Geri Dön

Single molecule tracking in confined geometries

Çevrelenmiş geometrilerde tek moleküllerin izlenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 246856
  2. Yazar: MUSTAFA YORULMAZ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALPER KİRAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Biyofizik, Physics and Physics Engineering, Biophysics
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Tek moleküllerin ikili blok kopolimerlerin kullanılması ile elde edilen çevrelenmiş geometrilerdeki yayınım dinamiklerini anlamak için oda sıcaklığında tam içten yansımalı ışıma mikroskoplaması tekniği kullanılarak tek molekül deneyleri yapıldı. Öncelikle, tek moleküllerde görülen ışımanın yanıp sönmesi ve tümüyle sönmesi (görüntü şiddetinin bir basamakta gürültü seviyesine inmesi) fenonmenleri gözlenen ışımaların çeşitli saçılmalardan ziyade gerçekten tek moleküllerden geldiğini bildirmek amacıyla gösterildi. Ayrıca, moleküllerin çevrelenmiş geometrilerdeki (kanal çapları ~12-30 nm) yayınımlarının izlenmesinin ve elde edilen ikili blok kopolimerlerden elde edilen örneklerde oluşan yüzey şekil özelliklerinin incelenmesinin kullanılan deney düzeneği ile mümkün olduğunu göstermek için moleküllerin konumlandırılmasında ~1.5 nm'lik hassasiyete ulaşıldığı gösterildi. Bu amaçlar doğrultusunda, terrylene ve rhodamine B molekülleri kullanıldı ve bu moleküller PS, PMMA polimerleri ve farklı molekül ağırlıklarında üç ayrı PB-PEO ikili blok kopolimerleri içlerine gömüldü. Sırasıyla rhodamine B ve terrylene molekülleri, tek moleküllerin (ışıyan tek boya molekülleri) karakteristik özelliklerini anlamak ve incelemek için PMMA ve PS polimerleri içerisinde kullanıldı. Bu moleküller bahsedilen polimerler içerisinde ayrıca deneysel düzeneğin tek moleküllerin konumlandırılmasındaki çözünürlüğünün hesaplanmasında da kullanıldı. Terrylene molekülleri ayrıca, PB-PEO ikili blok kopolimer örnekleri içerisinde moleküllerin çevrelenmiş geometrilerdeki difüzyonlarının incelenmesi için kullanıldı.Terrylene moleküllerini içeren PB-PEO ikili blok kopolimer çözeltilerinin spin kaplanmasıyla elde edilen ince filmler, yüzey üzerinde önceden belirlenmiş şekil özelliklerini daha düzgün bir şekilde elde edebilmek için tavlandı. Bu sayede, terrylene moleküllerinin 1- ve 2- boyutlu yayınım yapmalarını sağlayacak PEO kristali içerisinde silindirik PB kanalları ve hava-film ara yüzeyinde PEO katmanı üzerinde 2- boyutlu PB katmanı elde edildi. Bunun sağlanmasından sonra, bu kanallar içerisinde ve katman yüzeyinde yayınım yapan moleküllerin izledikleri yollar çıkarıldı ve analiz edildi. Moleküllerin izledikleri yol bilgilerinin kullanılmasıyla yapılan incelemelerde, iki farklı molekül ağırlığındaki asimetrik PB-PEO ikili blok kopolimerleri yüzeyinde oluşan iki farklı genişlikte elde edilen PB kanallarında 1-boyutlu yayınım gösteren ve simetrik PB-PEO ikili blok kopolimerinden elde edilen 2-boyutlu PB katmanında 2-boyutlu yayınım yapan terrylene molekülleri gözlendi.1-boyutlu yayınım katsayılarının dağılımının 2-boyutlu yayınım katsayılarının dağılımından beklendiği gibi daha dar olduğu bulundu. Terrylene moleküllerinin normal yayınımları dışında ortalama karesel yerdeğişimi ile adım aralığı arasında parabolik ilişki gözlemlenen kanallar içerisinde yayınım yapan ve belli bir yönde akışa maruz kalan moleküller de moleküllerin izledikleri yollar ve bunların analiz edilmesiyle gözlendi. Bu tip bir harekete kanal yapılanması sırasında oluşan bozuklukların sebep olabileceği açıklandı. Şöyleki, PB kanal genişliklerinin bölgesel farklılıkları kanal içerisinde bölgesel yoğunluk değişimiyle sonuçlanabilir ve bu tarz bir hareketin gözlenmesine sebep olabilir. Bunlara ek olarak tek molekül izlenmesi yönteminin kendi kendine yapılanan blok kopolimer yüzey özelliklerinin karakterizasyonundaki hassasiyeti, kanal içerisinde bulunan düzensizlik ve heterojenliklerin molekülün hareketindeki etkileri nin incelenmesiyle vurgulandı. Bunların dışında elde edilen veriler AKM ve TEM sonuçları ile karşılaştırıldı ve sonuçların çok güzel uyum içerisinde olduğu gözlendi.

