Gün: 11 Nisan 2015

Yayım tarihi

Amfolit

Tanım ve Kavramsal Çerçeve

Amfolit (amfoterik elektrolit), sulu çözeltide hem proton verebilen (Brønsted–Lowry asidi) hem de proton alabilen (Brønsted–Lowry bazı) kimyasal türdür. “İki yönlü çözünme/tepkime” yeteneği, ortam pH’ına bağlı olarak aynı maddenin asidik ya da bazik davranış sergilemesine olanak tanır. Bu çift yönlülük, biyolojik sistemlerde tamponlama, yük dengesi, enzimatik aktivite ve taşınım gibi süreçlerin incelikle ayarlanmasının temelidir.

Amfolitler molekül seviyesinde çoğunlukla zayıf asidik ve zayıf bazik fonksiyonel gruplar birlikte içerir: α-karboksil (–COOH/–COO⁻), α-amino (–NH₃⁺/–NH₂), imidazol, fenolik hidroksil, guanidinyum, sülfhidril, fosfat vb. Bu grupların pKₐ değerleri ve birbirlerine göre konumları, maddenin farklı pH’larda ne kadar protonlanacağını ve dolayısıyla net yükünü belirler.

Amfoterik Davranışın Asit–Baz Temeli

Bir amfolitin genelleştirilmiş proton verme–alma denklikleri:

  • Asit gibi davranış: HA ⇌ H⁺ + A⁻
  • Baz gibi davranış: B + H₂O ⇌ BH⁺ + OH⁻

Bu iki denge aynı tür için, pH’a bağlı olarak eşzamanlı ve rekabetçi biçimde işler. Çözelti pH’ı, Henderson–Hasselbalch ilişkisiyle amfolitin protonlanma derecelerini belirler. Çok fonksiyonlu (poliprotik) türlerde ardışık pKₐ değerleri (pKₐ₁, pKₐ₂, …) üzerinden adım adım türleşme (speciation) izlenir.

Örnek Amfolit Sistemleri

Su (H₂O)

Su, hem H⁺ verebilir (zayıf asit) hem de H⁺ alabilir (zayıf baz):

  • Asidik: 2 H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻
  • Bazik: H₂O + HA ⇌ H₃O⁺ + A⁻
    Bu nedenle su amfoterik bir çözücüdür ve biyolojik sıvılarda asit–baz dengesinin evrensel arka planını oluşturur.

Bikarbonat (HCO₃⁻)

Bikarbonat karbonik asit–karbonat sisteminin amfolitidir:

  • Asit gibi: HCO₃⁻ ⇌ H⁺ + CO₃²⁻
  • Baz gibi: HCO₃⁻ + H⁺ ⇌ H₂CO₃ (⇌ CO₂ + H₂O)
    Bikarbonat, kan plazmasının başlıca tamponu olup solunum (CO₂ atılımı) ve böbrek (H⁺ atımı/HCO₃⁻ geri emilimi) fonksiyonlarıyla entegre çalışır.

Fosfat Türleri (H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻)

Fosforik asit poliprotiktir: H₃PO₄ ⇌ H₂PO₄⁻ ⇌ HPO₄²⁻ ⇌ PO₄³⁻.
Burada H₂PO₄⁻ ve HPO₄²⁻ amfolit gibi davranabilir:

  • H₂PO₄⁻ (asit): H₂PO₄⁻ ⇌ H⁺ + HPO₄²⁻
  • HPO₄²⁻ (baz): HPO₄²⁻ + H⁺ ⇌ H₂PO₄⁻
    Fosfat tamponu intracellular pH düzenlenmesinde ve idrarın titrasyon asitliğinde önemlidir. Klinik asit–baz değerlendirmesinde, fosfat tamponunun katkısı özellikle kronik böbrek hastalığı ve tübüler asidoz tablolarında öne çıkar.

Hidrojenfosfat (HPO₄²⁻) – Örnek

İfadelerde sıkça rastlanan “H(PO₄)(–2)” yazımı, pratikte HPO₄²⁻’e karşılık gelir. HPO₄²⁻, proton alarak H₂PO₄⁻’e dönüşebilir (baz davranışı) veya daha bazik koşullarda proton vererek PO₄³⁻ oluşturabilir (asit davranışı).

Amino Asitler, Proteinler ve Zwitteriyonlar

Amino asitler, fizyolojik pH yakınında amfolit özelliklerinin en belirgin örnekleridir. Tipik bir α-amino asitte:

  • –COOH ⇌ –COO⁻ + H⁺ (asidik grup)
  • –NH₃⁺ ⇌ –NH₂ + H⁺ (bazik grup)

pH belirli bir aralıkta –NH₃⁺ ve –COO⁻ gruplarının aynı molekülde eşzamanlı bulunmasına yol açar. Bu çift yüklü fakat net elektriksel yükü sıfır hâle zwitteriyon (dipolar iyon) denir. “Dahili tuz oluşumu” olarak da anılan bu durum, çözünürlük, iyonik etkileşimler, elektrik alan altındaki hareketlilik (elektroforez) ve enzim–substrat tanıma için belirleyicidir.

