Design of localized surface plasmon resonance (LSPR) based biosensor for detecting a potential cancer biomarker
Potansiyel bir kanser belirtecinin saptanması için lokalize yüzey plazmon rezonansı esaslı biyosensör tasarımı
- Tez No: 631053
- Danışmanlar: PROF. DR. ESMA VOLGA BULMUŞ ZAREIE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- 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: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 60
Özet
Kanser teşhisi için bilinen yöntemler invaziv ve maliyeti yüksek yöntemlerdir. Ayrıca erken teşhiste başarılı olamamaktadır. Bu sebeple güvenilir, hassas ve hızlı ölçüm sağlayabilen biyosensörlere ihtiyaç artmıştır. Altın nanoçubuklar eşsiz optik ve elektriksel özellikleriyle biyosensörlerde kullanmak için ideal bir malzemedir. Altın nanoçubukların yüzeyinde oluşan lokalize yüzey plazmon rezonansı (LSPR) ile etiket gerektirmeyen ve hızlı sonuç veren, hassas biyosensörler tasarlanabilmektedir. Lokalize yüzey plazmon rezonansı ortamın kırınım indisi değişimine göre yanıt vermektedir ve bu değişim ultraviyole-görünür ışık spektroskopisinde maksimum dalgaboyundaki pik kaymalarına bakarak gözlenebilmektedir. Bu çalışmada LSPR temelli altın nanoçubuk biyosensör tasarlanmıştır. Potansiyel kanser belirteci olarak bir sialik asit molekülünün teşhisi amaçlanmıştır. Bu amaç için öncelikle altın nanoçubuklar 40-50 nm boyutlarında sentezlenmiştir. Ardından, cam yüzeyler altın nanoçubuklar ile kaplanmış ve yüzey, spesifik moleküller ile fonksiyonelleştirilmiştir ve kanser belirtecine spesifik monoklonal antikor, yüzeye bağlanmıştır. Yüzey karakterizasyonları temas açı ölçümü, taramalı elekttron mikroskobu, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi ve zeta potansiyeli ölçümleri ile yapılmıştır. Antikor ile fonksiyonelleştirilmiş cam yüzeylerdeki spesifik moleküler bağlanmalar kantitatif olarak LSPR ile belirlenmiştir. Biyosensörün hassasiyeti 281 nm/RIU olarak bulunmuştur. Dedeksiyon limiti tampon çözeltide 1 nM, serumda ise yüksek protein içeriği sebebiyle 10 nM olarak bulunmuştur. Biyosensörün, teşhisi amaçlanan sialik asit molekülüne karşı seçiciliği kontrol deneyleriyle gösterilmiştir. Tasarlanan biyosensör, nanomolar seviyesi gibi düşük konsantrasyonlarda ölçüm sağlayabildiğinden kanserin erken teşhisi için umut verici bir sistemdir.
Özet (Çeviri)
Conventional methods for detection of cancer are invasive, expensive and not suitable for early diagnosis. Therefore, demand for simple, sensitive and rapid biosensors for detection of cancer have been enormous. Gold nanorods (GNRs) have been ideal materials for utilization in biosensors because of their exceptional optical properties. Localized surface plasmon resonance (LSPR) which is created on GNR surface can be used for the development of label-free and sensitive biosensor systems. LSPR responds to changes in the refractive index of the surroundings and this change can be observed as the shift in the maximum absorption wavelengths. In this thesis, an LSPR based GNR biosensor was developed for sensitive detection of a sialic acid as a potential cancer biomarker. For this purpose, GNRs were synthesized at around 40-50 nm in length. Afterwards, glass surfaces were coated with GNRs and functionalized with self-assembling molecules. Specific monoclonal antibodies(Ab) were conjugated to the surface. The surface modifications were characterized via contact angle, scanning electron microscope, Fourier transform infrared spectroscopy and zeta potential. Ab-functionalized glass surfaces were used to quantitatively detect specific molecular bindings via LSPR. The sensitivity of the biosensor was determined as 281 RIU/nm. The detection limit in PBS was 1 nM, while in serum it was found to be as 10 nM because of the high protein content of serum. Control experiments showed that the developed biosensor chip was selective. The proposed system is promising for early diagnosis of cancer since it can detect a potential cancer biomarker at concentrations as low as nanomolar level.
Benzer Tezler
- Design and construction of portable localized surface plasmon resonance device for detection of biological molecules
Biyolojik moleküllerin tespiti için taşınabilir lokalize yüzey plazmon rezonans tasarımı ve imalatı
AYTAÇ GÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESMA VOLGA BULMUŞ ZAREIE
- Molecular recognition based self assembly of engineered proteins on nanoscaled gold surfaces
Nano-ölcek metal yüzeylerde moleküler tanıma esaslı kendiliğinden montaj olabilen protein tasarımı
BANU TAKTAK KARACA
Doktora
İngilizce
2015
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT BALTA
- Kalp krizinin ve kalp yetmezliğinin hızlı tespiti için tanı kiti geliştirilmesi
Developing rapid test kits for detection of heart attack and congestive heart failure
MEHMET ÖZGÜN ÖZEN
Doktora
Türkçe
2015
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ELİBOL
PROF. DR. SAİME İSMET GÜRHAN
- A new method for hydroxychloroquine detection
Hidroksiklorokinin belirlenmesi için yeni bir yöntem
DİLEK ÜNAL TAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜL PERSİL ÇETİNKOL
- Nanobiyosensör uygulamaları için metalik nano yapıların lokalize yüzey plazmon rezonansı (LYPR) temelli çevirici geliştirilmesi
Developing a transducer based on localized surface plasmon resonance (LSPR) of metallic nanostructures for nanobiosensor applications
ADİL BURAK TURHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
BiyoteknolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET MUTLU