Geri Dön

Improving sensitivity biosensors by using micro/nano magnetic particles

Mikro/nano manyetik parçacıkları kullanarak biyosensörlerin hassasiyetini iyileştirme

  1. Tez No: 434249
  2. Yazar: OMARY MUSTAFA MZAVA
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. KUTAY İÇÖZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Abdullah Gül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 97

Özet

Halihazırda, manyetik boncuklar gibi mikro/nano parçacıklar sadece biyosensörlerden sinyal elde etmek için değil, aynı zamanda biyosensörlerden elde edilen sinyalleri güçlendirmek için de kullanılmaktadır. Hem algılama hem de işaret artırımı için çoğunlukla antikor-antijen bağlanması gibi biyomoleküllerin etkileşimi esasına dayalı bağlanmalar kullanılır. Bu biyomoleküler bağlanma olayı bir çok dezavantaja sahiptir. Biyomoleküler bağlanma pH ve sıcaklık gibi ortam şartlarına karşı hassastır, bağlanma için kullanılan etiketler pahalıdır ve moleküler bağlanma fazla zaman alabilir. Bu tez çalışmasında, manyetik mikro/nano parçacıkların manyetik etkileşimine dayandırılan ve hiçbir biyomoleküler kaplama gerektirmeyen kısa sürede ve düşük maliyetli sinyal kuvvetlendirme yöntemi geliştirilmiştir. Dış manyetik alana maruz bırakılan manyetik parçacıklar manyetize olurlar ve bu parçacıklar etraflarında bölgesel bir manyetik alan oluşturarak, birbirlerini çekerler. Bu kontrol edilebilen manyetik etkileşim ve topaklanma, optik mikroskoplar ile elde edilen görüntülerdeki piksel alanının veya renk kontrastının yoğunluğundaki değişimler ölçülerek analiz edilebilir. Manyetik alan altındaki manyetik parçacıkların topaklanma dinamikleri teorik ve deneysel olarak irdelenmiştir ve bu yöntemin Escherichia Coli 0157:H7 bakterisine bağlanmış manyetik boncuklara uygulaması gösterilmiştir. Son olarak, bu sinyal kuvvetlendirme yöntemi akış kanalıyla birleştirilmiş ve model hedef protein olarak streptavidinin algılanması gösterilmiştir. Akış kanalı içerisindeki altın yüzey üzerine sabitlenmiş mikro/nano parçacıklar, bu sıvı içerisinde hareket eden demir parçacıkları zincir şeklinde toplar. Manyetik alanda oluşturulan bu topaklanmalar görüntülerin Kontrast Gürültü Oranını artırmak için kullanılır ve böylece elde edilen işaret 6-8 kat artırılır.

Özet (Çeviri)

Currently micro/nanoparticles such as magnetic beads are not only used as labels to acquire signals from biosensors but they are also used to enhance the signals obtained from various biosensors. Magnetic beads or target are linked to other molecular labels such as fluorescence and chemiluminescence labels by biomolecules such as antibody to reach higher sensitivity and provide signal amplification for the measurement. This dependency on biomolecular binding has several disadvantages such as molecular binding is sensitive to environmental conditions such as pH and temperature, labels are costly and molecular binding may require extra time. In this thesis a time and cost efficient signal amplification method that does not need any biomolecular coating but based on magnetic interaction of magnetic micro/nanoparticles is developed. Magnetic particles subjected to external magnetic field are magnetized and form a local field around them, attract each other and accumulate along the magnetic field lines. These controlled accumulations can be used to amplify the pixel area or the contrast of magnetic particles. Accumulation dynamics of magnetic particles under magnetic field are studied and the application of this method to the Escherichia coli 0157:H7 sample is demonstrated. Lastly the integration of this signal amplification method to a flow chamber and a complete biosensing procedure is pursued. Magnetic micro/ nano particles that are immobilized on gold-coated surface under external magnetic field inside a flow chamber attract the iron nanoparticles in a running fluid to form chains of accumulations around them. The accumulations formed under magnetic field are used to improve the Contrast to Noise Ratio (CNR) of the images thus the sensitivity.

Benzer Tezler

  1. Comprehensıve analysıs of vıtamın D3 adsorptıon and monıtorıng usıng QCM wıth hydrophobıc algınate-halloysıte nanoclay composıte bılayers

    Hidrofobik aljinat-halloysit nanokil kompozitleri QCM kullanılarak D3 vitamini adsorpsiyonu ve izlenmesinin kapsamlı analizi

    MERVENUR KİRAZOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ

  2. Modification of zeolites for biosensor applications

    Biyosensör uygulamalrı için zeolitlerin modifikasyonu

    BERNA OZANSOY KASAP

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURCU AKATA KURÇ

    PROF. DR. RAŞİT TURAN

  3. Karbon nanotüp esaslı yüksek performanslı liflerin üretim yöntemleri, mekanik ve yapısal özellikleri ve uygulama alanları

    Production methods, mechanical and structural properties and application areas of carbon nanotube based high performance fibers

    ÜLKÜ KÖSE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL KARACAN

  4. Design of a microheater to improve the sensitivity of electrochemical nucleic acid biosensors

    Elektrokimyasal nükleik asit biyosensörlerin hassasiyetini artırmak için bir mikro ısıtıcı tasarımı

    İREMNUR AKÇAKOCA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    BiyokimyaAnkara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA DOĞAN GÜZEL

  5. Yüzey plazmon rezonans temelli trombin biyosensörünün geliştirilmesi

    Development of a surface plasmon resonance based thrombin biosensor

    DEMET ATAMAN SADIK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Bilim ve TeknolojiHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL HAKKI BOYACI