Immobilization of zeolite crystals on solid substrates for biosensor aplications
Biyosensör uygulmaları için katı yüzeylere zeolit kristallerinin tutturulması
- Tez No: 268508
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN, YRD. DOÇ. DR. BURCU AKATA KURÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Biyoteknoloji, Chemistry, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Biyosensörler, Zeolitler, İnce filmler, Biosensors, Zeolites, Thin films
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrokimyasal Biyosensörler, belirli bir ortamda bulunan kimyasalların varlıklarını ve miktarlarını tesbit etmekte kullanılan hızlı, ucuz ve taşınabilir cihazlardır. Bu cihazların hastalık tesbiti, proses ve ürün kontrolü, çevresel izleme, ilaç araştırmaları gibi birçok alanda kullanılma potansiyeli vardır. Bu potansiyelleri hayata geçirmek için cihaz hassasiyetlerinin, seçiciliklerinin, raf ömürlerinin ve çalışma kararlılıklarının arttırılmasına yönelik birçok çalışma yürütülmektedir. Bu çalışmalar arasında yüzeylerin çeşitli partiküllerle (metal nano partikül, karbon nanotüp vb.) modifiye edilmesi de vardır.Zeolitler ve zeolit türü malzemeler çok uzun yıllardan beri araştırılmalarına rağmen sahip oldukları özellikler sayesinde halen yoğun bir araştırma konusudur. Kimyasal dayanıklılıkları, büyük yüzey alanları, değiştirilebilir yüzey özellikleri, gözenekli yapıları ve benzer başka özellikleri sayesinde birçok konuda uygulama alanı bulabilmektedirler. Yakın zamanda yapılan bazı çalışmalarda zeolitlerin bu özelliklerinden biyosensör konusunda da faydalanılması amaçlanmıştır.Bu çalışmanın amacı zeolit nanopartiküllerinin elektrokimyasal biyosensör performansına etkisini araştırmaktır. İlk olarak, önceden sentezlenmiş zeolitlerin Si tabaka üzerine tutturmanın en iyi ve uygun yöntemini bulmak için birçok farklı yöntem ilk kez incelenmiştir. Bunun için ultrasonik kaplama, döndürerek kaplama ve doğrudan tutturma gibi yöntemler uygulanmıştır. Tam olarak düzenli, yüzeyi tam kaplayan, tek katmanlı zeolit filmler doğrudan tutturma yöntemi ile üretildi. Devamında, kaplama yöntemlerinin CMOS teknolojisine uyumluluğunu göstermek için, başarıyla üretilmiş zeolit filmler, Elektron Demet Litografisi tekniğiyle desenlenmiştir. Elektron Demet litografisi ve doğrudan tutturma yüntemlerinin birleşimi sonucunda, iyi kontrol edilebilen, desenlenmiş zeolit tek katman filmler eld edildi.Daha sonradan zeolitle modifiye edilmiş elektrokimyasal biyosensörlerin performansları test edilmiştir. Bu şekilde Elektrokimyasal biyosensörlerin seçicilik, hassasiyet ve kararlılık özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Farklı zeolit türleriyle gerçekleştirilmiş deneyler, zeolitlerin elektro kimyasal biyosensör performansı üzerinde etkisi olduğunu göstermiştir. Amperometric biyosensör tepkileri Silicalite eklenmesi ile iki katına çıkarıldı. Zeolit film üzerine enzim tutturma yöntemiyle daha hızlı conductometric sensör tepkileri elde edildi. Ayrıca farklı ion değiştirme yöntemleriyle modifiye edilmiş Beta tipi zeolitlerin IS-FET tepkilerinde değişikliğe yol açtığı gözlendi.
Özet (Çeviri)
Electrochemical biosensors are cost effective, fast and portable devices, which can determine the existence and amounts of chemicals in a specific medium. These devices have many potential applications in many fields such as determination of diseases, process and product control, environmental monitoring, and drug research. To realize these potentials of the devices, many studies are being carried out to increase their sensitivity, selectivity and long term stabilities. Surface modification studies with various types of particles (metal nano particles, carbon nano tubes etc.) can be count among these studies.Although zeolites and zeo-type materials are investigated for many years, they still hold interest on them due to their capabilities. By means of their chemical resistances, large surface areas, tailorable surface properties, and porous structures they can be applied in many applicational fields. In some recent studies, these properties are intended to be used in the field of biosensors.The purpose of the current study was to investigate the effect of zeolite nanoparticles on electrochemical biosensor performances. Firstly, several different procedures were investigated in order to find the best and optimum methodology to attach previously synthesized zeolites on Si wafer substrates for the first time. For this purpose, the ultrasonication, spin coating and direct attachment methods were used and their efficiencies were compared. Perfectly oriented, fully covering, zeolite monolayers are produced by direct attachment method. Successively produced zeolite thin films were then patterned with the help of Electron Beam Lithography technique to show the compatibility of coating methods to the CMOS technology. Combination of Direct Attachment and EBL techniques resulted well controlled zeolite monolayer patterns.Then zeolite modified electrochemical biosensors were tested for their performances. With these experiments it was intended to improve the selectivity, sensitivity and storage stabilities of standard electrochemical biosensors. Experiments, conducted with different types of zeolites, showed that zeolites have various effects on the performances of electrochemical biosensors. Amperometric biosensor response magnitudes have been doubled with the addition of Silicalites. Faster conductometric electrode responses were achieved with enzyme immobilization on zeolite film technique. Also it is seen that Beta type zeolites modified through different ion exchange procedures, resulted different responses in IS-FET measurements.
Benzer Tezler
- MHV antikorunun tayininde kullanılacak indirekt ELISA tekniği için tavuk Marek hastalığı virusunun (MHV) katı faza immobilize edilmesi
The Immobilization of Marek's disease virus (MDV) to solid phase to be used in the indirect ELİSA technique for determination of MDV antibody
Ş.TÜRCAN GÜRCAN
- Tavşanlarda marek hastalığı virusu (MHV) antikorunun eldesi ve ELISA yöntemi için katı faza immobilizasyonu
Isolation of the antibody against Marek disease virus (MDV) from rabbits and its immobilization to solid phase for the ELİSA technique
JAFAR GAREAYAGHİ
- Electroinitiated polymerization of acrylamide, acrolein and copolymerization
Başlık çevirisi yok
BİLGE HACIOĞLU
- Trypsin immobilization on porous styrene-maleic anhydride copolymer
Başlık çevirisi yok
SARA SHAGHAGHİ
- Sıçanlarda deneysel olarak oluşturulan stress ülserine cimetidin, metoclopramid, histidin ve tirozin'in mide mukozasındaki etkileri
Başlık çevirisi yok
BAHADIR ÜRESİN
