3D paper based analytical microfluidic chip for earlier molecular diagnosis of cervical cancer at the point of care
Serviks kanserinin POC erken moleküler teşhisi için 3D kağıt bazlı analitik mikroakışkan çip
- Tez No: 459007
- Danışmanlar: PROF. DR. SALİH OKUR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bilim ve Teknoloji, Biyoteknoloji, Bioengineering, Science and Technology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Mikroakışkan, Nokta analiz cihazları (POC), Kağıt tabanlı analitik çip, İnsan Papiloma Virüsü (HPV), Serviks Kanseri, Moleküler teşhis, Microfluidics, Point of Care (POC) Devices, Paper analytical chip, Human Papilloma Virus (HPV), Cervical Cancer, Molecular diagnosis
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, serviks kanserinin etiyolojik ajanı insan papiloma virüsü (HPV) 18 ve 16'nın ekstraksiyonu, enzimsiz amplifikasyonu ve teşhisi için nokta analizlerinde (POC) kullanılan kağıt tabanlı analitik mikroakışkan çip geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasının sonucu olarak serviks kanserinin moleküler düzeyde erken teşhisini sağlayacak yeni bir nokta analiz (POC) ekstraksiyon ve teşhis cihazı elde edilmiştir. Analitik tayin çipinde enzimsiz amplifikasyona olanak veren, manyetik mikroboncuk ve gümüş nano parçacıklı primerler aracılığı ile özel bir modifikasyon tekniği kulanılmıştır. Bu düşük maliyetli POC cihaz 30 dakika içerisinde HPV DNA sını çok düşük tayin değerlerini teşhis ederek, doktorun hastasını aynı ziyarette hem teşhis edip hem de tavsiye ve tedavisine başlamasını sağlamaktadır. Bu cihaz HPV nin gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde kolayca tayininin yapılabilmesi için çok büyük bir avantaj sağlamaktadır. Burada, ayrıca kombine HPV formu için bir ekstraksiyon malzemesi ve onun kimyasal tek basamak kullanımlı tampon çözeltisi geliştirilmiştir. Bu ekstraksiyon malzemesinin mikroakışkan çipde kullanımı için tayin öncesinde akış hızları ve zamanları ayarlanmıştır. Prensip olarak bu kağıt ekstraksiyon malzemesi serviks hücrelerinin lizisi ile HPV ekstraksiyonu sonucu DNA salınımını sağlamaktadır. Elde edilen bu DNA, hedef analitin amplifikasyonu ve teşhisi için, tiyol bağlı gümüş nano parçacıklar ve streptavidin kaplı manyetik mikro boncuklarla modifiye edilmiştir. Kağıt tabanlı mikroakışkan cihazı elde etmek için uygulanan tüm aşamaların dizaynı yapılmış ve optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Son olarak wax yazıcı ve boşluk kanallar kullanılarak dizayn edilen kağıt tabanlı mikroakışkan tayin platformunun üretimi yapılmıştır. Mikroakışkan kağıt tabanlı analitik çip üretiminde kalıpla basılmış grafit elektrot, kalem ucu grafit elektrot ile grafen ve grafenoksit modifiye elektrot formları kullanılmıştır. Son olarak da kağıt cihaz 3 boyutlu formuna ulaştırılmak için katlanarak birleştirilmiştir. Geleneksel olarak, mikroakışkan cihazlar HPV DNA sının, polimer zincir reaksiyonu ile amplifikasyonu ve tayini için, enzim gerektirmektedir. Şu ana kadar literatürde, gelişmekte olan ve gelişmiş ülkeler için kritik rol oynayan serviks kanserinin erken teşhisi için, ekstraksiyon ve tayin ünitesinin tamamını içeren enzimsiz kağıt tabanlı bir POC cihaz rapor edilmemiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, a point of care (POC) paper based analytical microfluidic chip is developed for extraction, non-enzymatic amplification, and detection of combined human papillomavirus (HPV) 18&16, the etiological agent of cervical cancer. This device includes both paper extraction support material and paper based detection tool. As a result of this thesis, we obtained a novel point of care extraction and detection tool for earlier molecular diognasis of cervical cancer. A special modification technique has been used to allow non-enzymatic amplification in our analytical detection chip by using magnetic micro beads and silver nanoparticles labeled primers. The low cost point of care device allows doctors to diagnose, advise, and treat the patients all within the same visit, and the entire process can be completed in less than 30 minutes for low limit of detection (LOD) value of HPV. It is a beneficial tool for detection of HPV positive patients in both low resource settings and developed countries. Herein, also an extraction tool and its chemical single step buffer have been developed for combined HPV form. Their flow rates and times were adjusted in order to use in microfluidic chip prior to detection. Principally, cervical cells lysed to extract HPV for releasing DNA via paper support material. Then, DNA has been modified with thiol labeled silver nanoparticles and streptavidin coated magnetic microbeads for amplification, and detection of the target analyte. All of the steps are optimized, and designed in order to achieve paper microfluidic device. Finally, a paper based microfluidic detection platform was fabricated using wax printer and hallow channels in its design. Microfluidic paper analytic chip had also fabricated as included stencil printed, pencil lead, graphene, and graphene oxide modified electrodes forms. Then, the paper device assembled its 3D form as folding it. Traditionally, microfluidic devices require enzymes for amplification and detection of HPV DNA in polymerase chain reaction (PCR). There is not wholly integrated non-enzymatic paper based point of care detection tool reported in the literature for earlier detection of cervical cancer which is very critical for the developed countries.
Benzer Tezler
- Kuyruk modelleri ve analizi üzerine bir uygulama
Başlık çevirisi yok
DİDEM ÖZPULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İstatistikEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET İKİZ
- Bromtimol mavisi, bromkresol moru ve klorfenol kırmızısı indikatörleri katılmış özel besiyerlerinin sütlerde antibiyotik belirtilmesine uygunluğu üzerine araştırmalar
Başlık çevirisi yok
ESENGÜL TUNCER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiSüt Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YAYGIN
- Tekstil boyamacılığında atık flottede boyama imkanları üzerine araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET YAKARTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KERİM DURAN
- Bir pamuk iplikhanesinde fiili çalışma metodlarının incelenmesi ve mevcut işlemlerin standart sürelerinin saptanması
Başlık çevirisi yok
MÜRŞİDE KESEROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İşletmeEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA NAZMİ ERCAN