Construction of a choline oxidase biosensor
Bir kolin oksidaz biyosensörünün tasarlanması
- Tez No: 143149
- Danışmanlar: PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI, PROF. DR. NAZMİ ÖZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: kolin, kolin oksidaz, Teflon membran, graft etmek, Choline, choline oxidase, Teflon membrane, grafting
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
Kolinin vücutta gerçekleşen pek çok olayda vazgeçilmez önemi vardır. Kolin önemli nörotransmitterlerden asetilkolinin öncüsü olmasının yanısıra yağ asitleri, fosfat ve gliserolle birleşerek hücre çeperinin yapısında yer alır. Kolin eksikliği sinir sistemi rahatsızlıklarına, yağ asitlerinin karaciğerde birikmesine, kolesterol düzeyinin yükselmesine, yüksek tansiyona ve hafıza kaybına neden olabilmektedir. Bu nedenle biyolojik sıvılardaki kolinin hızlı bir şekilde tayin edilmesi önem taşımaktadır.Bu çalışmada, kolin tayini için bir kolin oksidaz biyosensörü hazırlanmıştır. Biyosensörün hazırlanmasında kolin oksidazdan önce glikoz oksidaz bir model enzim olarak kullanılmıştır. Oksijen elektrodunda kullanılmakta olan Teflon (politetrafloroetilen) membran ferröz amonyum sülfat (FAS, 0.1%, w/v) varlığında gama ışımasına maruz bırakılarak 2-hidroksietil metakrilat (HEMA, 15%, v/v) ile graft edilmiş ve bazı örneklerde çapraz bağlayıcı olarak etilen glycol dimetilakrilat (EGDMA, 0.15%, w/v) kullanılmıştır. HEMA graft edilen membranlar, enzimin kovalent bağlanmasını sağlamak için glutaraldehit veya epiklorohidrin ile aktive edilir. Enzim akti vitesi sübstrat eklenmesi ile gerçekleşen oksijen tüketimini temel alarak oksijen elektrodu ile ölçülür. Membranlarm karakterizasyonu çalışmalarında graft edilme koşullan ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Sonraki çalışmalarda HEMA (15%) ve FAS (0.1%) çözeltisi içerisinde 24 saat gama ışımasına maruz bırakılarak hazırlanan membranlarm kullanılmasının uygun olduğu saptanmıştır. Mekanik test sonuçları HEMA ile graft edilmesinin Teflon membranlara esneklik kazandırdığı ve EGDMA kullanılmasınında graft edilen membranları daha sertleştirdiğini göstermiştir. Membranlarm optimizasyonu aşamasında membranlarm yüzeyine bağlanan enzim miktarının aktivite ölçümleri için yeterli olmadığı belirlenmiştir. Bu nedenle daha ince bir membran elde etmek için membran yapım aşamasında değişiklikler yapılmıştır. Yüzeye bağlanmış olan glikoz oksidaz ve kolin oksidaz enzimlerinin miktarı Bradford ve Lowry yöntemleri ile tayin edilmiştir. EGDMA ve epiklorohidrin aktivasyonu süresinin enzim aktivitesine etkisi incelenmiş ve membranlarm EGDMA kullanılmadan ve 30 dakika epiklorohidrine maruz bırakılarak hazırlanması gerektiği saptanmıştır. Yüzeye glutaraldehid ile bağlanan enzimlerin spesifik aktivitesinin epiklorohidrin ile bağlananlara göre daha yüksek olduğu saptanmıştır. Yapılan çalışmalarda elektrot üzerine doğrudan yerleştirilen membranlann spesifik aktivitesinin oksijen elektrodu içine serbestçe bırakılan membranlardan daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Yüzeye enzim bağlama aşamasında optimum kolin oksidaz konsantrasyonunun 2 mg/mL olduğu saptanmıştır. Tasarlanan kolin oksidaz biyosensörünün geniş bir doğrusal çalışma aralığı olduğu (0.052-0.348 mM) belirlenmiştir. Ölçüm sayısı arttıkça sensörün tepkisinde doğrusal bir düşüş olmuştur.
