Nükleik asit ve nanomalzeme tabanlı elektrokimyasal biyosensörlerin geliştirilmesi ve kanser tanısına yönelik uygulamaları
Development of nucleic acid and nanomaterial based electrochemical biosensors and their applications for cancer diagnosis
- Tez No: 866173
- Danışmanlar: PROF. DR. DİLŞAT ARIKSOYSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Eczacılık ve Farmakoloji, Mühendislik Bilimleri, Bioengineering, Pharmacy and Pharmacology, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomedikal Teknolojiler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Bu tezde kanser tanısına yönelik elektrokimyasal nanobiyosensör (nanoaptasensör) temelli alternatif bir tanı yöntemi geliştirilmiştir. Elektrokimyasal biyosensörler hassas, hızlı, seçimli, küçültülebilir, taşınabilir, kolay kullanımı olan ve ekonomik cihazlar olduğundan günümüzde çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadırlar. Tez çalışması kapsamında, yerleşik bir kanser biyobelirteci olan insan epidermal büyüme faktörü reseptörü 2 (HER2)'nin meme kanseri hücre hattı MCF7 ve akciğer kanseri hücresi A549'daki varlığı geliştirilen biyosensör teknolojileriyle tayin edilmiştir. Meme kanseri dünyada kadınlarda çok sık görülen kanser türlerinden biridir. Bu ölümlerin %90'ından fazlası metastatik büyümeyle ilişkilidir. Bu nedenle kanserin erken evrede tespiti, hayatta kalma şansını arttırmak için çok önemlidir. HER2 aslında normal büyüme ve hücre farklılaşmasında rol oynamaktadır. Ancak malign yapılı bir büyüme, HER2'nin aşırı ekspresyonu ile ilişkilidir. Bu nedenle kanser gelişimini gösteren bu durumun erken tanısı, yani düşük HER2 seviyesinin etkin yöntemlerle tayin edilebilmesi tedaviye erken başlanabilmesi için önem taşımaktadır. HER2'nin hızlı, ucuz, hassas ve seçimli tayini için kalem grafit elektrot (PGE) ve ayrıca üç boyutlu yazıcı aracılığıyla üretilen uygun tipte PLA katkı maddeli karbon siyahı (CB) ve karbon nanotüp (CNT) elektrotlar ayrı ayrı tasarlanıp üretilerek elektrokimyasal DNA biyosensörleri geliştirildi. Biyoalgılama çalışmaları öncesinde ilk olarak 3D elektrotlar için optimizasyon çalışmaları yapıldı. Daha sonra biyoalgılayıcı elektrot yüzeylerine elektroaktif etiket içeren HER2 aptamerin immobilizasyonu sağlandı ve MCF-7 ve A549 kanser hücrelerindeki düşük HER2 seviyelerinin tespitine yönelik elektrokimyasal ölçümler diferansiyel puls voltametri (DPV) tekniği ile gerçekleştirildi. Geliştirilen PGE ve 3D elektrot tabanlı biyosensörlerden elde edilen sonuçlar birbirleriyle kıyaslandı. Çalışmada düşük seviyede HER2 analizinde sırasıyla PGE için 106 hücre/20 μL ve 3D elektrotlar için 106 hücre/10 μL derişimleri optimum koşul olarak tespit edildi. Tezde düşük HER2 seviyesindeki değişimleri bile gösterecek hassasiyete sahip, aptamer-hücre etkileşimi üzerinden tayin yapabilen üç farklı türde biyosensör geliştirilerek kanser tanısındaki uygulanabilirliği gösterilmiştir. Bu çalışma ile kısa sürede sonuç veren, pahalı kitlere ve uzmanlığa ihtiyaç duyulmadan analiz yapılabilecek, sağlık alanı için alternatif bir tanı yöntemi geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, an alternative diagnostic method based on electrochemical nanobiosensor (nanoaptasensor) has been developed for cancer diagnosis. Electrochemical biosensors are used in a wide variety of fields today, as they are sensitive, fast, selective, miniaturized, portable, easy to use and economical devices. Within the scope of the thesis study, the presence of human epidermal growth factor receptor 2 (HER2), an established cancer biomarker, in breast cancer cell line MCF7 and lung cancer cell A549 was determined with developed biosensor technologies. Breast cancer is one of the most common cancer types in women around the world. More than 90% of these deaths are associated with metastatic growth. Therefore, detecting cancer at an