Enzyme immobilization on titania-silica-gold thin films for biosensor applications and photocatalytic enzyme removal for surface patterning
Biyosensör uygulamaları için titanyum dioksit-silikon dioksit-altın ince filmlere enzim immobilizasyonu ve fotokatalitik enzim uzaklaştırması ile yüzey desenlenmesi
- Tez No: 255100
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜRKAN KARAKAŞ, PROF. DR. UFUK BAKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Bu çalışmada, biyosensör uygulamaları için fotokatalitik aktif yüzeylere enzim tutuklanması, enzimin fotokatalitik olarak yüzeyden uzaklaştırılması ve tekrar yüzeye tutuklanması ile desenlemenin uygulanabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, TiO2-SiO2-Au sol-jel kolloid çözeltileri cam yüzeylere ince filmler halinde kaplanmıştır. Sentezlenen ince filmler, sisteamin bağlayıcısının altın nanotanecikler üzerinde kendinden düzenlenmesiyle amin fonksiyonelleştirilmiş ve invertaz tutuklanması sağlanmıştur. Tutuklama sıcaklığının, tutuklama çözeltisi enzim konsantrasyonunun ve tutuklama süresinin, tutuklanan invertaz aktivitesine etkisi araştırılmıştır. Tutuklanan invertaz aktivitesinin denenen sıcaklık aralığında (4C-oda sıcaklığı) tutuklama sıcaklığından bağımsız olduğu görülmüştür. Optimum enzim konsantrasyonu ve süresi sırasıyla 10µg/ml ve 12 saat olarak bulunmuştur. Invertaz tutuklanmış enzim yüzeyleri 9 hafta bekleme süresinden sonra ilk aktivitelerinin 50% den fazlasını korumuş ve yüksek saklama kararlılığı göstermiştir.Fotokatalitik enzim uzaklaştırması ve tekrar tutuklanması çalışmaları, invertaz tutuklanmış yüzeylerin siyah ışığa (368 nm.) tutulması ile yürütülmüştür. 30 dakika ışığa maruz kalan ince filmlere tutuklanmış invertaz tamamen ve geri dönüşümsüz olarak inaktive edilmiştir. Tutuklanan invertazın başlangıç aktivitesine (siyah ışığa maruz kalmadan önce) 5 saat ışığa maruz kalan yüzeylere tekrar enzim tutuklandığında ulaşılmıştır. Böylece ışığa yeterli süreyle maruz kalan enzimlerin tamamen yüzeyden kaldırılabileceği görülmüş ve tekrar enzim tutuklanması sağlanmıştır. Fotokatalitik aktivite ile enzimlerin yüzeylerden uzaklaştırılması ve tekrar yüzeye tutuklanması olasılığı, çoklu enzim elektrot arrayleri yapımında kullanılabilecek yeni bir desenleme tekniğine zemin hazırlamıştır.
Özet (Çeviri)
The aim of this study was to investigate the viability of patterning by immobilization, photocatalytic removal, and re-immobilization steps of the enzyme on photocatalytically active thin films for biosensor fabrication purposes. For this aim, TiO2-SiO2-Au sol-gel colloids were synthesized and deposited on glass substrates as thin films by dip coating. Cysteamine linker was assembled on gold nanoparticles to functionalize thin films with amine groups for immobilization of model enzyme invertase. Effect of immobilization temperature, enzyme concentration of the immobilization solution and immobilization period on invertase immobilization were investigated. The immobilized invertase activity was found independent from the immobilization temperature in the range tested (4C-room temperature). The optimum enzyme concentration and period for immobilization was determined as 10µg/ml and 12 hours respectively. The resulting invertase immobilized thin films showed high storage stability retaining more that 50% of their initial activity after 9 weeks of storage.Photocatalytic enzyme removal and re-immobilization studies were carried out by irradiating the invertase immobilized thin films with blacklight. Upon 30 minutes of irradiation, immobilized invertase was completely and irreversibly inactivated. Initial immobilized invertase activity (before the irradiation) was attained when invertase was re-immobilized on thin films that were irradiated for 5 hours. Thus it was inferred that with sufficient exposure, enzymes can be completely removed from the surfaces which makes the re-immobilization possible. The possibility of enzyme removal with photocatalytic activity and re-immobilization can pave the way to new patterning techniques to produce multi-enzyme electrode arrays.
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of titania-silica-gold thin films over ito substrates for laccase immobilization
Lakkaz tutuklanması için ıto üzerinde titantum dioksit-silisyum dioksit-altın ince filmler elde edilmesi ve karakterizasyonu
ZEYNEP EKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRKAN KARAKAŞ
PROF. DR. MÜRVET VOLKAN
- Çapraz bağlı etoksile akrilat reçinesine enzim immobilizasyonu
Enzyme immobilization on cross-linked ethoxylate achrylate resin
GAREN KARABURUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyokimyaMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EFE BATURHAN ORMAN
PROF. DR. AYŞE OGAN
- Manyetik nanopartiküllere invertaz immobilizasyonu ve biyokimyasal karakterizasyonu
Invertase immobilization and biochemical characterization of magnetic nanoparticles
TUĞÇE DÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
KimyaGazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLAY BAYRAMOĞLU
DOÇ. DR. VELİ CENGİZ ÖZALP
- Polistiren destekli schıff bazı ve metal kompleksi üzerine enzim immobilizasyonu
Enzyme immobilization on polystyrene based schiff base and its metal complex
MURAT GÜLEÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
KimyaNevşehir Hacı Bektaş Veli ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DİLEK NARTOP
- Modifiye edilmiş kitosan boncuklar üzerine katalaz enziminin immobilizasyonu
Immobilization of catalase on modify chitosan beads
ESRA BAŞAK