Proteinler; yan zincirlerdeki asidik (Asp, Glu), bazik (Lys, Arg, His) ve zayıf asidik/bazik (Tyr, Cys vb.) gruplar sayesinde çok merkezli amfolit gibi davranır. Bu, proteinlerin:

  • İzoelektrik noktasını (pI; net yükün sıfır olduğu pH) belirler,
  • Çökelme/çözünme davranışını etkiler (örn. pI civarında minimum çözünürlük),
  • Yüzey yük dağılımı ve etkileşim ağları üzerinden katlanma ve kompleksleşmeyi şekillendirir,
  • İzolektrik odaklama (IEF) gibi ayırma tekniklerinde keskin bantlar hâlinde odaklanmalarına imkân verir.

İzoelektrik Nokta (pI) ve Türleşme

Bir amfolitin pI’ı, ardışık pKₐ değerlerinin uygun ortalamasıyla (basit iki fonksiyonel grup için pI ≈ (pKₐ,asit + pKₐ,baz)/2) yaklaşık bulunur. pH < pI olduğunda molekül net pozitif, pH > pI olduğunda net negatif yük taşır. Bu ilke, protein–protein etkileşimleri, membranlarla ilişki ve terapötik protein formülasyonlarında stabilite analizlerinin temel araçlarındandır.

Tamponlama ve Fizyolojik Önemi

Amfolitler, zayıf asidik ve bazik formları arasında karşılıklı dönüşebilirlik sayesinde pH değişimlerine direnç gösterir (tampon etkisi). Tıpta başlıca üç amfolitik tampon sistemi ayırt edilir:

  1. Bikarbonat/Karbonik Asit Sistemi (HCO₃⁻/CO₂)
    • Ekstraselüler sıvı ve kandaki başlıca tampon.
    • Akciğerler (CO₂ atılımı) ve böbrekler (H⁺ atımı, HCO₃⁻ geri emilimi/yeniden üretimi) ile açık bir sistemdir.
    • Asit-baz bozuklukları (metabolik asidoz/alkaloz, respiratuvar asidoz/alkaloz) bu eksende değerlendirilir.
  2. Fosfat Sistemi (H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻)
    • Hücre içi ve böbrek distal nefron segmentlerinde etkindir.
    • Titrasyon asitliği bileşenlerinden biridir; idrarla H⁺ atımının biyokimyasal göstergesidir.
  3. Protein/Proteinatik Sistemler
    • Plazma proteinleri (özellikle albumin) ve hemoglobin önemli tamponlardır.
    • Hemoglobinin amfolitik grupları ve oksijenasyon durumu, eritrosit içi pH ve CO₂ taşıma kapasitesini etkiler (Haldane etkisi).

Klinik Yansımalar

  • Asit–baz bozukluklarının tanısı: Amfolit tamponları, kan gazı (pH, pCO₂, HCO₃⁻), anyon açığı ve idrar anion açığı gibi parametrelerin yorumlanmasında kurucu niteliktedir.
  • Böbrek fonksiyonu: Fosfat ve amonyum tamponları üzerinden net asit atılımı değerlendirilir. Renal tübüler asidoz tiplerinde fosfat tampon katkısı azalabilir veya yeniden dağıtılabilir.
  • Plazma proteinleri: Hipoalbüminemi, plazmanın tampon kapasitesini azaltarak metabolik alkaloz değerlendirmesinde pH–HCO₃⁻ ilişkisini çarpıtabilir; anyon açığının albümine göre düzeltilmesi gerekebilir.
  • İlaçların farmakokinetiği: Birçok amfolitik ilaç (bir arada asidik ve bazik fonksiyonel gruplar içeren moleküller) pH’a bağlı iyonizasyon profilleri nedeniyle membran geçişi, dağılım hacmi ve renal tübüler geri emilimde belirgin pH-bağımlılık sergiler (iyon tuzağı).
  • Beslenme ve metabolizma: Amino asitlerin amfolitik ve zwitteriyonik doğası, intestinal taşıyıcılar üzerinden emilim ve asidik yük–baza yük dengesinde rol oynar.

Analitik ve Teknolojik Uygulamalar

  • İzolektrik Odaklama (IEF): pH gradyenti boyunca proteinler pI değerlerinde odaklanır. Burada kullanılan taşıyıcı amfolit karışımları (carrier ampholytes), geniş ya da dar aralıklı pH gradyentlerinin stabil biçimde oluşmasını sağlar.
  • Kapiler Elektroforez/İyonik Hareketlilik: Amfolitlerin net yükleri pH’a göre değiştiğinden, ayırma seçiciliği pH ile ince ayarlanabilir.
  • Titrasyon ve pKₐ tayini: Çok protonlu amfolitlerin titrasyon eğrileri, birden çok tampon bölgesi gösterir; bu da ayrıntılı pKₐ haritalaması ve türleşme analizi için kullanılır.
  • Biyofarmasötik formülasyon: Protein terapötiklerinde pH–pI ilişkisi; agregasyon, viskozite ve immünojenisite risklerinin azaltılması için kritik optimizasyon parametresidir.

Terminoloji ve “Özel Durum”: Zwitterion (Dipolar İyon)

Amfoterik bir bileşende aynı anda iki karşıt yük (ör. –NH₃⁺ ve –COO⁻) bulunuyorsa, molekül zwitterion veya dipolar iyon olarak adlandırılır. Bu durumda “dahili tuz oluşumu” net yükü sıfıra yaklaştırır; buna rağmen molekül yük dağılımı taşır ve elektrostatik etkileşimlere katılır. Zwitteriyonik hâl, özellikle orta pH aralığında amino asitlerin tipik ve baskın türleşmesidir.

Semboller ve Sık Kullanılan Türler (Seçme)

  • H₂O: Amfoter çözücü; kendi-iyonizasyon dengesiyle pH ölçeğinin temelini oluşturur.
  • HCO₃⁻: Bikarbonat; hem asit hem baz gibi davranabilir; kan tamponlamasında başroldedir.
  • H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻: Fosfat tamponunun amfolit bileşenleri; hücre içi ve renal fizyolojide önemlidir.
  • Amino asitler/proteinler: Çok merkezli amfolitler; pI kavramı ve elektroforetik ayırma tekniklerinin temelini oluşturur.
Keşif

Amfolitlerin tarihini izlemek, kimyanın asit–baz düşüncesinin evrimini, biyokimyanın moleküler dilini ve analitik teknolojilerin yaratıcı sıçramalarını aynı pano üzerinde okumak gibidir. Hikâye, asit ve bazların birer “karakter” olarak zihinlerde netleştiği dönemde başlar; bir maddenin aynı anda hem proton verebilmesi hem de alabilmesi fikri, önce sezgisel bir gözlem olarak doğar, ardından formel kuramlarda yerini bulur ve nihayet laboratuvar tezgâhlarında ölçülebilir, yönetilebilir bir araca dönüşür.

pH’ın icadı ve asit–baz kuramlarının iki yönlü karakteri fark etmesi

  1. yüzyılın başında S. P. L. Sørensen’in pH kavramını tanıtmasıyla birlikte, proton etkinliği kullanışlı bir ölçeğe kavuştu; klinik ve endüstriyel kimyada pH’ın hızla benimsenmesi, asit–baz dengesini sayılarla konuşur hâle getirdi. Henderson ve Hasselbalch’ın birbirini tamamlayan çalışmaları, tampon sistemlerinin denge denklemlerini doğrudan klinik yoruma bağladı; kan–plazma dengesinden biyokimyasal reaksiyonlara kadar geniş bir haritada pH–pK_a ilişkisi operatif bir rehbere dönüştü. Çok kısa bir süre sonra Brønsted–Lowry ve Lewis tanımları, “asit” ve “baz”ın ne olduğuna kavramsal açıklık getirdi: proton verme–alma (Brønsted–Lowry) ile elektron çifti alışverişi (Lewis) çerçeveleri, tek bir maddenin koşullara göre asidik ya da bazik davranabileceğini kuramsal bir zorunluluk hâline getirdi. Bu kuramsal zemin, “amfoterik” ya da “amfolit” karakterin yalnızca bir istisna değil, doğada son derece yaygın bir özellik olduğunu görünür kıldı.

Zwitteriyon fikrinin yerleşmesi: Amino asitlerin çift karakterli portresi

Amino asit kimyasının yükselişiyle birlikte, aynı molekül üzerinde zıt yüklü grupların eşzamanlı varlığına işaret eden “zwitteriyon/dipolar iyon” tasviri yerleşti. –COO⁻ ve –NH₃⁺ uçlarının bir arada bulunabildiği, net yükü sıfıra yakın fakat yerel yük yoğunlukları taşıyan bu hallerin, çözünürlükten elektroforetik göç davranışına, enzim–substrat tanımadan taşıyıcı aracılı geçirgenliğe kadar pek çok özelliği belirlediği anlaşıldı. Böylece amfolitlerin “fizyolojik dilde” konuştuğu yerin, hücrelerin içi ve kanın kimyası olduğu netleşti: bikarbonat/karbonat ve dihidrojenfosfat/hidrojenfosfat çiftleri gibi sistemler, canlılığın tampon mimarisini taşır sütunlar olarak karşımıza çıktı.

“Amfolit”in bir teknolojiye dönüşmesi: İzolelektrik odaklamanın doğuşu

1950’lerin sonu ve 1960’ların başında, isoelectric focusing (IEF, izoelektrik odaklama) fikri —moleküllerin net yüklerinin sıfırlandığı pH değerlerinde (pI) odaklanabileceği— analitik ayırma dünyasını kökten etkiledi. Harry Svensson’un teorik çerçeveyi kurması ve izleyen yıllarda yöntemsel ayrıntıları tarif etmesi, amfolitlerin adeta “taşıyıcı” rol oynadığı pH gradyentlerine giden kapıyı araladı. Çok kısa bir süre içinde, sentetik taşıyıcı amfolit karışımlarının (Ampholine ve ardılları) geliştirilmesi, kararlı ve öngörülebilir pH gradyentlerinin pratikte kurulmasını sağladı; böylece protein ve peptitlerin pI’larına göre yüksek çözünürlükle ayrılması, araştırma ve tanı laboratuvarlarında günlük rutine girdi.

Bu sıçramanın hemen arkasından gelen kritik bir birleşme, Patrick H. O’Farrell’in iki boyutlu elektroforezi oldu: birinci boyutta IEF ile pI’a göre, ikinci boyutta SDS-PAGE ile molekül kütlesine göre ayrım. Yalnızca birkaç yıl içinde iki boyutlu haritalar (2-DE), hücresel proteomların “topografyasını” ilk kez yüksek çözünürlükle görselleştirdi; amfolitler bu haritaların sessiz mimarlarıydı. 1970’lerin sonu ve 1980’lerde, immobilize pH gradyentinin (IPG) tasarlanması ikinci büyük devrimdi: gradyentin kimyasal olarak jel matriksine bağlanması, bantların keskinliğini ve çalışılabilirliği artırdı; dar aralıklı, milimetrik pH pencerelerinde mikrodüzey farkları seçilebilir kıldı. Analitik kimyanın gündelik diliyle söylersek, amfolit artık yalnızca bir kavram değil; “üretilebilen, formüle edilebilen ve ayarlanan” bir araç kutusuydu.

