Impacts of single-walled carbon nanotubes on polymerase chain reaction
Tek duvarlı karbon nanotüplerin polimeraz zincir reaksiyonları üzerindeki etkileri
- Tez No: 392280
- Danışmanlar: PROF. DR. HİKMET BUDAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Bilimleri ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 60
Özet
Son zamanlarda, polimeraz zincir reaksiyonu tekniği nanoteknolojiden yarar sağlamaya başlamıştır. Bu tezde, Polimeraz Zincir Reaksiyonuna tek-duvarlı karbon nanotüplerin etkileri Polyacyrlamide Jel Elektroforez, Dinamik Işık Saçılma Teknikleri ve Taramalı Elektron Mikroskobu ile incelenmiştir. Kısa bir süre içinde düşük kopya sayısı, DNA'yı çoğaltmak üzere sağlayan in vitro Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR) biyolojik çalışmaların ve tıbbın en önemli tekniklerden biri olmuştur. Tam potansiyeli ile bu tekniği kullanmak için, düşük verim ve zengin GC kontentine sahip uzun genomik DNA amplifikasyonun karmaşıklığı ve nonspesifik ürünlerin oluşumu gibi zorluklar ortadan kaldırılmalıdır. Nano malzeme destekli PCR, nanoPCR olarak adlandırılır; geliştirilmiş ve nitelikli sonuçlar elde etmek PCR reaksiyonu ile nanoyapılı malzemelerin kombinlenmesi ile oluşan ve biyoteknolojide yeni gelişen bir alandır. Nano malzemeleri bu araştırma için önemli kılan hacim oranlarında yüksek ısı iletkenliği, stabilitesi ve yüksek bir yüzey olarak benzersiz fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olmalarıdır. PCR'da nanomateryallerin etkileri onların boyut, şekil, konsantrasyon, ısı iletkenliği, elektron transfer özellikleri ve yüzey modifikasyonlarına bağlıdır. Karbon nanotüpler topak oluşturmaya ve çevre yüzeyi ile etkileşim enerjisini en aza indirmeye eğilimli hidrofobik yüzey alanına sahiptir. Bu tezde, tek duvarlı karbon nanotüplerin PCR üzerindeki etkisi incelenecektir. Tek duvarlı karbon nanotüplerin büyük topaklanmalarının ortadan kaldırılması amacıyla deneylerde kullanılan karbon nanotüpler sonike edilmiş, sentrifuj edilmiş ve filtrelenmiş olacaklardır. Sonike edilmiş tek duvarlı karbon nanotüpler uzundurlar ve büyük topaklar vardır. Sonike edilmiş tek duvarlı karbon nanotüpler, sentrifüje tabi tutulur ve filtre edilir; bu örnekler sonike olanlara kıyasla daha küçük ve kısadırlar. Sonikasyona, sentrifüje ve filtreye tabi tutulan tek duvarlı karbon nanotüplerin göreli hidrodinamik boyutunu ölçmek amacıyla, dinamik ışık saçılımı (DLS) kullanılır. Elde edilen sonuçlara göre, hedef DNA'nın elektroforetik bantlarının yoğunlukları incelenir. Karbon nanotüplerin görece hidrodinamik boyutları ve farklı konsantrasyon aralıklarında kullanımı, PCR'ı daha verimli hale getirir. Bu çalışma nanobiyoloji, nanotıp ve biosensörleme gibi alanlarda tek duvarlı karbon nanotüplere odaklanmış çalışmaların geliştirilmesi için uygundur.
Özet (Çeviri)
Polymerase Chain Reaction (PCR) is an advanced technology used in modern era of molecular biolgy to amplify millions of copies of DNA from a single copy. In order to utilize this technique with its full potential, certain hindrances such as nonspecific by-products, low yield, complexity of GC rich and long genomic DNA amplification need to be eliminated. Among different PCR technologies, Nanomaterial-assisted PCR termed as nanoPCR is a developing technique used to get more improved and the most satisfactory results by using nanomaterials and PCR reaction together. Nanomaterials have been used in PCR due to their unique physical and chemical properties such as high thermal conductivity, stability and high surface to volume ratios that make them significantfor numerous of research areas. The effects of nanomaterials in PCR depend on their size, shape, concentration, heat conductivity, electron transfer properties and surface modifications. Carbon nanotubes have hydrophobic surface area which make them tend to agglomerate into nanoropes in order to minimize surface energy and interaction with the environment. In our study, the effect of Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNTs) was investigated in PCR in order to see their potential as next generation enhancers, where Polyacyrlamide Gel Electrophoresis (PAGE), DynamicLight Scattering (DLS) and Scanning Electron Microscopy (SEM) were mainly performed as core techniques. We demonstrated the impacts of three different SWCNTs in PCR; pristine, amine functionalized and carboxyl functionalized, at their different dispersion states including sonicated, centrifuged and filtered dispersions. The goal was to get rid of agglomerates formed during the reactions. The sonicated single-walled carbon nanotubes are long and have large aggregates as compared to centrifuged and filtered ones which are relatively smaller and short in size. Dynamic Light Scattering (DLS) is used to measure the relative hydrodynamic size of all three; sonicated, centrifuged and filtered single-walled carbon nanotubes to be employed in PCR. Our results showed that intensities of electrophoretic bands of target DNA were affected by introduction of single-walled carbon nanotubes at different dispersion states and concentrations. This work would be useful in the complementary fields like nanobiology, nanomedicine and biosensing.
Benzer Tezler
- Structural, optical and mechanical properties of polyacrylamide hydrogels doped with multiwalled carbon nanotubes
Çok duvarlı karbon nanotüp katkılı poliakrilamit hidrojellerin yapısal optik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
MERT CAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEMET AKTAŞ
- Synthesis of poly (Methyl methacrylate) reinforced by multi-walled carbon nanotubes and magnetite nanofillers
Mwcnt ve magnetit nanodolgular ile güçlendirilmiş poli (Metil metakrilat) sentezi
ECEM ERMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Receptor-targeted carbon nanotubes as nanomaterials for diagnostics and targeted treatment of cancer
Kanser teşhis ve tedavisi için reseptör-hedefli karbon nanotüp nanomalzemelerin geliştirilmesi
MEHDI PARTOVI MERAN
Doktora
İngilizce
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER
- Fabrication and characterization of hybrid nanofiller reinforced polyurethane nanocomposites
Hibrit nanodolgu takviyeli poliüretan nanokompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
AMIR NAVIDFAR
Doktora
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Experimental investigation on mechanicalproperties of adhesively bonded al-gfrpjoints reinforced with nanoparticles
Nanopartiküller ile güçlendirilmiş al-gfrp yapıştırmabağlantılarının mekanik özelliklerin deneysel olarakincelenmesi
DİDEM KINAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Uçak MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET VEYSEL ÇAKIR