Fabrication of anthocyanin loaded polycaprolactone based nanofibers by electrospinning and investigation of their usage as pH sensors

Bu tez çalışmasının amacı, elektro çekim yöntemi ile halokromik boyar madde katkılı nanolifli yüzeylerin üretimi, karakterizasyonu ve pH sensörü olarak kullanılabilirliklerinin araştırılmasıdır. Halokromik boyar madde olarak, farklı pH koşullarında renk değişimi göstermesi ve doğal kaynaklı bir pigment olmasından dolayı antosiyanin (ACN) kullanılmıştır. Çalışmada, biyouyumlu ve biyobozunur yapısından dolayı çevreci bir polimer olan polikaprolakton (PCL) ve yüzeylerin ıslanabilirlik özelliklerine katkı sağlaması amacıyla polietien glikol (PEG) polimeri seçilmiştir. Ön denemeler için ise kolay bulunabilir ve ucuz olmasından dolayı poliakrilonitril (PAN) polimeri kullanılmıştır. Çalışmanın ilk adımında, ACN’nin lif yapısı içerisine katılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla yapılan ön denemelerde, PAN çözeltisi içerisine ACN eklenerek, çözeltilerin viskozite ve pH değerleri belirlenmiştir. Daha sonra, PAN ve PAN/ACN çözeltilerinden nanolif üretimleri gerçekleştirilerek optik mikroskop ile lif yapıları incelenmiştir. ACN’nin lif yapısına katılabilirliği tespit edildikten sonra, PCL/PEG çözeltileri içerisine farklı oranlarda ACN eklenmiş ve çözeltilerin viskozite ve pH değerleri ölçülmüştür. Sonrasında, katkısız ve ACN katkılı PCL/PEG çözeltilerinden elektro çekim yöntemi ile nanolif üretimleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen nanolifli yüzeylerin karakterizasyonu SEM-EDS, FTIR ve DSC yöntemleri kullanılarak yapılmış ve temas açısı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Yüzeylerin farklı pH çözeltilerine karşı renk değişimleri, görsel ve spektrofotomekrik analizler ile belirlenmiştir. ACN katkılı yüzeylerin farklı bakteri çözeltilerine karşı sergilediği renk değişimleri de araştırılmıştır.The aim of this thesis is to produce and characterize halochromic dye-added nanofiber mats by electrospinning and investigate their usage as pH sensors. Anthocyanin (ACN) was used as the halochromic dyestuff due to its color change under different pH conditions and is a naturally derived pigment. In the study, polycaprolactone (PCL) polymer was chosen as it is an environmentally friendly polymer due to its biocompatible and biodegradable structure, and polyethylene glycol (PEG) polymer was chosen to contribute to the wettability of the samples. For the preliminary studies, easily available and inexpensive polyacrylonitrile (PAN) was used as the polymer. In the first step of the study, the incorporation of ACN into the fiber structure was investigated. Therefore, ACN was added into the PAN solution. The viscosity and pH values of the ACN added PAN solution were determined. Afterwards, PAN and PAN/ACN nanofibers were produced by electrospinning. The fiber structures were investigated by an optical microscope. After determining the incorporation of ACN into the fiber structure, different ratios of ACN were added into the PCL/PEG solutions. The viscosity and pH values of the solutions were also measured. Afterwards, PCL/PEG and ACN added PCL/PEG nanofibers were produced by electrospinning. The samples were characterized by SEM EDS, FTIR, DSC analysis and contact angle measurements. Color changes of the surfaces against different pH solutions were determined by visual and spectrophotometric analyses. The color changes of ACN added samples against different bacterial solutions were also investigated