Klinik ve endüstriyel izdüşümler: Tampon mimarisinden biyofarmaya

Biyolojideki başrol, plazma ve hücre içi tamponlarda amfolitlerin üstlendiği görevlerle görünür oldu. Bikarbonat sistemi, akciğer–böbrek ekseninin açık devresinde pH dalgalanmalarını sönümleyen bir amortisör; fosfat sistemi, hücre içi ve renal tübülde titrasyon asitliğinin belirleyicisi; proteinler (özellikle hemoglobin ve albumin), iyonizasyon durumları pO₂ ve bağlanma etkileşimlerine duyarlı “akıllı” tamponlar olarak çalıştı. Klinik kimyada kan gazı yorumunun, anyon açığı hesaplarının ve metabolik/respiratuvar bozuklukların ayrımının arka planında bu amfolitik ağlar örülüdür. Farmasötik kimyada ise pek çok küçük molekül ilacın “amfolitik” doğası, çözünürlük–geçişkenlik–dağılım ekseninde pH bağımlı profiller çizer; iyon tuzaklanması ve pH mikroçevresi, farmakokinetik ve doku seçiciliğinde belirleyici olur.

Proteomik çağında amfolit: Kapiler ve mikroakışkan platformlar

1990’lardan itibaren IEF, kapiler formatlara ve mikroakışkan kanallara uyarlanınca, amfolit karışımlarının dağılımı, polidispersitesi ve odaklama dinamikleri ayrıntılı şekilde sorgulandı. Taşıyıcı amfolit markaları (Ampholine, Pharmalyte, Servalyt, Bio-Lyte) ve bunların kütle dağılımı, pH yanıt eğrileri ve fraksiyonlama profilleri karşılaştırıldı; IPG temelli reformatlar, shotgun proteomik için birinci boyut seçimlerinde yenilikçi akışlar doğurdu. Böylece pH gradyentlerinin tasarımı, kitlesel üretimle birlikte “ayar düğmeleri” çoğalan bir mühendislik problemine dönüştü.

Yüzey bilimi ve malzeme cephesi: Zwitteriyonik polimerlerin yükselişi

Aynı dönemde, amfolitik/zwitteriyonik mimari biyomalzeme tasarımında yeni bir sayfa açtı. Hücre zarlarının baş gruplarının doğasından ilham alan zwitteriyonik polimerler, su ile güçlü hidratasyon kabukları oluşturarak protein adsorpsiyonunu ve biyokirlenmeyi engelleyen “doğal antifouling” yüzeyler sundu. Bu malzemeler, kateter ve implant kaplamalarından membran teknolojisine, biyosensörlerden hücre mühendisliğine kadar geniş bir alanda düşük biyofouling ve yüksek biyouyumluluk vaat etti. Zamanla moleküler spektroskopi ve yüzey yöntemleri (ör. SFG) ile bu hidratasyon kabuklarının düzeni, dayanıklılığı ve dinamikleri moleküler ayrıntıda gözlenir hâle geldi.

Hesaplamalı cephe: Sürekli pH simülasyonlarından makine öğrenmesine

Proteinlerin ve küçük moleküllerin pK_a haritalarını güvenilir biçimde öngörmek, amfolitik türleşmenin “dinamik atlası”nı çıkarmak demektir. Bu amaçla geliştirilen sürekli/discrete “constant pH” moleküler dinamik yöntemleri, protonasyon durumlarının simülasyon sırasında değişmesine izin vererek, enzimatik mikroortamların ve protein yüzeylerinin pH-duyarlı davranışını yakalar hâle geldi. Bir yandan da makine öğrenmesi, geniş ve heterojen veri üstünde pK_a kestirimi için doğruluğu ve hız ekonomisini birlikte iyileştirdi; tek çözücüden çoklu çözücülere uzanan modeller, retrosentetik planlama ve malzeme tasarımı ile entegre edilerek pH-odaklı tasarım döngülerini hızlandırdı. Amfolitleri artık yalnızca ayrıştırmıyor; özelliklerini veriden öğreniyor, simülasyonda sınayıp tasarlıyoruz.

Bugünün gündemi: İnce ayarlı gradyentler, biyouyumlu yüzeyler, akıllı tamponlar

Bugün amfolit araştırması üç geniş hatta ilerliyor. Birincisi, proteomikte hedefe uyarlanmış, dar ve doğrusal pH pencereleri sağlayan IPG reçetelerinin optimizasyonu; elektroforetik platformların kapiler/mikroakışkan biçimlere evrilmesi ve kütle spektrometresiyle bağlanması. İkincisi, zwitteriyonik polimerlerin ve jel ağlarının biyofouling’e direnç, kanla temas biyouyumu, mekanik dayanıma eşlik eden uzun ömürlü hidratasyon davranışı için incelikli tasarımı. Üçüncüsü, hesaplamalı–deneysel döngüde pK_a ve türleşme tahminlerinin doğruluğunu artıran fizik bilgili yapay zekâ yaklaşımları ve sürekli pH simülasyonlarının gerçekçi koşullara (tuz, kalabalık ortam, birlikte iyonizasyon) genişletilmesi. Tüm bu başlıklarda, amfolit kavramı kuramsal köklerinden kopmadan, teknik ayrıntı ve pratik performans arasında gidip gelen yaratıcı bir saha olmaya devam ediyor.

