E., Willows, R.D., Chen, M., Extinction
coefficient for red-shifted chlorophylls: Chlorophyll d and chlorophyll f,
Biochimica et Biophysica Acta, 1817, 1292-1298, 2012.
[42]. M. Fox, Optical Properties of Solids. Oxford Master Series in Condensed Matter
Physics (Oxford University Press, Oxford, 2001).
[43]. Macedo, A.G., Silva, D.C., Yamamoto, N.A.D., Micaroni, L., Mello, R.M.Q,
Roman, L.S., Bilayer and bulk heterojunction solar cells with functional poly(2,2bithiophene) films electrochemically deposited from aqueous emulsion, Synthetic
Metals, 170, 63–68, 2013.
107

Fen Bilimler Dergisi-1 - Muş Alparslan Üniversitesi

Transkript

Benzer belgeler

Animal Planet - Doğan Egmont

TARA POLYMER

EK - 4A - Ahi Evran Üniversitesi

mr grıll kozyatağı franchıseetahsin sönmez - Mr.GRILL

Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Muş Alparslan

İç Kapak Sayfaları ve Editörler Kurulu

Makalelerle Muş - Muş Alparslan Üniversitesi