Geri Dön

Biomaterial-integrated metasurfaces for biomarker detection

Biyobelirteç tespiti için biyomateryal entegre edilmiş meta yüzeyler

PDF İndir

  1. Tez No: 754617
  2. Yazar: ESMA DERİN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH İNCİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Mühendislik Bilimleri, Biology, Biotechnology, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 155

Özet

Günümüzde sağlık sistemi, daha fazla bireye ulaşmayı, hastanelerdeki iş yükünü en aza indirmeyi ve sağlık harcamalarını azaltmayı hedefleyen; merkezi bakımdan kendi kendini izleme stratejilerine önemli bir geçişin ortasındadır. Bu bağlamda, biyosensör platformları, mevcut müdahalelere alternatif veya tamamlayıcı olarak hastalık teşhisinde temel bir rol oynamaktadır. Fakat, mevcut biyosensör sistemlerinin hasta-başı uygulamalaraentegre edilmesi, çoğunlukla devasa cihazlar, uzun test prosedürleri ve yüksek maliyetli platformlar ihtiyacı nedeniyle engellenmektedir. Bu tezde, biyomalzemeleri metayüzeylerle bütünleştiren yeni bir biyosensör stratejisi geliştirmeyi hedefliyoruz. Bu amaca ulaşmak için, optik diskler, plastik kalıp olarak kullanılarak kendilerinde bulunan nano-ızgara yüzeylerini elde etmek için geri dönüştürüldü. Buna göre, (i) plastik kalıpların titanyum (Ti), gümüş (Ag) ve altın (Au) ile kaplanmasıyla ve (ii) sadece bu kalıpların Ag ile kaplanmasıyla iki farklı yüzey oluşturuldu. Biyopolimerik katman oluşturmak için daha sonra yüzeye Poli-L-Lizin (PLL) entegre edildi. Algılama özelliklerini geliştirmek için biyomateryal (PLL)-entegre edilen metayüzeyler altın nanoparçacıklarlar (AuNP) dekore edildi ve ayrıca bu yüzeylerde kloroaurik asit ve hidroksilamin hidroklorürün kimyasal indirgeme reaksiyonuyla nanoadalar (NI) oluşturuldu. Sensörlerin analitik performansı değerlendirmek için %1-%70 gliserol çözeltileri ile çevre duyarlılığı analiz edildi. Ek olarak, eksozomlar, böbreklerden böbrek boşluğuna dinamik olarak salındıkları; hastalık koşulları hakkında kritik bilgiler taşıdıkları ve böbrek hastalıklarının erken teşhisi için kullanılabilecek çok önemli bir etkiye sahip oldukları için bu çalışmada model biyobelirteçler olarak kullanıldı. Yukarıda bahsedilen teşhis dizaynı ile anti-CD81 antikorları veya anti-CD63 antikorları ile dekore edilmiş geniş algılama alanı üzerinde çok küçük eksozom konsantrasyonları tespit edildi. Özetle, bu platformun maliyet ve karmaşık fabrikasyonla ilgili karşı konulmaz zorlukları çözeceğini ve akabinde bu alanda kullanılabilecek uygun fiyatlı ve kullanımı-kolay bir teşhis platformu sunacağını umuyoruz.

Özet (Çeviri)

Today, healthcare system is in the midst of a crucial transition from centralized care to self-monitoring approaches, aiming to reach more individuals; to reduce the workload in hospitals; and to minimize healthcare costs. In this regard, biosensor platforms play a mainstay role in disease diagnostics as an alternative or complementary to current interventions. However, integrating existing biosensing systems into the point-of-care (POC) settings is mostly hampered by the need for bulky instrumentation, lengthy assay procedures, and high-cost platforms. In this thesis, we aim to develop a new biosensing strategy that integrates biomaterials with metasurfaces for this manner. To achieve this aim, optical disks were recycled to obtain their inherent nanograting surfaces as the plastic substrates. Accordingly, two different types of metasurfaces were fabricated (i) by coating the plastic substrates with titanium (Ti), silver (Ag) and gold (Au), and (ii) the latter one was coated with Ag only. Poly-L-Lysine (PLL) was then integrated onto these surfaces to construct a biopolymeric adlayer. To enhance sensing characteristics, biomaterial (PLL)-integrated metasurfaces were decorated with gold nanoparticles (AuNPs), and also, nanoislands (NI) were formed on these surfaces through a chemical reduction reaction of chloroauric acid and hydroxylamine hydrochloride. To benchmark analytical performance of sensors, bulk sensitivity analysis was performed with 1%-70% glycerol solutions. In addition, exosomes were employed as model biomarkers in this study since they are released from kidneys to renal space dynamically, and they carry critical information on disease conditions, holding pivotal impact to be employed for early diagnosis of kidney diseases. With the aforementioned sensing scheme, minute concentrations of exosomes were detected over a wide-sensing area decorated with either anti-CD81 antibodies or anti-CD63 antibodies. In sum, we anticipate that this platform would resolve overwhelming challenges in cost- and complex fabrication-related challenges, and consequently, it would offer an affordable and facile-to-use diagnostic platform for this realm.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    755186

    Antimikrobiyal peptit ve silikat katkılı fleksible biyomalzemenin antibakteriyel etkinliğinin incelenmesi

    Investigating the antibacterial activity of antimicrobial peptide and silicate integrated flexible biomaterial

    İHSAN ÇOŞKUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyomühendislikİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ DİDEM ŞEN KARAMAN

    DOÇ. DR. OZAN KARAMAN

  2. Tez No

    352326

    The growth of magnesium substituted hydroxyapatite on (Ti,Mg)N thin films and investigation of their potential as hard tissue implant material

    Ti,Mg)N ince film yüzeyinde magnezyum katkılı hidroksiapatit büyütülmesi ve sert doku implant malzemesi olarak potansiyellerinin belirlenmesi

    SAKİP ÖNDER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK

    DOÇ. DR. KÜRŞAT KAZMANLI

  3. Tez No

    434276

    Protein integrated light-emitting diodes

    Protein entegre ışık yayan diyotlar

    RUSTAMZHON MELIKOV

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SEDAT NİZAMOĞLU

  4. Tez No

    561435

    Design and life cycle assessment of integrated organosolv based biorefinery: Simulated case studies utilizing sessile oak (Quercus petraea) coppices and industrial wood sawdust from Bursa/Turkey region

    Entegre organosolv bazlı biyorafineri tasarımı ve yaşam döngüsü değerlendirmesi: Bursa/Türkiye bölgesinden sapsız meşe (Quercus petraea) ve endüstriyel odun talaşı kullanarak durum çalışmaları simülasyonu

    MERVE NAZLI BORAND

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU

  5. Tez No

    363021

    Biophotonic applications of ultrafast fiber lasers: From biomaterial surface modification to sub-cellular nanosurgery

    Ultrahızlı fiber lazerlerin biyofotonik uygulamaları: Biyomalzeme yüzey modifikasyonundan hücre-altı nanocerrahiye

    MUTLU ERDOĞAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY

Geri Dön