İleri Okuma
  1. Henderson, L. J. (1908). The theory of neutrality regulation in the animal organism. American Journal of Physiology, 21, 427–448. https://doi.org/10.1152/ajplegacy.1908.21.1.427
  2. Sørensen, S. P. L. (1909). Über die Messung und die Bedeutung der Wasserstoffionenkonzentration bei enzymatischen Prozessen. Biochemische Zeitschrift, 21, 131–304.
  3. Hasselbalch, K. A. (1916). Die Berechnung der Wasserstoffzahl des Blutes aus der freien und gebundenen Kohlensäure. Biochemische Zeitschrift, 78, 112–144.
  4. Tanford, C. (1962). Physical Chemistry of Macromolecules. Wiley, New York. ISBN 9780471847925.
  5. Good, N. E.; Winget, G. D.; Winter, W.; Connolly, T. N.; Izawa, S.; Singh, R. M. M. (1966). Hydrogen Ion Buffers for Biological Research. Biochemistry, 5(2), 467–477. https://doi.org/10.1021/bi00866a011
  6. Vesterberg, O.; Svensson, H. (1966–1969). Ampholytes and isoelectric focusing. Acta Chemica Scandinavica, 23, 2653–2666 (ve ilgili patent/uygulamalar). https://actachemscand.org/pdf/acta_vol_23_p2653-2666.pdf
  7. Vesterberg, O. (1971). Isoelectric focusing of proteins. Progress in Biophysics and Molecular Biology, 21, 197–270. https://doi.org/10.1016/0079-6107(71)22035-8
  8. Bates, R. G. (1973). Determination of pH: Theory and Practice. Wiley, New York. ISBN 9780471061673.
  9. O’Farrell, P. H. (1975). High Resolution Two-Dimensional Electrophoresis of Proteins. Journal of Biological Chemistry, 250(10), 4007–4021. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/236308/
  10. Segel, I. H. (1975). Enzyme Kinetics: Behavior and Analysis of Rapid Equilibrium and Steady-State Enzyme Systems. Wiley, New York. ISBN 9780471774214.
  11. Bjellqvist, B.; Righetti, P. G.; Gorg, A.; et al. (1982). Isoelectric focusing in immobilized pH gradients: principle, methodology and some applications. Journal of Biochemical and Biophysical Methods, 6(4), 317–339. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7142660/
  12. Gianazza, E.; Righetti, P. G. (1983). Isoelectric focusing in immobilized pH gradients. Journal of Neuroscience Methods, 7(3), 275–289. https://doi.org/10.1016/0165-0270(83)90039-8
  13. Adams, L. D.; Gallagher, S. R. (1992). Two‐Dimensional Gel Electrophoresis Using the O’Farrell System. Current Protocols in Molecular Biology, 10.4.1–10.4.24. https://doi.org/10.1002/0471142727.mb1004s18
  14. Righetti, P. G. (1997). Isoelectric Focusing in Immobilized pH Gradients. Journal of Chromatography B, 699(1–2), 3–19. https://doi.org/10.1016/S0378-4347(97)00200-5
  15. Righetti, P. G. (1998). Isoelectric focusing of proteins and peptides in gel slabs or capillaries: is there a future? Analytica Chimica Acta, 372(1–2), 1–19. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(98)00329-8
  16. Righetti, P. G. (2010). Isoelectric Focusing: Theory, Methodology and Applications. Elsevier, Amsterdam. ISBN 9780444538093.
  17. Donnini, S.; Tegeler, F.; Groenhof, G.; Grubmüller, H. (2011). Constant pH Molecular Dynamics in Explicit Solvent with λ-Dynamics. Journal of Chemical Theory and Computation, 7(6), 1962–1978. https://doi.org/10.1021/ct200061r
  18. Agilent Technologies (2014). Principles and Applications of Capillary Isoelectric Focusing. Application Note 5991-1660EN.
  19. Chen, W.; Huang, Y.; Shen, J.; Luo, R.; Kirk, S.; Wang, P. H. (2014). Recent development and application of constant pH molecular dynamics. Molecular Simulation, 40(10–11), 830–838. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25309035/
  20. He, M.; Chen, Y.; Liu, Z.; Zhao, C.; Shao, L.; Jiang, S. (2016). Zwitterionic materials for antifouling membrane surface construction. Acta Biomaterialia, 40, 142–152. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2016.02.009
  21. Boron, W. F.; Boulpaep, E. L. (2017). Medical Physiology. 3rd ed., Elsevier, Philadelphia. ISBN 9781455743773.
  22. Cargile, B. J.; Bundy, J. L.; Stephenson, J. L. (2005). Immobilized pH Gradient Isoelectric Focusing as a First-Dimension Separation for Shotgun Proteomics. Journal of Proteome Research, 4(4), 1677–1687. https://doi.org/10.1021/pr050122m
  23. Righetti, P. G.; Simó, C.; Sebastiano, R.; Citterio, A. (2007). Carrier ampholytes for IEF, on their fortieth anniversary (1967–2007), brought to trial in court: the verdict. Electrophoresis, 28(21), 3799–3810. https://doi.org/10.1002/elps.200700232
  24. Simó, C.; Citterio, A.; Antonioli, P.; et al. (2007). Mass distribution, polydispersity and focusing properties of carrier ampholytes for isoelectric focusing. Electrophoresis, 28(18), 3313–3324. https://doi.org/10.1002/elps.200600853
  25. Nelson, D. L.; Cox, M. M. (2021). Lehninger Principles of Biochemistry. 8th ed., W. H. Freeman, New York. ISBN 9781319228002.
  26. Li, Q.; Xia, C.; Yuan, Z.; et al. (2022). Zwitterionic Biomaterials. Chemical Reviews, 122(19), 16537–16574. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00344
  27. de Oliveira, V. M.; Apostolov, R.; Villa, A.; Gräter, F.; Hünenberger, P. H. (2022). Constant pH Molecular Dynamics Simulations. Living Journal of Computational Molecular Science, 3(1), 1583. https://doi.org/10.33011/livecoms.3.1.1583
  28. Vigh, G. (2023). The path from Svensson’s steady-state model to capillary isoelectric focusing. Electrophoresis, 44(1–2), 76–96. https://doi.org/10.1002/elps.202200120
  29. Kragh, H. (2025). S.P.L. Sørensen, the pH concept and its early history. Chemistry in Context, 2, 1–24. https://doi.org/10.1007/s10698-025-09532-6
  30. Yang, C.; Zhou, Y.; Sun, Z.; et al. (2025). Review of the latest progress of AI and Machine Learning methods for pKa prediction. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 100, 100167. https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2025.100167