Özet (Çeviri)

Single molecule experiments were performed utilizing total internal reflection fluorescence microscopy technique at room temperature for understanding diffusion dynamics of single molecules in confined geometries of diblock copolymer thin films. The characteristic behavior of single molecules such as blinking and photobleaching were first shown indicating the observation of real dyes rather than some scattering. Then, ~1.5 nm resolution of our experimental setup in positioning fluorescent dyes was shown which allowed us to study the dynamics of single molecules inside the obtained confined geometries (channel diameters ~12-30 nm) and to analyze the surface morphology of different block copolymer thin films. For this purpose, terrylene and rhodamine B dye molecules were used and embedded in PS, PMMA and three different molecular weight PB-PEO diblock copolymers. Rhodamine B and terrylene dye molecules were incorporated with PMMA and PS polymers for understanding and observation of characteristic behavior of single molecules, respectively. They were also utilized for the determination of resolution of our experimental setup in positioning single dye molecules. The usage of terrylene molecules in PB-PEO diblock copolymer samples was for studying the confined diffusion of single molecules.After spun-casting the thin films which were prepared by using PB-PEO diblock copolymer solutions including terrylene molecules, they were annealed to obtain better intended morphology. By this way, cylindrical channels of PB inside PEO crystalline matrix and 2-dimensional layer of PB at air film interface on top of PEO layer were obtained for providing 1- and 2-dimensional diffusion of terrylene dyes. After that, the trajectories of diffusion single molecules were obtained and analyzed. In this manner, the motion of terrylene probe molecules in confined PB channels having different channel diameter of two asymmetric PB-PEO diblock copolymers and the normal diffusion of terrylene dyes in 2-dimensional PB layer of symmetric PB-PEO diblock copolymer were investigated.The distribution of 1-dimensional diffusion coefficients were found to have narrower distribution compared to 2-dimensional diffusion coefficients in PB. In addition to normal diffusion of terrylene dyes, directed motion of them was also observed through the trajectories of some single molecules and their analysis where mean square displacement had parabolic time dependence. The origin of this behavior was explained by the presence of some defects in channel formations, i.e. change in local density inside the channel due to local variations in the PB channel width. Furthermore, effects of non-uniformities and heterogeneities in channels on motion of single molecule were studied demonstrating the sensitivity of single molecule tracking in characterizing self-assembled block copolymer morphologies where the trajectories of single molecules were well correlated with AFM and SEM results.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    318013

    Advanced techniques for single molecule experiments and their applications

    Tek molekül deneyleri için ileri teknikler ve uygulamaları

    MEHDİ YAVUZ YÜCE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALPER KİRAZ

  2. Tez No

    508372

    Nanoscale magnetometry with single fluorescent nanodiamonds manipulated in an anti-Brownian electrokinetic trap

    Başlık çevirisi yok

    METİN KAYCI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    BiyolojiEcole Polytechnıque Federale de Lausanne (epfl)

    Prof. ALEKSANDRA RADENOVIC

  3. Tez No

    384937

    Design of inorganic peptide bonded fusion biomolecules for tracking disease related proteins

    Hastalıkla ilişkili proteinlerin izlenmesinde anorganik peptit bağlarla füzyon biyomoleküllerin tasarımı

    BERTAN KORAY BALCIOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    PROF. DR. CANDAN TAMERLER

    DOÇ. DR. BERRİN ERDAĞ

  4. Tez No

    890862

    Glioblastoma tedavisinde kombin ilaç yüklü katmanlı nanolif yüzeylerin tasarımı ve kullanılabilirliğinin analizi

    Design and analysis of usability of combined drug loaded layered nanofiber surfaces in glioblastoma treatment

    MELİS ERÇELİK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    GenetikBursa Uludağ Üniversitesi

    Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BERRİN TUNCA

  5. Tez No

    911209

    Kanser teşhis ve tedavisinde kullanılma potansiyeli olan aza-BODIPY içerikli poli(β-amino ester)'lerin hazırlanması ve biyolojik özelliklerinin araştırılması

    Preparation and evaluation of biological properties of poly(β-amino ester)s that have potential in cancer therapy and diagnosis

    ŞEYMA SARI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHAMMET ÜBEYDULLAH KAHVECİ

Geri Dön