Yerinde aflatoksin tespiti için pre-analitik taşınabilir okuyucu tasarlanması
Designing a pre-analytical portable reader for on-site aflatoxin detection
- Tez No: 925087
- Danışmanlar: PROF. DR. FÜSUN EYİDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Başkent Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Aflatoksinler, dünya çapında tüketicileri ve çiftçileri etkileyen önemli olumsuz sağlık ve ekonomik sorunlardan sorumlu oldukları için küresel bir halk sağlığı problemidir. Aspergillus cinsine ait mantar türleri tarafından üretilen aflatoksinler, gıda ve tarım ürünlerini rutin olarak kirleten toksik, mutajenik ve kanserojen bir grup mantar metabolitidir. Kimyasal ve yapısal özelliklerinden yararlanılarak, gıdalardaki aflatoksin varlığını tespit etmek ve ölçmek için araçlar tasarlanmıştır. Aflatoksin 365nm dalga boyundaki UV-A ışığı altında verdikleri tepkiye 2 kategoriye ayrılır. Bunlar, mavi floresan aşıma B1 ve B2, yeşil floresan ışıma ise G1 ve G2 olarak sınıflandırılmıştır [2]. Kontaminasyon tespiti için hızlı bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Litaretürde hiperspektral, QCM tabanlı sistemler, makina öğrenmesi gibi metotlar yaygın olarak araştırılmaktadır. Floresans ve FTIR spektrostroskopisi aflatoksin tespiti için kullanılan metotlardır. İlerleyen teknolojik gelişmeler ile, kullanımı kolay, hızlı tespit sağlayabilen birden farklı pre-analitik metotlar geliştirilmektedir. Bu çalışmada, aflatoksin tespiti için spektral tabanlı sensör sistemleri araştırılmış ve pre-analitik bir yerinde tespit yöntemi olarak kullanılması tartışılmıştır. Sistemin mekanik kısımları Autodesk FUSION 360 programında tasarlanmış ve üç boyutlu yazıcı ile üretilmiştir. Okuyucu sistemin elektronik kontrolcüsü olarak Arduino UNO ve floresans ışıma özelliği tespiti için AS7262 ve ISL29125 sensörleri kullanılmıştır. Okuyucu sistem gömülü yazılım çalışmaları Arduino IDE platformu C programlama dilleri kullanılarak yapılmıştır. Kullanıcı arayüzü ve bilgisayar üzerindeki kontrol sistemi Python programlama dili kullanılarak sağlanmıştır. Ulusal Referans Gıda Laboratuvarından temin edilen AFTOK008 kontamine antep fıstığı numunesinin farklı gramajları 365nm UV-A ışığına maruz bırakılarak, floresans ışıma özellikleri UV-VIS Spekrometre (Ocean Insight, Flame), AS7262 (Sparkfun) ve ISL29125 (Sparkfun) bileşenleri üzerinde gözlemlenmiştir. Spektrometre okumaları, AS7262 (Sparkfun) ve ISL29125 (Sparkfun) bileşenlerinin validasyonu için kullanılmıştır. AS7262 sensör tabanlı çalışmalarda BGYF ve mavi floresans okumaları sağlanmıştır, Yeşil bölge düzeyi kontrol, 0.2, 0.3, 0.4 ve 0.5 gr grupları ile floresan şiddeti arasında anlamlı düzeyde artış gözlemlenmiştir. Mavi bölge ölçüm düzeyi kontrol, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 ve 0.5 gr gruplarına ile floresan şiddeti arasında anlamlı düzeyde artış gözlemlenmiştir. ISL29125 sensör okumalarında ise, yeşil bölge okumalarının olmaması tez için olumlu bir sonuç değildir. Mavi bölge ölçüm düzeyinde kontrol, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 ve 0.5 gr grupları ile floresan şiddeti arasında anlamlı düzeyde artış gözlemlenmiştir. Spektrometre çalışmalarında ise, 440-560 nm arasında, 480-510 nm arasında maksimum tepe noktası vermiştir. Bu çalışma sonucunda, AS7262 sensör tabanlı sistem ISL29125 tabanlı sisteme göre daha doğru bir sonuç vermektedir. Yerinde aflatoksin tespiti için pre-analitik taşınabilir okuyucu tasarımının yerinde tespit yöntemi olarak kullanılabileceği değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Aflatoxins are a global public health problem as they are responsible for significant adverse health and economic issues affecting consumers and farmers worldwide. Aflatoxins, produced by fungi of the genus Aspergillus, are a group of toxic, mutagenic and carcinogenic fungal metabolites that routinely contaminate food and agricultural products. Instruments have been designed to detect and measure the presence of aflatoxins in foods by utilizing their chemical and structural properties. Aflatoxins are