early stage is very important to increase the chances of survival. HER2 actually plays a role in normal growth and cell differentiation. However, a malignant growth is associated with overexpression of HER2. Therefore, early diagnosis of this expression indicating the development of cancer, that is, determination of low HER2 level with effective methods, is important in order to start treatment early. For the fast, cheap, sensitive and selective determination of HER2, electrochemical DNA biosensors were designed separately by using a pencil graphite electrode (PGE) and then carbon black (CB) and carbon nanotube (CNT) electrodes with appropriate types of PLA additives produced via a three-dimensional printer. Before biosensing studies, optimization studies were first carried out for 3D electrodes. Then, the HER2 aptamer containing the electroactive label was immobilized on the electrode surfaces, and electrochemical measurements for the detection of low HER2 levels in MCF-7 and A549 cancer cells were performed by using differential pulse voltammetry (DPV) technique. The results obtained from the developed PGE and 3D electrode-based biosensors were compared with each other. In the study, in low level HER2 analysis, concentrations of 106 cells/20 μL for PGE and 106 cells/10 μL for 3D electrodes were determined as the optimum conditions, respectively. In the thesis, three different types of biosensors that are sensitive to detect changes in even low HER2 levels and can be determined through aptamer-cell interaction have been developed and their applicability in cancer diagnosis has been demonstrated. With this study, an alternative diagnostic method for the healthcare field has been developed that provides results in a short time and can be analyzed without the need for expensive kits and expertise.
Benzer Tezler
- Patojenlerin tayini için nanomalzeme modifiye elektrokimyasal biyosensörlerin geliştirilmesi ve uygulaması
Development and application of nanomaterial-modified electrochemical biosensors for the detection of pathogens
HÜSEYİN OĞUZHAN KAYA
Doktora
Türkçe
2024
Eczacılık ve FarmakolojiEge ÜniversitesiAnalitik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN KARADENİZ
PROF. DR. SEDA NUR TOPKAYA ÇETİN
- Nükleik asit analizi yöntemlerinin bilgisayarda simüle edilmesine yönelik bir dizi program tasarımı
A Computer program for simulation of nucleic analysis methods
MURAT VEDAT YAZICIOĞLU
Doktora
Türkçe
1998
Tıbbi BiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEŞE ATABEY
- Türkiye'de yayılış gösteren bazı otbiçen (Arachnida: Opiliones) türlerinin element analizi
Element analysis of some harvsetmen (Arachnida: Opiliones)species in Turkey by XRF method
ADEM ALTINTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyolojiGümüşhane ÜniversitesiOrmancılık ve Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KEMAL KURT
- Ayçiçeği bitkisinde (Helianthus annuus L.) kombine uygulanan borik asit ve sıcaklık stresinin bazı ekolojik parametreler, antioksidan enzimler ve gen ifadeleri üzerine etkisi
The effect of combined boric acid and temperature stress on some ecological parameters, antioxidant enzymes and gene expression in sunflower plant (Helianthus annuus L.)
FADİME DONBALOĞLU BOZCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
BiyolojiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiMoleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMA LEBLEBİCİ
- Yeni sentezlenen fluoresans probların fibroblast hücrelerde oluşturulan OH radikallerinin belirtiminde kullanılması ve değerlendirilmesi
Use and evaluation of OH radicals generated with the new synthesized fluorescent probes in fibroblast cells
REZA SALİMİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyokimyaDokuz Eylül ÜniversitesiMoleküler Tıp Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. NİLGÜN YENER