Sensing and sensitizer activation by biological thiols and 1,2-dioxetanes based chemiluminescence probes
Biyolojik tiyollerin tanısı ile fotosensitizör aktivasyonu ve 1,2-dioksetan temelli kemilüminesan problar
- Tez No: 372543
- Danışmanlar: PROF. DR. ENGİN UMUT AKKAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 274
Özet
Biyolojikçe aktif olan tiyollerden sistein (Cys), homosistein (Hcy) ve glutatiyon (GSH), hücresel redoks durumunun düzenlenmesinde hayati önem taşımaktadır ki hücresel değerlerindeki değişiklikler AIDS, kanser, Alzheimer gibi birçok rahatsızlıkla ilişkilendirilmektedir. Bu nedenle, biyolojikçe aktif tiyollere tepki veren nitroolefin grubu ile fonksiyonlandırılmış bodipy boyalarının dizayn ve sentezi hedeflenmektetir ve bu probların tiyollere olan seçiciliği de absorbans ve emisyondaki değişikiklerle kanıtlanmıştır. Hidrofilik gruplar ile modifiye edilen probların, biyolojikçe aktif tiyollere uzun dalga boyundaki tepkileri, bu moleküllerin biyoloik ortamlarda uygulanabilirliğini kanıtlamaktadır. Bu bilgiler ışığında, Nitroolefin ile fonksiyonlandırılmış bodipy boyalarının proteinlerin tiyol grupları ile biyokonjugasyonları, protein dinamiklerini gözlemlemek, hücrelerin birbirleriyle etkileşimleri belirlemek, proteinlerin yaşam döngülerinin mekanizmalarını anlamak amacıyla tasarlanmış olup, bu konjugasyon, boyar maddenin fotofiziksel özelliklerindeki değişikler ile kanıtlanmıştır. Elde edilen sonuçlar, BODIPY boyalarının nitroolefin fonksiyonlandırılmasının, hem biyolojik tiyollerin algılanması hemde tiyol grupları bulunduran proteinlerin etiketlenmesi açısından gelecek vaad eden bir yol olduğunu göstermektedir. Biyolojik öneme sahip tiyol içeren bu bileşiklerden olan GSH, hücre içi oksidatif stresin düzenlemesinde son derece büyük önem taşımaktadır ki hücre içerisinde yüksek konsantrasyonu kanser gelişimi ile ilişkilendirilmektedir. Hedef dışı hassasiyeti ortadan kaldırmak amacıyla (GSH) varlığında sönümlendirici modülün uzaklaştırılması ile aktiflendikten sonra singlet oksijen üretebilen sönümlendirilmiş seçici PDT fotoduyarlaştırıcılarının geliştirilmesi hedeflenmekte olup GSH'ın aktif olmayan kromoforu, terapatik pencerede uyarıldığı zaman singlet oksijen üretebilen son derece etkili bir fotoduyarlaştırıcıya dönüştürebildiği hücre deneyleriyle kanıtlanmıştır. Elde edilen sonuçlar ışığında, PDT'nin pratikte uygulanabilirliğine de yeni bir yön verilmektedir. Kemiluminesans prensipte analitlerin hızlı, kalitatif ve kantitatif belirlenmesinde kullanılan son derece etkili bir yöntem olduğu için kemilüminesan temelli kendini feda eden moleküler sistemleri florür iyonunu tayin edecek şekilde tetikleyici bir grup ile fonksionlandırmayı başardık. Dizayn ettiğimiz bu molekülün bir birim florür iyonuna karşılık çoklu kemiluminesans özellikte muhabir gruplarının salınımını ve bu molekülün sadece florür iyonuna seçicilik gösterdiğini analitik olarak kanıtladık. Paladyumun aşırı alınımının astım, bulantı, saç dökülmesinde artış ve dermatit gibi birçok önemli rahatsızlığın gelişmesine neden olduğudan kemiluminogenik perspektif kullanılarak hassas ve spesifik olarak paladyum iyonunu tayin edebilecek yeni probların dizayn ve sentezini hedefledik. Pd probu olarak kemilüminesan reaktiflerin geliştirilmesi planlanmış ve tasarlanan sensörlerin kemilüminesans yaparak kendi ışımalarını sağlaması paladyumun algılanmasını daha avantajlı kılmaktadır. Yaptığımız bu çalışmalardaki, kemilüminesansa dayalı metodların uygunluğu ve elde edilen sonuçlara dayanarak, kemilümenesans temelli yeni problar tasarlanacağına inanıyoruz.
Özet (Çeviri)
Biologically important biothiols like Cystein (Cys), Homocystein (Hcy) and Glutathione (GSH) are vital for the maintenance of cellular redox status and alterations in their levels is linked to a number of severe diseases such as AIDS, cancer and Alzheimer's therefore the design and synthesis of nitroolefin functionalized bodipy dyes responding to biological thiols by both absorbance and emission changes have been accomplished. Through the incorporation of hydrophilic groups, bright signaling of biothiols in the longer wavelength region of the visible spectrum is deemed to operate in biological environment. With this knowledge, bioconjugation of the nitroolefin functionalized dyes with thiol groups like those belonging to cysteine residues on proteins has been proved via large spectral changes and targeted to visualize dynamics of proteins, cell-cell interactions, mechanisms of life cycles of proteins. Hence, the result suggests that nitroolefin functionalization of BODIPY dyes is a promising way to sense biological thiols and hence labeling proteins having thiol groups. Since GSH plays vital roles in the oxidative stress exists within the cells and thus, high concentration of it is the indication of cancer development, design and synthesis of cancer related parameter based activation of bodipy based photosensitizers have been achieved to enhance spatiotemporal selectivity in photonic sensitization of dissolved molecular oxygen and thus, improves the potential and practice of photodynamic therapy and their effectiveness are validated by cell culture studies. Chemiluminescence in principle can provide a rapid, qualitative and/or quantitative test for analytes of interest; because of that synthesis of novel probes for the sensing of biologically important (fluoride) anion have been devised to combine the power of chemiluminescence and self immolative amplifiers which offers a chemical avenue for enhancing the signal produced in response to a given analyte. Through the development of chemiluminogenic perspective for sensing of palladium ions, rapid and selective response of probe to palladium ions with regardless of their charge in aqueous environment have been accomplished. Considering the convenience of the methods and substantial results, we are confident that other probes combining the power of chemiluminescence will emerge.
Benzer Tezler
- Hedef kimyasala duyarlı floresan malzemelerin sentezi ve kimyasal sensörlerde kullanımı
Synthesis of fluorescent materials sensitive to target chemicals and usage in chemical sensors
FEHMİ KARAGÖZ
- Design, analysis, simulation and optimization of a MEMS Lorentz force magnetic field sensor for biosensing of biowarfare agents
Biyolojik savaş ajanlarının tespit uygulamaları için Lorentz kuvveti temelli manyetik alan sensörünün tasarımı, analizi, simülasyon ve optimizasyonu
EMİNE RUMEYSA YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Frequency-selective remote actuation via continuous beam spans
Sürekli kiriş dizileri yardımıyla frekans-seçici uzaktan tahrik
JABER SALAMAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN
- Towards implanted biosensors: Methods for miniaturising and protectingpeptide-based electrochemical sensors
Başlık çevirisi yok
AHMET UÇAR
- Preparation of hemoglobin imprinted surface plasmon resonance biosensors
Hemoglobin baskılanmış yüzey plazmon rezonans biyosensörlerin hazırlanması
YEŞEREN SAYLAN
