Filiz Kuralay ile Biyomedikal Sistemler

TÜBİTAK’ın desteklediği araştırmacılardan Filiz Kuralay ile biyomedikal sistemlerin geliştirilmesi üzerine bir söyleşi gerçekleştirdik. Ordu Üniversitesi laboratuvarlarında yapılan çalışmalar günümüz sağlık teknolojileri açısından hayli önemli!

Üniversite tercihleri sırasında “bilim insanı” olmak isteyerek Hacettepe Üniversitesi Kimya Bölümü’nü seçen Filiz Kuralay 2001 yılında mezun olduktan sonra bu alanda akademik kariyerine devam etti. Doktorasını da tamamladıktan sonra TÜBİTAK desteği ile alanında dünyaca tanınan isimlerle doktora sonrası araştırmalara katıldı. Nanoteknoloji, biyosensörler ve biyoyakıt hücreleri gibi alanlarda hem Türkiye’de hem de dünyada farklı üniversitelerden pek çok isimle çalıştıktan sonra kariyerine memleketinde Ordu Üniversitesi Kimya Bölümü’nde öğretim üyesi olarak devam etmeye karar verdi. Burada da araştırmalarını hız kesmeden sürdürdü ve bilimi toplumun yararına kullanmak adına yürüttüğü çalışmaların devamı için kendi laboratuvarını kurdu. Hikâyenin detaylarını gelin hep birlikte Filiz Kuralay’dan dinleyelim.

TÜBİTAK Bilim Genç: Akademik kariyeriniz boyunca pek çok alanda çalıştınız, bunları sizden dinleyebilir miyiz?

Doç. Dr. Filiz Kuralay: Uzmanlık alanlarım nanoteknoloji, nano/mikromotorlar, elektrokimya, (biyo)sensörler, biyoyakıt hücreleri, iletken polimerler ve modifiye elektrotlar. Ordu Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü’nde yer alan laboratuvarımızda nanoteknoloji ve iletken polimer temelli biyosensör, kontrollü ilaç salımı, biyoyakıt hücreleri ve nanomotorlar üzerine araştırmalarımıza devam ediyoruz.

TÜBİTAK Bilim Genç: Bunların hepsinin ortak paydasının ne olduğunu merak ettiğimiz için hepsini detaylandırarak anlatmanızı isteyeceğiz. Öncelikle biyosensörler ile başlayalım. Biyosensör nedir? Siz biyosensörleri ne amaçla kullanıyorsunuz?

Doç. Dr. Filiz Kuralay: Bir biyosensör madde tayini yapar. Daha açık anlatmak gerekirse, tayini yapılacak madde ile özel olarak etkileşime giren biyolojik olarak aktif bir tanıyıcı kısım ve bu etkileşimin sonucunu ölçülebilen bir sinyale dönüştürebilen bir çeviriciden oluşan analitik bir aygıttır. Bu cihazlar çoğu zaman üstün avantajlar sağlar. Araştırma grubumuzda çağımızın popüler nanomalzemelerinden olan grafen ve karbon nanotüp modifiye elektrotlarla özel DNA dizileri (Hepatit B, E. coli, vb.); protein (trombin, hemoglobin, vb.) ve dopamin tayinine yönelik elektrokimyasal biyosensör çalışmaları gerçekleştiriyoruz. Bu çalışmalarda da düşük maliyetlerinden dolayı kullanılıp atılabilen grafit ve altın yüzeyleri tercih ediyoruz.

TÜBİTAK Bilim Genç: Peki kontrollü ilaç salımı nedir ve günümüz tıp uygulamalarına ne gibi katkılar sağlayabilir?

Doç. Dr. Filiz Kuralay: Vücudun belirli bölgelerine ilacı bırakabilen ya da uzun süreli ilaç salım hızını kontrol edebilen salım sistemlerini bu bağlamda değerlendirebiliriz. İlaç alımında klasik yöntemler tablet ya da kapsüllerin ağızdan alımı ya da enjeksiyon ile kana karışması şeklindedir. Bu yöntemler tekrarlanan dozlarda ilaç alımını gerektirir. Böyle bir sistemde ilacın kan plazmasındaki derişimi etkin düzeyin altına düşebilir ya da toksik düzeye çıkabilir. Bu da hastada istenmeyen yan etkilere sebep olabilir. Laboratuvarımızda iletken polimer temelli ağrı kesici ve kanser önleyici özelliğe sahip ilaçların salımına dair kontrollü ilaç salım sistemleri geliştiriliyor. Bu çalışmalarda kullanılan iletken polimerler vücuda zarar vermediği ve uyumlu olduğu için biyomedikal uygulamalar açısından önem taşıyor. Dışarıdan elektriksel bir uyarı veya ortam pH değerinin değişimine göre polimerik yapı içine hapsolan ilaç, zamana bağlı olarak yapıdan ayrılıp bünyeye karışıyor.

