Atomik kuvvet mikroskobunun nükleik asitler için moleküler sensör olarak kullanımı
Use of atomic force microscope for nucleic acids as molecular sensors
- Tez No: 131023
- Danışmanlar: DR. İ. CENGİZ KOÇUM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: AKM iğnesi, yüzey aktivasyonu, silanizasyon, hibridleşme, AFM tip, surface activation, silanisation, hibridisation
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
ATOMİK KUVVET MIKROSKOBU'NUN NUKLEIK ASİTLER İÇİN MOLEKULER SENSÖR OLARAK KULLANIMI Şefik Doğutan Ülgen ÖZ Sunulan çalışmanın amacı, görüntüleme sistemi olan Atomik Kuvvet Mikroskobu'nun (AKM) oligonükleotid moleküler sensörü olarak kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Çalışmanın ilk aşamasında mevcut AKM sistemi üzerinde modifikasyonlar gerçekleştirilmiştir. Bu modifikasyonlar mekanik ve yazılımda olmak üzere iki bölümde yapılmıştır. Oligonükleotid moleküler sensörlerinin imali için satın alma yoluyla AKM iğneleri temin edilmiş ve bu iğneler kimyasal olarak modifiye edilmiştir, iğnelerin modifikasyonu öncesi ön denemeler silikon nitrür nanopartiküller ve silika jel partiküller ile gerçekleştirilmiştir. Bu partiküller üzerinde yüzey aktivasyonu ve silanizasyon gerçekleştirilmiş, silika jel partiküllerin reaksiyon sonrası yüzey analizleri FTIR spektrumlarının alınmasıyla, silikon nitrür nano partiküllerin ise Zeta Sizer ile yüzey yüklerinin ölçülmesiyle gerçekleştirilmiştir. Bu işlemler sonrasında belirlenen optimum reaksiyon koşullarında iğne modifikasyonları gerçekleştirilmiştir, iğne modifikasyonu ile sensör elde edilmesi için yüzey aktivasyonu, silanizasyon, gluteraldehit immobilizasyonu ve oligonükleotid immobilizasyonu işlemleri sırasıyla gerçekleştirilmiş, iğne yüzeyindeki değişiklikler optik mikroskop ile belirlenmiştir. Ligand oligonükleotid zincirlerinin yüzeye immobilizasyonunun gerçekleşip gerçekleşmediği, iğnelerin DNA boyası (Hoeughst) ile boyanıp yıkanarak floresans mikroskobu altında ışımalarının görüntülenmesi ile gerçekleştirilmiştir. Bu işlemler sonucunda AKM iğneleri ve iğnenin bağlı bulunduğu kantileverler başarıyla modifiye edilerek amaçlanan sensör elde edilmiştir. Modifikasyon sonucu elde edilen iğnelerin sensör çalışmalarında kullanılabilirliğinin araştırılması, modifiye edilmemiş ve sensör olarak modifiye edilmiş iğnelerle bu iğnelerin oligonükleotid çözeltileri ile etkileşiminin gözlenmesiyle gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalarda referans olarak, kullanılan tampon çözeltiler ile etkileşimler esas alınmış, bu etkileşimlerden sapmalar % olarak hesaplanararak sonuçlar yorumlanmıştır. Deneylerde pH ve konsantrasyonetkisi araştırılmış ayrıca sensörün eşleniği olmayan oligonükleotid çözeltisiyle etkileşim sonuçları da incelenmiştir. Sensör çalışmalarında kullanılan iğnelerin yüzeyinde bulunan ligand oligonükleotid ile hedef çözeltideki eşleniğinin etkileşimi ise iğnelerin DNA boyası (Orange G) ile etkileştirilip floresans mikroskop altında ışımalarının görüntülenmesi yöntemiyle yapılmıştır. Çalışmaların sonucunda modifikasyon işleminin optimize edilen şartlarda başarı ile gerçekleştirildiği, sensörün 11,7pmol/ul'lik oligonükleotid konsantrasyonuna kadar tanı amaçlı kullanılabileceği ve sistemin pH 7.4'de kararlı çalıştığı belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