Yayım tarihi

tsetse sineği

çeçe sineği olarakda bilinir.
-glossinidae ailesine üyedir.
-uyku hastalığının taşıyıcısıdır.

Yayım tarihi

İnsidans

İnsidans** terimi Latince “incidere ‘ kökünden türetilmiş olup, ’üzerine düşmek” veya “meydana gelmek” anlamına gelir ve bir nüfusun “üzerine düşen” yeni vakaların oluşumunu yansıtır.

İnsidans, belirli bir zaman diliminde belirli bir popülasyonda yeni bir hastalık veya sağlıkla ilgili olay vakalarının ölçülmesini ifade eder. Epidemiyolojide kritik bir kavramdır, bir durumun gelişme riskini ve popülasyonlar içinde hastalıkların yayılımını değerlendirmek için kullanılır.

Genel anlamda insidans:

    • Belirli bir zaman aralığında bir popülasyonda yeni teşhis edilen bir hastalık veya sağlık olayı vakalarının sayısı.

    Tıpta İnsidans:

      • Riski anlamak ve önleyici tedbirler geliştirmek için hastalıkların, yaralanmaların veya sağlık koşullarının yeni vakalarının başlangıcını belirlemeye odaklanır.

      İnsidans ve Prevalans:

        • İnsidans** belirli bir zaman diliminde sadece yeni vakaları ölçer.
        • Yaygınlık** belirli bir zamanda bir popülasyondaki toplam vaka sayısını (hem yeni hem de önceden var olan) ölçer.

        İnsidans Oranı:

          • Aynı zaman diliminde yeni vakaların risk altındaki nüfusa oranı, genellikle 1.000 veya 100.000 kişi başına ifade edilir.

          Uygulamalar ve Kullanımlar

          Epidemiyoloji:

            • Risk faktörlerinin belirlenmesi ve hastalıkların yayılımının değerlendirilmesi (örn. bulaşıcı hastalıklar, kronik hastalıklar).
            • Hedeflenen halk sağlığı müdahalelerinin tasarlanmasına ve kaynakların etkili bir şekilde tahsis edilmesine yardımcı olur.

            Klinik Araştırma:

              • Farklı popülasyonlar veya maruziyet grupları arasındaki insidans oranlarını karşılaştıran risk oranını (göreceli risk) hesaplamak için kullanılır.

              Mikrobiyoloji:

                • Hastalık bulaşmasını ve kontrol altına alma stratejilerini değerlendirmek için tanımlanmış bir grup veya ortamdaki yeni enfeksiyonları izler.

                Politika ve Sağlık Planlaması:

                  • Yüksek insidanslı hastalıklar, aşılama, tarama programları veya tedavinin bulunabilirliği için politika kararlarını bilgilendirir.

                  İnsidans Metriklerinin Türleri

                  Kümülatif İnsidans:

                    • Belirli bir zaman içinde bir hastalığa yakalanan nüfus oranını ifade eder.
                    • Formül:
                    Kümülatif İnsidans = Risk Altındaki Toplam Nüfus/ Zaman İçinde Yeni Vakalar

                    İnsidans Yoğunluğu (Oranı):

                      • Bireylerin çalışmaya katkıda bulundukları değişken zamanı göz önünde bulundurarak risk altındaki kişi zamanını hesaplar.
                      İnsidans Yoğunluğu = Yeni Vakalar / Toplam Kişi-Zaman

                      İnsidans Risk Oranı (Göreceli Risk):

                        • İki grup arasındaki insidans oranlarını karşılaştırarak, maruz kalan bir grupta maruz kalmayan bir gruba göre hastalık olasılığını gösterir.

                        Örnekler

                        Hastalık İnsidansı:

                          • Örnek: Amerika Birleşik Devletleri’nde yılda yaklaşık 795.000 yeni inme vakası bildirilmektedir. Risk altındaki nüfus 300 milyon ise, insidans oranı şöyledir:
                          İnsidans Oranı = 300,000,000 / 795,000 =0,00265 (veya yılda 100.000 kişi başına 265).

                          Yüksek İnsidanslı Hastalık:

                            • Yüksek İnsidans** kış aylarında mevsimsel grip salgınları gibi sık görülen yeni vakaları gösterir.

