Nanolipozom yapılı model virüs tespiti için yeni bir biyosensörtasarım sisteminin incelenmesi
Review of a new biosensor design system for nanoliposomestructured model virus detection
- Tez No: 948720
- Danışmanlar: PROF. DR. RAHİME SEDA TIĞLI AYDIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sunulan tez çalışmasında, SARS-CoV-2 Spike-S1 proteini taşıyan RNA yüklü nanolipozomlar kullanılarak geliştirilen elektrokimyasal temelli bir immünosensör sisteminin performans özellikleri detaylı olarak incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı, biyomimetik bir SARS-CoV- 2 model sistemi oluşturmak ve bu model üzerinden spesifik antijen-antikor etkileşimine dayalı güvenilir bir tespit mekanizması geliştirmektir. Nanolipozomlar, ince film hidrasyonu yöntemiyle hazırlanmış; RNA'nın eklenme aşamasına göre iki farklı protokol uygulanmıştır: (i) RNA, film oluşmadan önce lipid karışımına eklenmiş; (ii) ya da film oluşumu sonrası hidratasyon aşamasında çözeltiye dahil edilmiştir. Her iki yöntemde de 1:10 ve 1:20 RNA: lipid oranları denenmiş ve sonuçlar kapsülleme verimliliği ile stabilite açısından karşılaştırılmıştır. Boyut küçültme amacıyla ekstrüzyon işlemi 11 ve 21 döngü şeklinde uygulanmış; son aşamada Spike-S1 proteini, EDC/NHS aracılığıyla kovalent bağlama yöntemiyle nanolipozom yüzeyine immobilize edilmiştir. Biyomimetik özellikte hazırlanan nanolipozomlar, immünosensör sisteminde hedef molekülü tanımak üzere sisteme dahil edilmiştir. Yüzey modifikasyonu kitosan ile gerçekleştirilmiş ve Spike antikorları bu yüzeye sabitlenerek elektrokimyasal sensöre spesifik tanıma özelliği kazandırılmıştır. Nanolipozomlarla etkileşim sonrasında elde edilen amperometrik sinyaller, kare dalga voltametrisi tekniği aracılığıyla analiz edilmiştir. Analitik performans değerlendirmeleri sonucunda, geliştirilen sensörün 53 pM–8 nM aralığında doğrusal yanıt verdiği, 3.79 pM gibi oldukça düşük bir tespit sınırına sahip olduğu ve 55.47 μA nM⁻¹ cm⁻² ölçüm duyarlılığı ile yüksek hassasiyet gösterdiği belirlenmiştir. Tekrarlanabilirlik testlerinde elde edilen %0.33'lük düşük varyasyon oranı, sensörün ölçümlerde kararlılık ve doğruluk sağladığını ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, optimize edilen nanolipozomal formülasyonların ve antijen sabitleme stratejilerinin, elektrokimyasal sensör sistemine etkin biçimde dahil edilerek yüksek seçicilikte bir biyotanıma sistemi oluşturduğunu göstermektedir. Karmaşık materyallere ihtiyaç duyulmaksızın, özgün, maliyet etkin ve yüksek performanslı bir immünosensör platformu ortaya konmuştur. Elde edilen bulgular, bu sistemin ileri düzey tanı uygulamalarında klinik örneklerle kullanımına yönelik güçlü bir temel oluşturduğunu göstermektedir
Özet (Çeviri)
In the presented thesis study, the performance characteristics of an electrochemical immunosensor system developed using RNA-loaded nanoliposomes carrying the SARS-CoV- 2 Spike-S1 protein were comprehensively investigated. The main objective of the study was to construct a biomimetic SARS-CoV-2 model system and, based on this model, to develop a reliable detection mechanism through specific antigen-antibody interaction. Nanoliposomes were prepared using the thin-film hydration method, and two different protocols were applied depending on the stage of RNA incorporation: (i) RNA was added to the lipid mixture prior to film formation; (ii) alternatively, RNA was introduced into the solution during the hydration phase after the film was formed. In both methods, RNA:lipid molar ratios of 1:10 and 1:20 were tested, and the outcomes were comparatively evaluated in terms of encapsulation efficiency and structural stability. To reduce particle size, extrusion was performed in 11 and 21 cycles. In the final stage, the Spike-S1 protein was immobilized onto the surface of the nanoliposomes via covalent bonding using EDC/NHS chemistry. The biomimetic nanoliposomes were incorporated into the immunosensor system as bio-recognition elements for target identification. The electrode surface was modified with a chitosan matrix, and SARS-CoV-2 spike antibodies were immobilized onto this surface to impart specific recognition capability to the electrochemical sensor. Following interaction with the nanoliposomes, the resulting amperometric signals were analyzed using square wave voltammetry (SWV). Analytical performance evaluations demonstrated that the developed sensor exhibited a linear response within the range of 53 pM to 8 nM, a remarkably low limit of detection (LOD) of 3.79 pM, and a high sensitivity of 55.47 μA nM⁻¹ cm⁻². Repeatability tests yielded a low variation rate of 0.33%, indicating strong consistency and reliability in measurements. The findings confirm that the optimized nanoliposomal formulations and antigen immobilization strategies were effectively integrated into the electrochemical sensor system, resulting in a highly selective biosensing platform. Without the need for complex materials, a unique, cost-effective, and high-performance immunosensor platform was successfully developed. These results provide a solid foundation for the potential use of the system in advanced diagnostic applications involving clinical samples.
Benzer Tezler
- Ovaryum kanserinin oluşumu ve ilerleyişinde ovaryum kanseri kök hücrelerinden salınan eksozomal miRNA'ların rolü
Role of exosomal miRNA's relased from cancer stem cells in ovarian cancer growth and progression
FAHRİYE DÜZAĞAÇ
- Functional chocolate development: Enrichment of dark chocolate with nano-liposome encapsulated antioxidants, and/or pro- and pre-biotics, bioavailability studies
Fonksiyonel çikolata geliştirilmesi: Bitter çikolatanın nano-lipozomla enkapsüle edilen antioksidanlarla, ve/veya pro- ve pre-biyotiklerle zenginleştirilmesi, biyoyararlılık çalışmaları
MİNE ÖZGÜVEN
- Interaction of Poly(vinyl alcohol) and chitosan coated iron oxide nanoparticles with cell membrane models
Poli(vinil alkol) ve kitosan kaplı demir oksit nano parçacıklarının hücre zarı modelleri ile etkileşimleri
ARİFE KUŞBAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
İstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Hücre çoğalması üzerine etkili olabilecek seçilmiş bitki ekstraktlarının eldesi ve in vitro testleri: bitkisel lipozomal preparatlara ilişkin çalışmalar
Effective herbal extracts on cell proliferation and their in vitro tests: herbal liposomal preparates
BİLAL DEMİR
- Studies on suspension of some inorganic nanoparticles as additive in motor engine/lubrication oils
Bazı anorganik nanoparçacıkları motor yağı katkısı olarak askıda tutma çalışmaları
ZULHICE TANRISEVEN
Doktora
İngilizce
2021
İstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