USE OF ATOMIC FORCE MICROSCOPE FOR NUCLEIC ACIDS AS MOLECULAR SENSORS Şefik Doğutan Ülgen Hacettepe University, Department of Chemical Engineering, Ankara, TURKEY ABSTRACT The aim of this study is to investigate the usage of the Atomic Force Microscope (AFM), which is a image system, as a molecular oligonucleotide sensor. In the initial step of this work, the present AFM system was modified. Mechanic and software modifications were carried out. For the production of the oligonucleotide molecular sensors, AFM tips were bought and then chemically modified. Prior to chemical modification of the tips, pretrials were carried out with silicium nitride nanoparticles and silica gel particles. Surface activation and silanisation were carried out on these particles, the surface analysis was done by gaining FTIR spectrums of the reacted silica gel particles, surface charges of the silicium nitride nanoparticles was measured using Zeta Sizer. According to the results of these measurements, the optimum conditions for the modifications of the AFM tips were determined. In order to produce these sensors by modifying the tips; surface activation, silanisation, gluteraldehide and oligonucleotide immobilisation were carried out respectively and the changes on the surface of the tips were observed by an optical microscope. The tips were dyed with a DNA dye (Hoeucgst), washed and the flourescence emmitions were observed under flourescence microscope in order to verify the immobilisation of the ligand oligonucleotide chains on to the surface. In the conclusion of these measurements, the AFM tips and the cantilevers which the AFM tips are attached to, were modified successfully and the desired sensor was produced. 11The investigation of the usage of the modified tips were carried out by observing the interactions of the unmodified and modified tips as a sensor with oligonucleotide solutions. In this study, the interactions with buffer solutions were taken as a reference, the derivations were calculated as percentage, and the results were interpreted accordingly. The effects of pH and concentration were investigated and also the interaction of the oligonucleotide solution which is not the complementary of the sensor was investigated. The interactions between the oligonucleotide on the surface ligand of the tips used as a sensor and its complementary in the target solution were investigated by interacting the tips with a DNA dye (Orange G) and observing emitions under flourescense microscope. In conclusion, it was found that; the modification was successful under the optimised conditions, the sensor can be used for diagnostic purposes down to 11.7 pmol/ul concentration and the system is stable at pH of 7.4.
Benzer Tezler
- Formation and investigation of organic-inorganic compound structures on the surfaces at nanoscale with scanning probes
Nano ölçekte taramalı uç ile organik ve inorganik bileşiklerin çeşitli yüzeylerde oluşumu ve araştırılması
ELİF PEKSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZHAN GÜRLÜ
- Atomik kuvvet mikroskobunun sitogenetik analizde kullanımı
The Use of atomic force microscopy in cytogenetic analysis
MEHMET ALİ ERGÜN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1999
Tıbbi BiyolojiGazi ÜniversitesiTıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN MENEVŞE
- Noise analysis of interdigital cantilevers for atomic force microscopy
Atomik kuvvet mikroskobu için birbirine geçmiş parmaklı kaldıraçların gürültü çözümlemesi
GÖKSEN GÖKSENİN YARALIOĞLU
Doktora
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH ATALAR
- Atomik kuvvet mikroskobu kullanılarak sıcaklık, nem ve zamana bağlı olarak eritrositlerin degradasyon düzeylerinin belirlenmesi ve kan lekesi yaşının tahmini
Determination of degradation levels of red blood cells depending on temperature, humidity and time using atomic force microscope and estimate the age of blood stains
EMRAH BAYRAM
- Nanomechanical characterization of materials by enhanced higher harmonics of a tapping cantilever
Titreşen kaldıracın geliştirilmiş yüksek harmonikleri vasıtasıyla maddelerin nanomekaniksel nitelendirilmesi
MÜJDAT BALANTEKİN
Doktora
İngilizce
2005
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF.DR. ABDULLAH ATALAR