Dış Kaynaklı Proje Süreçleri Yönetim Sistemi
Çağlayan M. (Yürütücü), Yalçın E.
Yüksek kimyasal kararlılıkları nedeniyle çevrede kalıcı oldukları için sonsuz kimyasallar olarak da adlandırılan Per- ve polifloroalkil maddeler (PFAS), biyobirikim potansiyeli yüksek ve insan sağlığı açısından risk oluşturan kirleticiler olarak uluslararası düzenleyici kurumların öncelikli izleme listelerinde yer almaktadır. Farklı kimyasal yapılardaki PFAS türlerinin doğal su kaynaklarında ng/L seviyelerinde bulunduğu ve bu çok düşük derişimlerde bile toksikolojik etkiler gösterebildiği bilinmektedir. PFAS analizleri hâlihazırda LC-MS/MS yöntemleri ile güvenilir biçimde gerçekleştirilebilmekle birlikte, bu tekniklerin çok yüksek maliyetli olması, uzman personel gerektirmesi, saha koşullarında kullanıma uygun olmaması ve örnek hazırlama süreçlerinin zaman alıcı olması nedeniyle alternatif hızlı ve ucuz analiz metotlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu proje kapsamında, supramoleküler kimyanın moleküller arası etkileşimlerinden yararlanarak PFAS analizine yönelik özgün bir optik sensör dizisi geliştirmilmesi amaçlanmaktadır.
Bu kapsamda ilk olarak kumarin–fenoksazin temelli üç farklı floresans kemosensör hibrit molekülleri sentezlenecektir. . Sensörlerin tasarımında PFAS moleküllerinin florofilik, Hidrojen bağları, elektrostatik ve hidrofobik etkileşim özellikleri dikkate alınmıştır. Bu nedenle kemosensörlerde tiyoüre, perfloroalkil zincirler ve flor içeren aromatik gruplar (pentaflorobenzil) gibi fonksiyonel gruplar, moleküler tanıma kapasitesini artırmak amacıyla yapıya entegre edilmiştir.
Proje kapsamında, kemosensörlerin (S1-S3) moleküler karakterizasyonlarından sonra optik özellikleri de aydınlatılacak ve her bir sensörün, en sık görülen kirleticiler olduğu için seçilen beş hedef PFAS analiti (PFOS, PFOA, HFPO-DA, PFHxS ve PFNA) ile floresans titrasyonları gerçekleştirilecektir. PFAS’lar için numune hazırlamada standart olarak kullanılan anyon değiştirme katı faz ekstraksiyonu işlemi nedeniyle, klorür, nitrat, nitrit, asetat, fosfat ve sülfat gibi olası girişim yapıcı iyonlarla da seçicilik testleri yapılacaktır. Analitler ile kemosensörler arasındaki supramoleküler etkileşimler floresans, UV-Vis, NMR ve MS gibi tekniklerle aydınlatılmaya çalışılacaktır.
Projenin ikinci aşamasında sensör dizileri oluşturulacak ve öncelikle kalitatif PFAS analizleri gerçekleştirilecektir. Elde edilen çok değişkenli veriler Doğrusal Diskriminant Analizi (LDA) ile değerlendirilecektir. Ardından PFAS’ların kantatif analizleri yine sensör dizileri kullanılarak gerçekleştirilecektir. Elde edilen çok değişkenli veriler PCA, PLS-DA, destek vektör makineleri (SVM) ve yapay sinir ağları (ANN) kullanılarak kantitatif modeller üretilecek; RMSEC/RMSECV değerleri karşılaştırılarak en düşük hatayı veren kemometrik yöntem seçilecektir.
Son aşamada geliştirilen sensör dizisi içme suyu örneklerine uygulanacaktır. Örnekler EPA Method 533’e uygun şekilde zayıf anyon değiştirici SPE kartuşları ile numuneler hazırlanacak ve ön deriştirme yapılmış olunacak, ardından sensör dizilerine uygulanacaktır. Dizi sensörlerden elde edilen sonuçlar, LC-MS/MS referans analizleri ile karşılaştırılarak istatistiksel olarak standart metot ile aralarında anlamlı bir fark olup olmadığı test edilecektir.
Sonuç olarak bu projenin çıktıları, düşük maliyetli, çok sayıda numunenin aynı analizine yönelik yüksek çıktılı analize uygun, çoklu PFAS analizine olanak sağlayan ve supramoleküler analitik kimyanın kullanıldığı özgün bir platform geliştirerek hem Türkiye’de PFAS izleme kapasitesinin gelişimine hem de LUCES COST Aksiyonunun supramoleküler lüminesans kemosensörler üzerinden sürdürülebilir kimya ve çevresel izleme hedeflerine katkı sağlamayı amaçlamaktadır.