TÜBİTAK Bilim Genç: Biyosensörler ile kontrollü ilaç salım sistemlerinin bağlantısını kurabildik. Şimdi de biyoyakıt hücrelerinden bahsedebilir misiniz?

Doç. Dr. Filiz Kuralay: Biyoyakıt hücreleri elektrik üretimi için canlı organizmaların kullanıldığı sistemlerdir. Bir biyoyakıt hücresi elektrik enerjisini canlı bir mikroorganizmadan (mikrobiyal yakıt hücreleri) üretebileceği gibi bu enerjiyi organizmalardan elde edilmiş enzimlerden (enzimatik biyoyakıt hücreleri) de sağlayabilir. Biyoyakıt hücrelerinin gelecekte yapay organ ve uzuvların çalıştırılmasına kadar pek çok alanda elektrik üretimi için kullanılan fakat ömrü kısıtlı olan pillerin yerini alması bekleniyor. Laboratuvarımızda grafen ve iletken polimerler kullanarak elektrik enerjisi elde etmek için enzimatik biyoyakıt hücreleri üretiyoruz.

TÜBİTAK Bilim Genç: Şimdi, her şeyin aslında birbiri ile ne kadar bağlantılı olduğunu gördük. Son olarak nanomotorlar! Onların biyomedikal sektöründeki kullanımını anlatır mısınız?

Doç. Dr. Filiz Kuralay: Yeni bir proje kapsamında laboratuvarımızda nanomotor çalışmalarına başladık. Nanomotorlar, enerjiyi hareket ve kuvvete çeviren “nano” ölçekteki cihazlardır. Genel olarak bir nanomotor “pikonewton” ölçeğinde güç üretebilir. Nanomotor çalışmaları biyomotorlarla aynı aktivitelere sahip yapay motor mekanizmalarının ortaya çıkarılması esasına dayanıyor. Bu yapay nanomakinelerin nanotıp, nano ölçekli taşıma ve montaj, nanorobot, akışkan sistemler ve kimyasal sensörler alanlarındaki uygulamaları bilim çevrelerinde yoğun ilgi uyandırıyor. Üzerinde çalıştığımız projede metalik ve iletken polimer nanomotorlar hazırlayarak kanser teşhisinde biyobelirteç olarak kullanılabilen miRNA’ların tayinini gerçekleştiriyoruz. Laboratuvarımızda yürütülen tüm bu çalışmalar TÜBİTAK, TÜBA, TÜBA-GEBİP, FABED, UNESCO-L’ORÉAL ve Ordu Üniversitesi desteklidir.

TÜBİTAK Bilim Genç: Çalışma alanlarınızın detaylarını öğrenirken uygulama alanlarına dair bilgileri de kısmen dinlemiş olduk ancak yine de soralım: Çalışmalarınızın uygulama alanları neler? Sanayi ile iş birliği içinde yürüttüğünüz çalışmalar var mı?

Doç. Dr. Filiz Kuralay: Çalışmalarımız biyomedikal alanlar ve enerji sektöründe uygulanabiliyor. Farklı hastalıkların teşhisini sağlayan hızlı, pratik ve ekonomik biyosensör teknolojilerinin geliştirilmesi, kontrollü ilaç salımı yapabilecek sistemlerin geliştirilmesi, kanser teşhis ve tedavisinde kullanılabilecek nanomotorlar, ucuz ve temiz yolla elektrik enerjisi üreten biyoyakıt hücreleri gibi önemli konular üzerine çalışmalar yapıyoruz. Araştırmalarımızda öncelikle bilimin toplum yararına kullanılmasını amaçlıyoruz. Sanayi ile iş birliğine gelirsek, TÜBİTAK TEYDEB projesi kapsamında nanomotor çalışmalarımız Süleyman Demirel Üniversitesi Teknokent’inde yer alan PlazmaTek şirketi ile birlikte yürütülüyor. Bunun haricinde İstanbul Teknik Üniversitesi Teknokent’inde yer alan ve danışmanlığını yaptığım Elektrosens A.Ş. ile de biyosensör çalışmalarımıza devam ediyoruz.

TÜBİTAK Bilim Genç: Gençlere meslek tercihlerinde yol göstermek adına bunu sormamız gerekiyor: Laboratuvarlarınızdaki öğrenci profilini betimler misiniz? Çalışmalarınız farklı bölümlerden öğrencilere de açık mı? Bir de son olarak bu alanda çalışacak birinin iş imkânlarından bahseder misiniz?

Doç. Dr. Filiz Kuralay: Grubumuz şu an kimya ve kimya eğitimi bölümlerinden mezun öğrencilerimizin yanı sıra disiplinler arası çalışmalar yürüttüğümüz için fizik, elektrik, gıda mühendisliği, makine mühendisliği, biyokimya, eczacılık, biyoloji ve moleküler biyoloji ve genetik gibi farklı bölümlerden mezun öğrencilere de açık. Mezun öğrencilerimiz sağlık, biyomedikal ve enerji sektörlerinde rahatlıkla yer alabilir, ayrıca akademik kariyerlerine de devam edebilirler.