Özet (Çeviri)
(0(43 Choline is indispensable for a number of fundamental processes in the body. Besides being the precursor of the acetylcholine, an important neurotransmitter, choline is found in the cell membrane structure combining with fatty acids, phosphate and glycerol. Its deficiency may result in nervous system disorders, fatty acid build up in the liver, along with increased cholesterol levels, high blood pressure and memory loss. Thus, rapid detection methods are required for the determination of choline in biological fluids.In this study a choline oxidase biosensor was constructed for the determination of choline. During construction of the biosensor, glucose oxidase was used as a model enzyme, before choline oxidase used. The Teflon (PTFE) membrane of the oxygen electrode was grafted with 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA, 15%, v/v) in the presence of ferrous ammonium sulphate (FAS, 0.1%, w/v) by gamma irradiation and ethyleneglycol dimethacrylate (EGDMA, 0.15 %, v/v) was used as a crosslinker in a series of membranes. HEMA-grafted membranes were activated with epichlorohydrin or glutaraldehyde to maintain covalent immobilization of enzyme. The enzyme activity was measured with an oxygen electrode unit based on oxygen consumption upon substrate addition. Membranes were characterized in terms of grafting conditions and mechanical properties. Membranes, gamma irradiated in a solution of HEMA (15%) and FAS (0.1%) for 24 h, were found to be suitable for use in the further studies. Mechanical test results revealed that HEMA grafting made Teflon membrane more flexible and the presence of EGDMA made the grafted membrane stiffer. During optimization stage, it was found that the immobilized enzyme amount was not sufficient to obtain enzyme activity. Thus, the membrane preparation stage was modified to obtain thinner membranes. The immobilized glucose oxidase and choline oxidase contents on thin HEMA grafted membranes were determined by Bradford and Lowry methods. The influence of EGDMA presence and the epichlorohydrin activation duration on enzyme activity studies revealed that the membrane should be prepared in the absence of EGDMA and 30 min activation duration is appropriate for epichlorohydrin coupling. The study on the influence of membrane activation procedures revealed that the membranes activated with glutaraldehyde had a higher specific activity than the membranes activated with epichlorohydrin. Upon stretching membrane on the electrode directly rather than placing in the sample unit, the response of the enzyme immobilized sensor improved with high specific activity. The optimum choline oxidase concentration was found to be 2 mg/mL considering the effect of immobilization concentration on enzyme activity. With the choline oxidase biosensor, the linear working range was determined as 0.052-0.348 mM, with a 40 ± 5 uM minimum detection limit. The response of the sensor decreased linearly upon successive measurements.
Benzer Tezler
- Construction of an acetylcholinesterase-cholin oxidase biosensor for the determination of aldicarb
Aldikarb tayini için asetilkolinesteraz-kolin oksidaz biyosensörü yapımı
FATMA NEŞE KÖK
Doktora
İngilizce
2001
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
PROF. DR. FARUK BOZOĞLU
- Choline ve choline içeren fosfolipidlerin tayini için yeni bir enzim elektrodu geliştirilmesi
Development of a new enzyme electrode for determination of choline and choline containing phospholipids
YAVUZ SIRRI AKTAŞ
- Enzim tutuklanmış polivinilferrosenyum perklorat modifiye elektrodu ile asetilkolin tayini
Determination of acetylcholine by the enzyme immobilized polyvinylferrocenium perchlorate modified Pt electrode
SONGÜL ŞEN
- Farklı lösemi tiplerinde nükleer manyetik rezonans tabanlı metabolomik profilleme
Nuclear magnetic resonance based metabolomic profiling in different types of leukemia
AYŞE ZEHRA GÜL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
BiyokimyaBezm-i Alem Vakıf ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHABETTİN SELEK
- Construction and characterization of biomimetic cell membranes on the surface of electrospun conductive nanofiber mats
Elektro çekim yöntemi ile elde edilmiş iletken polimer nanofiber mat yüzeylerinde biyomimetik hücre zarı üretimi ve karakterizasyonu
ŞEBNEM SEHERLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK