Design and development of a microfluidic device to monitor iron binding dynamics in iron transport proteins
Demir bağlayan proteinlerin demir bağlama dinamiğinin gözlemlenmesi için mikroflüidik cihaz tasarlanması ve geliştirilmesi
- Tez No: 420277
- Danışmanlar: PROF. DR. CANAN ATILGAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Demir moleküllerinin insan ve diğer organizmaların metabolizması için öneminden dolayı, proteinlerin demir bağlama mekanizması oldukça merak uyandıran bir çalışma konusudur. Organizmalar, bulunduğu çevreden demiri yakalayabilmek için farklı mekanizmalar geliştirmiştir. Bu mekanizmaların çok kolay ve hızlı bir şekilde gerçekleştiği bilinsede, bu reaksiyonların kinetic ölçümleriyle ilgili fazla bilgi bulunmamaktadır. Bu çalışmada, farklı çevresel koşulların demir – protein kinetiği üzerindeki etkilerini hesaplamak amacıyla, insanlardaki ve bakterilerdeki demir bağlayan proteinlerin (DBP) kinetik sabitlerini ölçebilmek için mikroflüidik bir cihaz tasarlandı ve geliştirildi. Çalışma, demir bağlayan proteinlerin reaksiyon hızlarının ölçerek bu alana katkıda bulunmayı hedeflemiştir. Öncelikle verimli bir karıştırma kompartmanı içeren mikroflüidik çip, PMMA ve PDMS malzemeleri kullanılarak üretilmiştir. İki tasarımda yeşil bromokresol – asetik asit reaksiyonu ile test edilmiştir. Bu reaksiyon pH değeri düşürüldükçe önce maviden yeşile, daha sonra yeşilden sarıya doğru bir renk değişikliği göstermektedir. Reaksiyon yüksek çözünürlüklü kamera ile kaydedilmiştir. Reaksiyonun bu renk değiştirme özelliği, karıştırma kompartmanında gerçekleşen toplam kütle transferini görüntüleyip, ölü zamanı belirlemek amacıyla kullanılmıştır. ANSYS Fluent programı kullanılarak daha geliştirilmiş geometriler önerilmiştir. Ayrıca, mikroflüidik cihazda demir bağlama dinamiğinin ölçümlerinde kullanılacak olan bakteriyal DBP ticari olarak satılmadığı için, bu protein rekombinant DNA teknolojisi kullanılarak sentezlenmiş ve saflaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Iron binding mechanisms of proteins are riveting studies because of the great importance of iron molecules for the metabolism of humans and other organisms. Organisms have developed different mechanisms to catch iron from the environment. Although it is known that this mechanism is rapid and efficient, there is lack of kinetic rate data under different environmental conditions to explain the details of the mechanism. In this dissertation, a microfluidic device was designed and developed to measure iron binding constants in ferric binding proteins of humans (Transferrin) and bacteria (Haemophilus Influenzae Ferric Binding Protein (FBP)), to assess the effect of different environmental conditions on the kinetics of iron – protein association. This study aims to contribute the field by providing a cheap and efficient experimental setup that measures reaction rates of iron binding proteins. Firstly, a microfluidic chip housing an effective mixing component was designed and fabricated by using PMMA and PDMS as a material. Both designs were tested by using bromocresol green – acetic acid reactions, where the color change from blue to green and from green to yellow can be observed by lowering the pH. The reaction was monitored with high resolution camera. Color changing property of the reaction was used to illustrate total mass transfer in the mixing chamber to determine dead time. Using ANSYS Fluent software these geometries were modified and improved designs were suggested. Secondly, because the bacterial FBP is not commercially available, it was expressed and purified by using recombinant DNA technology for monitoring iron binding dynamics in the microfluidic device as future work.
Benzer Tezler
- Development of a micro-well-based microfluidic 3D cell culture for cytotoxicity assays
Sitotoksisite testı için mikro kuyu tabanlı mikro akışkan 3 buyutlu hücre kültürünün geliştirilmesi
SARAH FARAHANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENDER YILDIRIM
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ ÖZÇELİKKALE
- Development of an integrated lab-on-a-chip (LOC) platform for multidrug effect analysis
Çoklu ilaç etkisi analizi için entegre bir çip üstü laboratuvar platformunun geliştirilmesi
ALİ CAN ATİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK KÜLAH
DOÇ. DR. ENDER YILDIRIM
- Hücre kültürü ve çip üzerinde organ araştırmaları için mikro akışkan kontrol ve görüntüleme platformu tasarımı
Microfluidic control and imaging platform design for cell culture and organ-on-chip researches
FATİH SERDAR SAYIN
Doktora
Türkçe
2024
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ERDAL
DOÇ. DR. MEHMET BURAK AKSU
- Microcantilever based lab-on-a-chip sensor for real-time mass, viscosity, density and coagulation measurements
Gerçek zamanlı kütle, özkütle, viskozite ve pıhtılaşma ölçümleri için mikroçubuk tabanlı mikroakışkan algılayıcılar
ONUR ÇAKMAK
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Young's modulus characterization of polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chips for viscosity measurements
Viskozite ölçümleri için tasarlanmış polidimetilsiloksan (PDMS) mikroakışkan çiplerinin young modülü karakterizasyonu
CEYDA KÖKSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN
DOÇ. ONUR FERHANOĞLU