Geri Dön

Gmo detection with nanobiosensing system integration of artificial intelligence

Yapay zekânın entegre edildiği nanobiyosensör sistemiyle gdo tayini

PDF İndir

  1. Tez No: 726849
  2. Yazar: YEŞİM TAŞKIN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. REMZİYE YILMAZ, PROF. DR. BRAD DAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Altın, Destek vektör makineleri, Genetiği değiştirilmiş organizmalar, Nanopartiküller, Sensörler, Gold, Support vector machines, Genetically modified organisms, Nanoparticles, Sensors
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Genetik modifiye organizmalar (GDO) ve ürünleri uzun yıllardır gıda ve yem sektöründe yer almaktadır. Şu anda 44 ülkede onaylanmış yaklaşık 32 ürün mevcuttur. Her ülkenin izin verilen eşik değerler ve izin verilen GD çeşitleri ile ilgili farklı bir mevzuatı vardır. Türkiye'de, üç mikrobiyal gıda enzimi dışında hiçbir GDO'ya gıda kullanımı için onay verilmemiştir. GDO düzeylerinin belirlenen limitler içerisinde olduğunun tespiti için hızlı ve hassas GDO tespiti şarttır. Bu çalışmanın amacı, GDO ile ilgili kritik kararlar veren yeni bir yöntem önermek ve soya fasulyesi çeşidi MON87701'de Cry1Ac geninin hızlı, kalitatif tespitine olanak sağlayacak, amplifikasyon gerektirmeyen, DNA tabanlı bir nanobiyosensör geliştirmektir. Altın nanopartikül (AuNP) metodolojileri, ilgilenilen genomik DNA (gDNA) dizisinin tamamlayıcı dizi ile hibridizasyon prensibine dayalı işleyen bir platform sunar. Bu amaçla öncelikle Sertifikalı Referans Materyalden (CRM) izole edilen gDNA'lar yüksek saflıkta elde edilmiştir. Sentezlenen problar, ilgilenilen genin tam eşleniğidir. GDO nanobiyosensörü için en uygun koşullar belirlenmiş ve üç grup sitrat indirgeme ile AuNP'ler sentezlenmiştir. İlk olarak, amplifiye edilmemiş gDNA'ya ve hibridizasyona izin vermek için tamamlayıcı proba uygulanan ısıl işlem, daha sonra AuNP'lerin eklenmesini izlemektedir. Tespit, NaCl ilavesinden sonra reaksiyonun renk değişiklikleri ile ilişkili olan AuNP'lerin toplanması/kümeleşmesi yoluyla gerçekleşmektedir. Kümeleşme seviyeleri, UV-Vis absorpsiyon spektroskopisi kullanılarak veya anında görsel gözlem ile değerlendirilmiştir. Kırmızıdan, mor renge kolorimetrik değişim ile Cry1Ac gen düzeylerine göre GDO seviyesi arasında korelasyon elde edilmiştir. Tespit sınırı nanomolar düzeyi kadar düşüktür ve tespit süresi 10 dakika olarak bulunmuştur. Burada önerilen metot, gıdalarda GDO tespitinde mevcut alternatif yöntem olma potansiyeline sahiptir. Son olarak, elde edilen veri setinden makine öğrenme algoritması ile başarılı bir tahmin analitik modeli geliştirilmiştir, destek vektör makinesi algoritması ile farklı AuNP partilerinden GM seviyelerini otomatik olarak sınıflandırılmış ve yüksek doğrulukta tahmin edilmiştir. Daha sonra modeller, kullanıcı dostu bir web sitesine entegre edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Genetically modified organisms (GMOs) and their products have been in the food and feed sectors for decades. There are almost 32 crops approved in 44 countries. Every country has different legislation regarding the threshold values and allowed GM events. In the case of Turkey, there are not any GMOs that have been given approval for food use except for three microbial food enzymes. In order to determine GMO levels in the specified limits, rapid and sensitive GMO detection is required. The aim of this study is to propose a new method that makes critical decisions regarding GMO and to develop an amplification-free, DNA-based nanobiosensor that will allow rapid, qualitative determination of the Cry1Ac gene in soybean event MON87701. The new methodology with gold nanoparticles (AuNPs) offers an excellent platform based on the genomic DNA (gDNA) sequence of interest's hybridization with a complementary sequence. gDNA isolated from the Certified Reference Materials (CRM) was prepared with high purity. The probes used were the exact complementary of the gene of interest. Optimal conditions for the GMO nanobiosensor have been determined and with three batches of citrate reduction synthesized AuNPs. Firstly, heat treatment is applied to unamplified gDNA and the complementary probe to allow hybridization, later addition of AuNPs. Detection was accomplished through aggregation of AuNPs which was associated with color changes of the reaction after addition of NaCl. The aggregation levels were evaluated using UV–vis absorption or by visual observation immediately. A correlation was obtained between the GMO level according to the Cry1Ac gene with a colorimetric change of red to purple. The detection limit is as low as nanomolar, and the detection time estimated as 10 min. The method proposed here has the potential to be an alternative method available in food. Finally, a successful prediction analytics model has been developed from the obtained data set with the machine learning algorithm, support vector machine, that will automatically classify and predict GM levels from different batches of AuNPs. Further models are integrated into a user-friendly website.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    614917

    DEVELOPMENT OF LOOP-MEDIATED ISOTHERMAL AMPLIFICATION (LAMP) BASED BIOSENSOR SET FOR DETECTION OF GENETICALLY MODIFIED ORGANISMS (GMO) AND Escherichia coli (E. Coli)

    GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN (GDO) ve Escherichia coli BAKTERİSİNİN (E. Coli) TESPİTİ İÇİN İLMİĞE DAYALI İZOTERMAL ÇOĞALTMA (LAMP) TABANLI BİYOSENSÖR SETİ GELİŞTİRİLMESİ

    DOĞUKAN KAYGUSUZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    BiyoteknolojiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MELTEM ELİTAŞ

    DOÇ. DR. AYHAN BOZKURT

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR GÜL

  2. Tez No

    558713

    Development of a loop mediated isothermal amplification (LAMP) based detection platform for genetically modified organism (GMO) detection

    Genetı̇ğı̇ değı̇ştı̇rı̇lmı̇ş organı̇zma (GDO) tespı̇tı̇ ı̇çı̇n ı̇lmı̇ğe dayalı ı̇zotermal çoğaltma (LAMP) tabanlı algılama platformu gelı̇ştı̇rı̇lmesı̇

    AYÇA NAZLI MOĞOL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM

    DOÇ. DR. REMZİYE YILMAZ

  3. Tez No

    346173

    Türkiye'deki işlenmiş soya ürünlerinde kalitatif ve kantitatif GDO tanısı ve transgen analizi

    Qualitative and quantitative GMO detection of processed soy products and analysis of transgene in Turkey

    MÜNEVVER MERVE YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Biyoteknolojiİstanbul Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞULE ARI

  4. Tez No

    593340

    Gıda ve yem ürünlerinde GDO tespiti için yeterlilik test kiti geliştirilmesi

    Development of proficiency test kit for GMO detection in food and feed products

    TAHA TURGUT ÜNAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Gıda MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. REMZİYE YILMAZ

  5. Tez No

    734959

    GDO tayini için mikroakışkan biyosensör tasarlanması

    Design of microfluidic biosensor for GMO detection

    ÖZLEM ULUĞBEY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Mekatronik MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN YÜCE

    DR. ÖĞR. ÜYESİ OYA AKÇA

Geri Dön