divided into 2 categories according to their response to UV-A light at a wavelength of 365nm. These are classified as blue fluorescence B1 and B2, and green fluorescence G1 and G2 [2]. It is used as a rapid method for contamination detection. Hyperspectral, QCM-based systems, machine learning, and similar methods are widely investigated in the literature. Fluorescence and FTIR spectroscopy are the methods used for aflatoxin detection. With the advancement of technological developments, different pre-analytical methods that are easy to use and provide rapid detection are being developed. In this study, spectral-based sensor systems for aflatoxin detection were investigated and their use as a pre-analytical on-site detection method was discussed. The mechanical parts of the system were designed in Autodesk FUSION 360 program and manufactured with a three-dimensional printer. Arduino UNO was used as the electronic controller of the reader system and AS7262 and ISL29125 sensors were used for fluorescence luminescence properties. The embedded software studies of the reader system were performed using the Arduino IDE platform C programming languages. The user interface and the control system on the computer were provided using the Python programming language. Different weights of the AFTOK008 contaminated pistachio sample obtained from the National Reference Food Laboratory were exposed to 365nm UV-A light and the fluorescence luminescence properties were observed on the UV-VIS Spectrometer (Ocean Insight, Flame), AS7262 (Sparkfun) and ISL29125 (Sparkfun) components. Spectrometer readings were used for validation of AS7262 (Sparkfun) and ISL29125 (Sparkfun) components. BGYF and blue fluorescence readings were provided in AS7262 sensor-based studies. A significant increase was observed between the green zone level control, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5 gr groups and fluorescence intensity. A significant increase was observed between the blue zone measurement level control, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5 gr groups and fluorescence intensity. In ISL29125 sensor readings, the absence of green zone readings is not a positive result for the thesis. A significant increase was observed between the blue zone measurement level control, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5 gr groups and fluorescence intensity. In spectrometer studies, it gave a maximum peak between 440-560 nm and 480-510 nm. As a result of this study, AS7262 sensor-based system gives more accurate results than ISL29125 based system. It was evaluated that pre-analytical portable reader design can be used as an on-site detection method for on-site aflatoxin detection.
Benzer Tezler
- Development of novel aflatoxin B1 biosensors by carbon nanotube integrated microfluidic systems
Karbon nanotüp entegre edilmiş mikroakışkan sistemlerin kullanımıyla yeni aflatoksin B1 biyosensörlerinin geliştirilmesi
NAGİHAN OKUTAN ARSLAN
Doktora
İngilizce
2024
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Design of a PSA test device by using printed circuit board technologies
Baskılı devre teknolojileri kullanılarak PSA test cihazı tasarımı
ATİKE DEMİRALP
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSA YILDIRIM
- Kırmızı pul biberlerde mikoflara ve aflatoksin oluşumuna bölgenin etkisi
Başlık çevirisi yok
ÖZLEM C. ERMİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK HEPERKAN
- Development of quantum dots-based optical fluorescence sensors
Kuantum nokta temelli optik floresan sensörlerin geliştirilmesi
SULTAN ŞAHİN KESKİN
Doktora
İngilizce
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
DOÇ. DR. CANER ÜNLÜ
- Van otlu peynirinde aflatoksin M1 varlığının ve konsantrasyonunun belirlenmesi
Determination of aflatoxin M1 presence and concentration in Van herby cheese
MURAT AKDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Besin Hijyeni ve TeknolojisiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiBesin Hijyeni ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUNCER ÇAKMAK