Geri Dön

Antikanser ilaçlar ile DNA etkileşiminin tayinine yönelik metal oksit esaslı yeni nanobiyosensörlerin tasarımı

Development of metal oxide based new nanobiosensors for determination of DNA interaction with anticancer drugs

  1. Tez No: 944976
  2. Yazar: ELİFCAN EMİROĞLU BÖLÜKBAŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. DİLŞAT ARIKSOYSAL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoteknoloji, Eczacılık ve Farmakoloji, Kimya, Biotechnology, Pharmacy and Pharmacology, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 191

Özet

Nanometre boyutlu metal oksit partiküller (MONP) son yıllarda biyomoleküler algılama alanında etkin yüzeyler sağlayan malzemeler olarak önemli hale gelmiştir. MONP'ler üstün optik, elektriksel ve moleküler özellikleriyle, biyoalgılayıcı yüzeyde beklenen işlevsellikleri ve yanıtta amplifikasyonu da sağladıklarından ilginç sensör sistemlerinin oluşturulmasına katkı sunmaktadırlar. Bu tez kapsamında, yüzeyine ZnO veya Al katkılı ZnO (Al-ZnO) türündeki MONP'ler modifiye edilmiş tek kullanım özelliğine sahip kalem grafit elektrot (PGE) kullanılarak DNA ve kanser hücrelerinin (MCF-7) antikanser ilaçlar Mitomycin C (MC) ve Daunorubisin (DNR) ile etkileşimlerinin tayinine yönelik elektrokimyasal biyosensörler tasarlanarak duyarlı biyoalgılama uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasının ilk bölümünde, metal oksit nanomalzemeler ZnO ve Al-ZnO'nun elektrot yüzeylerine modifikasyonları gerçekleştirilmiştir ve her bir nanomalzeme için yanıtta en yüksek amplifikasyonu sağladıkları uygun koşullar tespit edilerek DNA'daki guanin yanıtının diferansiyel puls voltametri (DPV) tekniğiyle ölçülmesiyle geliştirilecek tek kullanımlık DNA biyosensör platformları için altyapı hazırlanmıştır. Tez çalışmasının ikinci bölümünde, DNA ile antikanser ilaç Mitomisin C etkileşiminin voltametrik olarak tayini için, ZnO veya Al-ZnO modifiye tek kullanımlık biyosensörler tasarlanmıştır. Daha sonra bu ilacın kanser hücreleriyle (MCF-7) olan etkileşim analizinin yapıldığı ZnO ve Al-ZnO modifiye, kullan-at özelliğinde iki nanobiyosensör sistemi daha geliştirilmiştir. Bu etkileşimler, döngüsel voltametri (CV) ve diferansiyel puls voltammetri (DPV) teknikleri ile tayin edilmiştir. Tez çalışmasının üçüncü bölümünde, DNA ile antikanser ilaç Daunorubisin (DNR) etkileşiminin elektrokimyasal analizi için, ZnO veya Al-ZnO modifiye PGE tabanlı nanobiyosensörler geliştirilmiştir. Daha sonra DNR'nin MCF-7 kanser hücreleriyle etkileşiminin tayin edildiği, ZnO ve Al-ZnO MONP'lerle modifiye iki nanobiyosensör sistemi daha tasarlanmıştır. Tez çalışmasının son bölümünde ise geliştirilen nanobiyosensörlerle çözelti ortamında DNA-ilaç ve hücre-ilaç etkileşim analizleri, ilaçlarla tek sarmal haldeki prob DNA ve çift sarmal yapılı hibrit DNA'nın etkileşimleri, nanobiyosensörden tanı kitine dönüştürme çalışmaları ve geliştirilen sistemlerin gerçek örneklerdeki uygulamasını göstermek amacıyla ticari MC ve DNR ilaç numuneleriyle DNA/hücre etkileşim analizleri elektrokimyasal teknikler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Dolayısıyla tez kapsamında MONP tabanlı duyarlı nanobiyosensör platformları geliştirilmiş, DNA-ilaç ve kanser hücre-ilaç etkileşimleri hızlı, kullanımı ve hazırlanması kolay ve küçültülebilir yapıya sahip kullan-at tipindeki bu sistemlerle analiz edilmiştir. Bu çalışma, herhangi bir işaretleyici ajan, indikatör ya da biyobelirteç kullanımı olmadan, doğrudan elektrot üzerine immobilize edilmiş DNA/kanser hücreleri üzerinden hızlı ve etiketsiz (label free) olarak DNA-ilaç ve hücre-ilaç etkileşimlerinin analizine olanak tanımıştır. Ayrıca, nanobiyosensörün teşhis kiti haline dönüşmesi durumunda, mevcut yöntemlere alternatif olabileceği gibi, klinik uygulamalarda tıbbi personel tarafından kullanılabilecek, tek kullanımlık, taşınabilir ve hızlı analiz sağlayan platformlar da oluşturulabilecektir. Anahtar Kelimeler; Elektrokimyasal nanobiyosensör; Metal oksit nanomamalzeme (MONP); DNA-ilaç etkileşim; Meme kanseri hücre hattı; MCF-7; hücre-ilaç etkileşim.