                            Düşük İnsidanslı Hastalık:

                              • Başarılı eradikasyon programlarına sahip ülkelerdeki çocuk felci gibi Düşük İnsidanslı hastalıklar etkin kontrolün göstergesidir.

                              Ölçüm ve İfade

                              Ölçüm:

                                • Tanımlanmış bir dönem boyunca yeni vakaları sayın.
                                • Oranı hesaplamak için risk altındaki nüfusa veya kişi zamanına bölün.

                                İfade:

                                  • Karşılaştırmaları standartlaştırmak için genellikle 1.000, 10.000 veya 100.000 kişi başına vaka olarak ifade edilir.

                                  Yaşam Boyu İnsidans:

                                    • Bir bireyin tüm yaşam süresi üzerinden hesaplanır, kanser veya genetik hastalıklar gibi durumlar için kullanılır.

                                    İnsidansı Etkileyen Faktörler

                                    Nüfus Özellikleri:

                                      • Yaş, cinsiyet, genetik yatkınlık ve sosyoekonomik durum insidans oranlarını etkilemektedir.

                                      Zaman Çerçevesi:

                                        • Kısa vadeli ölçümler akut hastalık salgınlarını yakalayabilirken, uzun vadeli çalışmalar kronik durumları değerlendirir.

                                        Çevresel Faktörler:

                                          • Coğrafya, iklim ve yaşam koşulları sıtma veya solunum yolu enfeksiyonları gibi hastalıkların görülme sıklığını etkiler.

                                          Halk Sağlığındaki Önemi

                                          • Erken Tespit: Yüksek insidanslı hastalıkların belirlenmesi *zamanında müdahaleleri* kolaylaştırır.
                                          • Kaynak Tahsisi: Yüksek insidanslı hastalıklar için sağlık finansmanının önceliklendirilmesine yardımcı olur.
                                          • Önleme Stratejileri: Aşılama kampanyalarına ve eğitim programlarına rehberlik eder.
                                          Keşif

                                          Modern Dönem Öncesi: Temel Kavramlar

                                          1. M.Ö. 400: Hipokrat, epidemiyolojik düşüncenin temelini oluşturan Havalar, Sular ve Yerler Üzerine adlı eserinde hastalıkları popülasyonlar içinde inceleme fikrini ortaya attı.
                                          2. 14. Yüzyıl: Kara Ölüm sırasında, “insidans” terimi henüz yerleşmemiş olsa da, hastalığın yayılmasını anlamak için vakaları sayma kavramı gayri resmi olarak başladı.

                                          17.-19. Yüzyıl: Kantitatif Epidemiyoloji Ortaya Çıkıyor

                                          1. 1662: John Graunt, hastalık sıklığını anlamaya yönelik erken bir adım olan ölüm ve doğumların sistematik tablosunu içeren Natural and Political Observations upon the Bills of Mortality (Ölüm Faturaları Üzerine Doğal ve Siyasi Gözlemler) kitabını yayınladı.
                                          2. 19. Yüzyıl: Genellikle modern hayati istatistiklerin babası olarak adlandırılan William Farr, ölüm oranı ve hastalık oluşumlarına odaklanarak hastalık verilerini kaydetmek ve analiz etmek için yöntemler geliştirdi.

                                          20. Yüzyılın Başları: Kavram Biçimlendirme

                                          1. 1900’lar: Epidemiyologlar insidans ve prevalans arasında ayrım yapmaya başladılar ve yeni vakalara karşı toplam vakaları ölçmek için tanımları resmileştirdiler.
                                          2. 1920’ler: Modern epidemiyolojinin öncülerinden Wade Hampton Frost, tüberküloz gibi hastalıkların görülme sıklığını ölçmek ve takip etmek için istatistiksel teknikler uygulamıştır.

                                          20. Yüzyılın Ortaları: Ölçümde Gelişmeler

                                          1. 1940’lar: Framingham Kalp Çalışması gibi kohort çalışmalarının kurulması, kardiyovasküler hastalıklar gibi kronik hastalıklar için insidans oranlarının sistematik olarak izlenmesini sağladı.
                                          2. 1950’ler: Kişi-zamanlı insidans oranlarının** (insidans yoğunluğu) geliştirilmesi, çalışma popülasyonlarında değişen risk sürelerini hesaba katmak için daha doğru yöntemler sağlamıştır.

                                          20. Yüzyılın Sonları: Yaygın Uygulama

                                          1. 1970‘ler: İnsidans ölçümleri, kolera ve influenza pandemileri de dahil olmak üzere küresel hastalık salgınlarının izlenmesinde merkezi bir rol oynamaya başladı.
                                          2. 1980‘ler: HIV/AIDS salgını, bulaşma dinamiklerini anlamak ve halk sağlığı müdahalelerini uygulamak için insidans takibinin öneminin altını çizdi.
                                          3. 1990‘lar: İstatistiksel yazılımdaki gelişmeler, büyük veri kümeleri için karmaşık insidans hesaplamalarını mümkün kılarak hastalık modelleme ve tahminini geliştirdi.

