Design and fabrication of a microbioreactor for yeast culturing
Maya kültürlenmesi için mikrobiyoreaktör tasarımı ve üretimi
- Tez No: 409301
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN, DOÇ. DR. ŞENOL MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 195
Özet
1980 yılı başından itibaren,“Mikroakışkan teknolojiler”olarak adlandırılan yeni bir platform karşımıza çıkmaktadır. Mikroakışkanlar genel olarak cihazların ve sistemlerin minyatür boyutlarını içerir ve çeşitli uygulamaları ile mühendislik, fizik, kimya, biyokimya, nanoteknoloji ve biyoteknolojiyi kapsar. Mikroakışkan sistemlerde reaktif veya numune miktarının az olması bir avantajdır ve böylece malzemenin aşırı tüketimi önlenebilir. Ek olarak, mikroakışkan cihazlarla birçok işlem yapılabilir ve bu da her zaman pahalı ve zaman alıcı olan geleneksel ekipmanlara olan bağımlılığı azaltabilir. Bu nedenle, mikroakışkanların avantajlarından yararlanabilmek için, biyosistem mühendisliği çeşitli hücre sistemleri ve özellikle maya uygulamalarında mikroakışkan sistemlere yönelmiştir. Bu tez çerçevesinde, maya kültürlenmesi için bir mikrobiyoreaktör imalatı üzerine çalışılmıştır. Maya kültürlenmesi için uygun bir tasarım L-Edit programı ile çizilmiştir ve bir kalıp elde edimiştir. Mikrobiyoreaktör, elde edilen kalıbı kullanarak sıcak presleme ve çözücü yardımlı yapıştırma teknikleri kullanılarak canlılık ile uyumlu olan polimetil metakrilat (PMMA) polimerinden üretilmiştir. Tasarlanan çip (mikrobiyoreaktör) içerindeki optimum akış profilini ortaya çıkarmak için, COMSOL Multiphysics programı kullanılmıştır. Maya deneyinden önce, 2 ve 10μm çaplı polistiren boncuklar üretilen çipe beslenmiş ve çipin maya kültürlenmesine uygun olup olmadığı incelenmiştir. Bu tezin ana hedefi, mayalarda flüoresan etiketli YOR060C proteininin işlevi hakkında bilgi edinmektir. Optik yoğunluğu 0.5 olan maya ön kültürü mikrobiyorektöre beslenmiş ve mayaların ışık ve flüoresan görüntüleri mikroskobun CCD kamerası ile çekilmiştir. Deney yaklaşık olarak 28 saat sürmüş ve elde edilen görüntüler Fiji görüntü işleme paket programı ile analiz edilmiştir. Işık mikroskobundan elde edilen görüntüler ile hücre sayısı, hücre alanı ve hücre çevresi hesaplanmış ve flüoresan mikroskobundan elde edilen görüntü ile flüoresan ışımasının göstergesi olan entegre hücre yoğunluğu elde edilmiştir. Bu bulgular ışığında nanolitre hacimli mikrobiyoreaktör içerisinde hücre büyümesinin gerçekleştiği, dolayısı ile bu mikroreaktörün hücre kültürü çalışmalarına uygun olduğu onaylanmıştır.
Özet (Çeviri)
From the beginning of the 1980, a new platform called“microfluidics”has been appeared. Microfluidics generally means the miniaturization of devices and systems, and this field covers engineering, biochemistry and biotechnology with several applications. As an advantage of microfluidics, small reagent or sample volumes are employed through the systems, therefore excess consumption of materials can be prevented. Since microfluidic devices can handle many processes, they can decrease the dependency on conventional equipment, which are always expensive and time consuming. Therefore, biosystems engineering heads toward the microfluidic systems with yeast applications. Within the framework of this thesis, the design and fabrication of a microbioreactor for yeast culturing was performed. A design for yeast culturing was drawn via L-Edit layout program and a master was obtained. Microbioreactor was made of polymethyl methacrylate (PMMA) polymer, which is biocompatible material, and fabricated via hot embossing by employing the master and solvent-assisted bonding techniques. In order to optimize the parameters such as fluid flow, concentration distribution within the designed chip, COMSOL Multiphysics program was utilized. Before yeast experiment, polystyrene beads of 2 and 10μm diameter were tested through the fabricated chip to check its functionality for yeast culturing. The ultimate goal of this thesis was to get knowledge about the uncharacterized YOR060C protein in yeasts. Yeast preculture at optical density (OD) of 0.5 was fed through the microbioreactor and brightfield and fluorescence images of yeast cells within the chip were taken with CCD camera on the microscope. The experiment was lasted for approximately 28 hours and the images were processed via Fiji image processing package program. Cell count, cell area and cell perimeter were estimated from brightfield microscopy images and cell integrated density, the indicator of fluorescence luminescence, was obtained from fluorescence microscopy images. According to the obtained results, cell proliferation within the microbioreactor was successfully achieved, which approves the usage of the designed microbioreactor for further yeast culturing.
Benzer Tezler
- Theoretical and experimental study of platelet generation from megakaryocyte in a microfluidic platform
Mikroakışkan platformda megakaryositten trombosit oluşumunun teorik ve deneysel çalışması
GÜNAY ATAK
Doktora
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN SADIKOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ENES ORUÇ
- Design and fabrication of a DNA electrophoresis chip based on MEMS technology
MEMS tabanlı DNA elektroforez çip tasarımı ve üretimi
SERTAN SUKAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
YRD. DOÇ. DR. HALUK KÜLAH
- Design and fabrication of a low-cost piezoresistive MEMS biosensor for aflatoxin detection
Aflatoksin tespiti için ucuz maliyetli piyezodirenç MEMS biyoalgılayıcı tasarımı ve üretimi
KUTER ERDİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyomühendislikİstanbul Bilgi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YİĞİT DAĞHAN GÖKDEL
- Design and fabrication of a graphite enhanced PVA/GNP composite piezoresistive ink
Grafı̇t tabanlı PVA/GNP kompozı̇t pı̇yezodirenç geliştirilmesi ve üretilmesi
MELİKE NUR ÖNDER
Doktora
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN
PROF. DR. MELİH PAPİLA
- Dokulu piezoelektrik seramiklerden mini tonpilz dönüştürücü tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
Design and fabrication of a mini tonpilz transducer from piezoelectric textured ceramics
KADİR KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT ALKOY