Özet (Çeviri)

Nanometer-sized metal oxide nanoparticles (MONPs) have become increasingly significant in recent years as materials that provide effective surfaces for biomolecular sensing. Due to their superior optical, electrical, and molecular properties, MONPs contribute to the development of novel sensor systems by ensuring the expected functionality on the biosensor surface and enhancing signal amplification. In this thesis, sensitive bioanalytical applications were conducted using electrochemical biosensors designed for the determination of interactions between DNA and cancer cells (MCF-7) with the anticancer drugs Mitomycin C (MC) and Daunorubicin (DNR). These biosensors were developed using disposable pencil graphite electrodes (PGE) modified with ZnO or Al-doped ZnO (Al-ZnO) MONPs. In the first section, ZnO and Al-ZnO metal oxide nanomaterials were modified onto electrode surfaces, and the optimal conditions for each nanomaterial that provided the highest signal amplification were determined. This process laid the groundwork for the development of disposable DNA biosensor platforms by measuring the guanine response in DNA using differential pulse voltammetry (DPV). In the second section of the study, disposable biosensors modified with ZnO or Al-ZnO were designed for the voltammetric determination of the interaction between DNA and the anticancer drug Mitomycin C. Additionally, two disposable nanobiosensor systems modified with ZnO and Al-ZnO were developed to analyze the interaction of this drug with cancer cells (MCF-7). These interactions were investigated using cyclic voltammetry (CV) and DPV methods. In the third section, ZnO- or Al-ZnO-modified PGE-based nanobiosensors were developed for the electrochemical analysis of the interaction between DNA and the anticancer drug Daunorubicin (DNR). Subsequently, two additional nanobiosensor systems modified with ZnO and Al-ZnO MONPs were designed to determine the interaction of DNR with MCF-7 cancer cells. In the final section of the thesis, interaction analyses of DNA-drug and cell-drug systems in solution were performed using the developed nanobiosensors. The interactions of single-stranded probe DNA and double-stranded hybrid DNA with anticancer drugs were investigated, and efforts were made to translate the nanobiosensor system into a diagnostic kit. Furthermore, the developed systems were tested in real sample applications using commercial MC and DNR drug samples, and analyses were carried out using electrochemical techniques. Consequently, MONP-based sensitive nanobiosensor platforms were developed in this thesis. DNA-drug and cancer cell-drug interactions were analyzed using these disposable systems, which are rapid, easy to prepare and use, and miniaturizable. This study enabled label-free, direct analysis of DNA-drug and cell-drug interactions using DNA/cancer cells immobilized onto the electrode surface without the need for labeling agents, indicators, or biomarkers. In addition, if the nanobiosensor is converted into a diagnostic kit, disposable, portable and rapid analysis platforms can be provided for clinical applications by healthcare personnel as an alternative to the traditional methods used today. Keywords; Electrochemical nanobiosensor; Metal oxide nanomaterials (MONPs); DNA-drug interaction; Breast cancer cell line; MCF-7; cell-drug interaction.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    152955

    İn vivo ve in vitro şartlarında cyclophosphamide mutajenitesi ile verapamil etkileşiminin umu test ile ratların idrarlarında incelenmesi

    In vitro and in vivo conditions resarch of cyclophosphamide mutagenicity and verapamil interaction by umu test system using rat urine samples

    SABİHA GÜLFER GÜLTEKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    BiyolojiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. ADNAN AYHANCI

  2. Tez No

    781714

    Barbitürik asit temelli yeni oksim hidrazon ligandların metal kompleksleri: Sentezi, karakterizasyonu ve biyolojik aktivitelerinin belirlenmesi

    Metal complexes of new oxyme hydrazone ligands based on barbituric acid: Synthesis, characterization and determination of their biological activities

    SULTAN KINCAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    KimyaMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RAMAZAN GÜP

  3. Tez No

    338339

    Bioactive agents carrying quantum dot labeled liposomes

    Biyoaktif ajanlar taşıyan kuantum noktacık işaretli lipozomlar

    ARDA BÜYÜKSUNGUR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    BiyolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI

  4. Tez No

    632751

    Antibakteriyel etkili ofloksasin'in multispektroskopik olarak dna ile etkileşimi ve moleküler kenetlenme çalışmaları

    Investigation of antibacterial drug ofloxacin interaction with dna by spectroscopic techniques and molecular docking studies

    AYŞE ÖZALTAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    KimyaKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ÇEŞME

  5. Tez No

    441728

    Ftalosiyaninlerin DNA'ya bağlanmasının incelenmesi

    The investigation of DNA binding properties of phthalocyanines

    GAMZE ÇAKIRCA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    BiyokimyaMarmara Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE OGAN

    DR. ALİ SADİ BAŞAK

Geri Dön