Development of conducting polymer–based fluorescence on/off biosensor for biomolecule analysis
Biyomolekül analizi için iletken polimer–temelli floresans açık/kapalı biyosensör geliştirilmesi
- Tez No: 779879
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHU ARSLAN YILDIZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 176
Özet
Biyomoleküllerin ve hücrelerin duyarlı ve seçici tespiti hastalıkların erken teşhisi, prognozunun izlenmesi ve etkili tedavi için önemlidir. Bu tez, biyomoleküller ve hücrelerin tespiti için yeni bir floresan 'açma/kapama' biyosensörü geliştirmeyi amaçlamıştır. Bu çalışmada ilk kez, bir katyonik politiyofen türevi olan poly(1,4-dimethyl-1-(3-((4-methylthiophen-3-yl)oxy)propyl)piperazin-1-ium bromide) (PT–Pip), proteinleri, memeli hücrelerini ve amino asitleri ayırt etmek için etkili bir floresan transdüksiyon elemanı olarak kullanıldı. Başlangıçta, konformasyonel ve optik değişiklikleri izlemek için PT–Pip'in pH'a bağlı spektroskopik karakterizasyonu yapıldı. PT–Pip'in pH duyarlılığı ilk kez gösterildi. Daha sonra, floresan ''kapanma'' fenomeni, verimli bir floresan söndürücü olarak sitrat–başlıklı altın nanoparçacıklar kullanılarak ayrıntılı olarak araştırıldı. Ayrıca, proteinler, memeli hücreleri ve amino asitler gibi hedef analitlerin önceden–söndürülmüş kovalent olmayan PT–Pip–AuNP kompleksleri ile etkilleşimi incelendi. Analitler tarafından PT–Pip ve AuNP arasındaki bağlanma dengesinin bozulması, bir floresan ''açma'' modu olarak sinyal çıktısı üreten PT–Pip'in seçici yer değiştirmesiyle sonuçlandı. Sonuç olarak, biyomoleküülerin ve hücrelerin hassas tespiti için diferansiyel algılama yaklaşımlarını kullanan kimyasal burun/dil sensör dizileri geliştirilmiştir. Çok boyutlu floresan yanıt paternlerinin istatistiksel olarak değerlendirilmesi için PCA kullanıldı. Sonuç olarak, proteinin doğrudan algılanması, memeli hücrelerinin oransal algılanması ve amino asitlerin dolaylı olarak algılanmasıyla benzersiz parmak izleri hızla elde edildi. Diferansiyel algılama stratejisinin uygun bir çok değişkenli istatistiksel teknikle kombinasyonu, proteinlerin, memeli hücrelerinin ve amino asitlerin seçici ve hassas tespiti ve tanımlanmasını sağladı.
Özet (Çeviri)
Sensitive and selective detection of biomolecules and cells is essential for early diagnosis of diseases, prognosis monitoring, and effective therapy. This thesis aimed to develop a novel fluorescence ''turn-on/off'' biosensor for biomolecules and cells detection. In this study, cationic polythiophene derivative poly(1,4-dimethyl-1-(3-((4-methylthiophen-3-yl)oxy)propyl)piperazin-1-ium bromide) (PT–Pip) was used as an efficient fluorescence transduction element to discriminate proteins, mammalian cells, and amino acids for the first time. Initially, pH–dependent spectroscopic characterization of the PT–Pip was performed to monitor the conformational and optical changes. The pH sensitivity of the PT–Pip was demonstrated for the first time. Afterwards, the fluorescence ''turn–off'' phenomena were investigated in detail using citrate–capped gold nanoparticles as an efficient fluorescence quencher. Further, the interaction of target analytes such as proteins, mammalian cells, and amino acids with pre–quenched non–covalent PT–Pip–AuNP complexes was examined. Disruption of the binding equilibrium between PT–Pip and AuNP by analytes resulted in the selective displacement of PT–Pip, which generated signal output as a fluorescence ''turn–on'' mode. Consequently, for the sensitive detection of biomolecules and cells, chemical tongue sensor arrays were developed utilizing differential sensing approaches. PCA was used for the statistical evaluation of the multi–dimentional fluorescence response patterns. As a result, unique fingerprints were rapidly obtained by the direct sensing of proteins, ratiometric sensing of mammalian cells, and indirect sensing of amino acids. The combination of a differential sensing strategy with an appropriate multivariate statistical technique enabled the selective and sensitive detection and identification of proteins, mammalian cells, and amino acids.
Benzer Tezler
- Ditiyeno[2,3-b;3',2'-d]Tiyofen ve Tiyeno[2,3-b]Tiyofen temelli organik elektronik ve optoelektronik malzemelerin sentezleri ve özelliklerinin incelenmesi
Preparation and investigation of the properties of electro and optoelectro active materials based on Dithieno[2,3-b;3',2'-d]Thiophene and Thieno[2,3-b]Thiophene
ŞULE TAŞKIRAN ÇANKAYA
- Functional conjugated polymers
Fonksiyonel konjuge polimerler
HÜSEYİN AKBULUT
Doktora
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Oled uygulamaları için ditiyenotiyofen (DTT) temelli floresans moleküllerin hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi
Syntheses and investigation of fluorescence dithienothiophene (DTT) based materials for oled applications
İPEK ÖSKEN
- Bor içeren donör-akseptör (D-A) organik materyallerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Syntheses of boron containing donor-acceptor (D-A) organic materials and investigation of their properties
ONUR ŞAHİN
- Hedeflendirilmiş polimerik nanopartiküler taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi
Development of targeted polymeric nanoparticular carrier systems
AYÇA BAL ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2015
Biyoteknolojiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAADET KEVSER PABUCCUOĞLU
DOÇ. DR. ERDAL CEVHER