                                          21. Yüzyıl: Modern Epidemiyoloji ve Büyük Veri

                                          1. 2000‘ler: Küresel Hastalık Yükü çalışması, çok çeşitli hastalıklar için insidans oranlarını bir araya getirerek standartlaştırılmış küresel karşılaştırmalar sunmuştur.
                                          2. 2010‘ler: Genetik epidemiyoloji ve H1N1 pandemisi sırasında olduğu gibi gerçek zamanlı hastalık gözetimindeki gelişmeler, bulaşıcı hastalıkların yayılmasını ve etkisini izlemek için insidans ölçümlerini kullandı.
                                          3. 2020’ler: COVID-19 pandemisi, yeni vakaları bildirmek ve halk sağlığı müdahalelerini değerlendirmek için gerçek zamanlı gösterge tabloları gibi araçları kullanarak vaka takibinin kritik önemini vurgulamıştır.

                                          İleri Okuma
                                          1. Graunt, J. (1662). Natural and Political Observations upon the Bills of Mortality. London: Martin and Allestry.
                                          2. Frost, W. H. (1927). The Age Selection of Mortality from Tuberculosis in Successive Decades. American Journal of Hygiene, 7(5), 494–511.
                                          3. Farr, W. (1885). Vital Statistics: A Memorial Volume of Selections from the Reports and Writings of William Farr. London: Sanitary Institute.
                                          4. Doll, R., & Hill, A. B. (1950). Smoking and Carcinoma of the Lung: Preliminary Report. British Medical Journal, 2(4682), 739–748.
                                          5. MacMahon, B., Pugh, T. F., & Ipsen, J. (1960). Epidemiologic Methods. Boston: Little, Brown and Company.
                                          6. Kleinbaum, D. G., Kupper, L. L., Morgenstern, H. (1982). Epidemiologic Research: Principles and Quantitative Methods. Belmont: Lifetime Learning Publications.
                                          7. Kelsey, J. L., Whittemore, A. S., Evans, A. S., & Thompson, W. D. (1996). Methods in Observational Epidemiology. New York: Oxford University Press.
                                          8. Murray, C. J. L., & Lopez, A. D. (1996). The Global Burden of Disease. World Health Organization.
                                          9. Morabia, A. (2004). A History of Epidemiologic Methods and Concepts. Birkhäuser Verlag.
                                          10. Rothman, K. J., Greenland, S., & Lash, T. L. (2008). Modern Epidemiology (3rd ed.). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
                                          11. Pearce, N. (2012). Classification of Epidemiological Study Designs. International Journal of Epidemiology, 41(2), 393–397.
                                          12. Giesecke, J. (2017). Modern Infectious Disease Epidemiology (3rd ed.). Boca Raton: CRC Press.
                                          13. World Health Organization (WHO). (2018). Epidemiology in Global Health Practice. Geneva: WHO Press.
                                          14. Lipsitch, M., Swerdlow, D. L., & Finelli, L. (2020). Defining the Epidemiology of COVID-19—Studies Needed. New England Journal of Medicine, 382(13), 1194–1196.
                                          15. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). (2020). Principles of Epidemiology in Public Health Practice. Atlanta: U.S. Department of Health and Human Services.
                                          Yayım tarihi

                                          Chemiluminescence

                                          -kimyasal bir tepkimenin ışık emisyonu anlamına gelir. (bkz: Chemi–luminescence)
                                          -kimyasal bir tepkimenin, ısı ve ışık çıkarmasını ultraviolet veya görünür ışık altında ortaya çıkarmaktır.

                                           

                                          Yayım tarihi

                                          Lüminesans

                                          Lüminesans terimi Latince’den (lümen = ışık) gelmektedir ve ilk olarak 1888 yılında fizikçi ve bilim tarihçisi Eilhardt Wie- demann tarafından akkorlaşmanın aksine “yalnızca sıcaklık artışına bağlı olmayan tüm ışık fenomenleri” için lüminesans olarak tanıtılmıştır.

                                          ışık emisyonu anlamına gelir.

                                          Lüminesans nedir?

                                          Lüminesans, kimyasal bir reaksiyon (kemilüminesans) veya enzimatik bir reaksiyon (biyolüminesans) sonucunda bir madde tarafından ışık yayılmasıdır.

                                          Lüminesansın tespiti, floresansın tespitinden optik olarak daha basittir çünkü uyarma için bir ışık kaynağı veya özel optikler gerektirmez.

                                          Lüminesans, kinetik profile bağlı olarak bir “flaş” veya “parlama” reaksiyonu olabilir. Flaş lüminesans, genellikle saniyeler gibi kısa bir süre için çok parlak bir sinyal üretir. Kızdırma ışıldaması, birkaç dakika veya saat sürebilen daha kararlı ancak genellikle daha az yoğun bir sinyal yayar. Flaş lüminesans, sinyalin gözden kaçmaması için ölçüm yapılmadan hemen önce reaksiyona substrat ekleyen enjektörlere sahip bir tespit sistemi gerektirir. Lüminesans için genellikle ışığı yansıtan ve sinyali en üst düzeye çıkaran beyaz mikroplakalar önerilir.

                                          Lüminesansın avantajları

                                          Lüminesans, absorpsiyon ve floresansa kıyasla birçok uygulama için son derece popüler bir tespit platformudur. Arka plan paraziti (bileşiklerden, ortamdan ve hücrelerden gelen otofloresans) düşük olduğundan, genellikle daha geniş bir dinamik aralık ve daha yüksek hassasiyet sunar. Buna ek olarak, lüminesans analizleri genellikle homojen bir protokol kullanır (yıkama adımları olmadan), bu da yüksek verimli uygulamalar için otomatikleştirilmelerini kolaylaştırır.

                                          WordPress gururla sunar