Using microfluidic systems for microalgal bioprocess and biotechnology
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, BİYOMÜHENDİSLİK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: BEYZA KARACAOĞLU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Didem Balkanlı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Kutup mikroalgleri, zengin metabolik çeşitlilikleri ve çeşitli zorlu koşullar altında hayatta kalabilmelerini sağlayan koruma mekanizmaları nedeniyle oldukça şaşırtıcı türlerdir. Bu bağlamda biyoaktif içerikleri daha yüksek olan kutup mikroalglerinin tespiti ve değerlendirilmesi önemlidir. Mikroalg üretiminin alt prosesi, bunların çeşitli endüstrilerde geliştirilmesi ve kullanılması için esastır ancak aynı zamanda biyokütle, ürün verimliliği ve kalitesi üzerinde de kritik öneme sahiptir. Mikroakışkan teknolojileri, geleneksel yöntemlerin dezavantajlarını ortadan kaldırmak, mikroalgleri yüksek verimlilikle ayırmak, enerji, kimyasal madde ve inokulümü azaltmak, laboratuvarda harcanan zamanı önemli ölçüde azaltmak ve deneyi standartlaştırmak için seçilmiştir. Ön aşamada 3. Ulusal Antarktika Bilim Seferi'nden getirilen ve karakterizasyonu tamamlanmış kutup örneklerinden farklı mikroorganizmaların türlerine ve boyutlarına göre ayrıştırılması işlemi için spiral mikrokanallara sahip yeni bir mikroakışkan cihaz tasarlanmıştır. Yumuşak litografi yöntemi ile mikroçip üretimi ve seçilen mikroorganizmalar ile optimizasyon çalışmalarının ardından, atalet mikroakışkanlarında hidrodinamik kuvvetler kullanılarak mikroalgler karışık Antarktika örneklerinden \%90'a varan ayırma verimliliği, \%95'e varan ayırma saflığı ve çip sonrası 1,2'ye varan zenginleştirme faktörü ile ayrıştırılmıştır. Mikroakışkan sistemin ayırma performansı belirlendikten sonra ayrılan mikroalglerin yeniden kültürlenebilirliği ve biyokimyasal içerikleri belirlenmiştir. Mikroakışkan yöntem ve elde edilen büyüme ve biyokimyasal analiz sonuçları antibiyotik ile kültivasyon ve seri seyreltme yöntemleriyle karşılaştırılmıştır. Antibiyotik disk ile kültive edilen mikroalg kültürlerinde, mikroalg büyümesi ve biyokimyasal içeriklerinde saf kültüre göre azalış olduğu görülmüştür. Aksine, mikroakışkan platformun kullanımıyla mikroalglerin yüksek düzeyde canlılık gösterdiği, büyüme hızının ve biyokimyasal içeriklerin saf kültüre göre arttığı görülmüştür. Bu araştırma ile optimize edilen mikroakışkan platformun ayırma ve izolasyon proseslerinde kullanım potansiyelinin yanı sıra kültürün kontaminantlardan elimine edilmesinde ve mikroalglerin artan büyüme ve içerikleri ile yöntemin mikroalgal biyoteknolojide kullanım potansiyelinin olduğu da kanıtlanmıştır.