Development of magnetic levitation-based sensitive assays
Manyetik levitasyon prensibine dayalı analiz yöntemlerinin geliştirilmesi
- Tez No: 630852
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN CUMHUR TEKİN, DOÇ. DR. MAHMUT CEM ERGON
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
Manyetik levitasyon (MagLev), bir nesnenin yalnızca manyetik kuvvet ve kaldırma kuvveti aracılığıyla havada askıda tutulması, malzemelerin karakterizasyonu, makromoleküllerin biyo-algılanması, hücrelerin ayrıştırılması ve hücresel olayların izlenmesi ile ilgili birçok uygulamada kullanılmış etkili bir araçtır. MagLev'de bir nesnenin levitasyon yüksekliği, nesnenin içerisinde bulunduğu ortama kıyasla sahip olduğu manyetik duyarlılığa ve özkütleye bağlıdır. Bu tezde, biyomolekül tespiti ve hücre ayrıştırılması için MagLev-tabanlı minyatür ve uygun fiyatlı tahlil formatlarının geliştirilmesi araştırılmıştır. Bu bağlamda, hedef proteini üç boyutlu (3B) polimer mikrokürecik yüzeyi üzerinde yakalayarak ve mikrokürecik üzerinde yakalanan proteini manyetik nanoparçacıklar ile etiketleyerek MagLev'de yeni bir biyobelirteç tespit yöntemi geliştirilmiştir. Protein konjüge edilmiş mikroküreciklerin levitasyon yüksekliği, proteinsiz olanlardan belirgin şekilde farklı bulunmuştur. Bu kapsamda, mikroküreciklerin manyetik duyarlılık değişimi, mikroküreciklerin levitasyon yüksekliğini protein konsantrasyonuna dönüştürmek amacıyla hassas bir biçimde ölçülmüştür. İlk olarak biyotinile edilmiş bir hedef protein için kanıtlanan prensip, sonrasında model protein biyobelirteçleri olan fare immünoglobulin G ve insan kardiyak troponin I molekülleri için tasarlanan immüno tahliller ile araştırılmıştır. Geliştirilen tahlil formatları, mililitre başına femtogram-mikrogram aralığında protein tespitine imkan sağlamıştır. Biyomolekül tespitine ek olarak, lenssiz holografik mikroskopi ile entegre MagLev platformu kullanılarak üç farklı hücre hattı, kemik iliği kök hücresi (D1 ORL UVA), meme kanseri hücresi (MDA-MB-231) ve insan monosit hücresi (U-937), yoğunluklarına göre ayırt edilmiştir. Yapılan çalışmaların sonuçları, bu tezde geliştirilen yöntemlerin MagLev-tabanlı hassas ve ucuz biyoanalitik uygulamalara katkıda bulunabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Magnetic levitation (MagLev), in which an object is levitated with no support other than magnetic force and buoyancy force, is a powerful tool employed in many applications regarding the characterization of materials, biosensing of macromolecules, separating of cells, and monitoring of cellular events. Levitation of an object in MagLev depends on magnetic susceptibility and density of that object relative to its surrounding medium. In this thesis, MagLev-based miniaturized and affordable assay formats for biomolecule detection and cell separation were investigated. In this regard, a novel biomarker method detection in MagLev was developed using polymer microspheres as three-dimensional (3D) assay surfaces to capture target proteins and magnetic nanoparticles to label the captured target on the microspheres. Levitation heights of the microspheres conjugated to the protein were distinctly different than those of without protein. Thus, the magnetic susceptibility change of microspheres was precisely measured to convert the levitation height of microspheres into protein concentration. The principle developed for a biotinylated target protein was then investigated by designing sandwich immunoassays using model protein biomarkers: mouse immunoglobulin G and human cardiac troponin I. The developed assays enabled a protein detection range of femtogram-microgram per milliliter. In addition to biomolecule detection, using a lensless holographic microscopy-integrated MagLev platform, three different cell lines, bone marrow stem cells (D1 ORL UVA), breast cancer cells (MDA-MB-231), and human monocyte cells (U-937), were distinguished based on their density. The results revealed that the methods developed here could contribute to the magnetic MagLev-based sensitive and inexpensive bioanalytical applications.
Benzer Tezler
- Yüksek hızlı atomik kuvvet mikroskobu (YH-AKM) geliştirilmesi ve çeşitli uygulamaları
Development of high speed atomic force microscopy and its applications
ÜMİT ÇELİK
Doktora
Türkçe
2017
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ÖZGÜR ÖZER
- Development of magnetic and image based cell cytometry techniques
Manyetik ve görüntü tabanlı hücre sitometri tekniklerinin geliştirilmesi
ŞEYDA KELEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN CUMHUR TEKİN
- Çok yüzeyli süperiletken ve halbach dizilimli sürekli mıknatıslardan oluşan süperiletken manyetik kaldırma sisteminin donmuş görüntü modeli ile analizi
Analysis of magnetic lift system consisting of multisurface superconductor and halbach arrangement continuous magnets with frozen image model
AHMET FURKAN REİSOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CANSIZ
PROF. DR. KEMAL ÖZTÜRK
- Konvansiyonel yüksek hızlı demiryolları,maglev ve hyperloop ulaşım sistemlerinin karşılaştırılması
Comparison of conventional high speed railways,maglev and hyperloop transportation systems
MEHMET NEDİM YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Ulaşımİstanbul Teknik ÜniversitesiRaylı Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK
- Image-based bioassays in microfluidic devices
Mikroakışkan cihazlarda görüntü tabanlı biyoanalizler
ÖYKÜ DOYRAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN CUMHUR TEKİN