Show simple item record

dc.contributor.advisorÖZGÜR, Erdoğan
dc.contributor.authorSAMEER AIOSH, Rahaf
dc.date.accessioned2024-10-18T07:34:23Z
dc.date.issued2024
dc.date.submitted2024-06-03
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/36051
dc.description.abstractMalignant melanoma (MM) is a highly aggressive form of skin cancer originating from melanocytes, presents a significant public health concern globally. Its rising incidence and propensity for metastasis underscore the critical need for innovative diagnostic approaches to enable early detection and intervention. In this study, we address this pressing issue by proposing the design and optimization of a quartz crystal equilibrium (QCM) biosensor capable of detecting MM cells through CD44 (cluster of differentiation 44) receptors. Which is very highly expressed on the surfaces of MM cells. We aimed to identify these cells by combining QCM with the CD44-binding antibody DF6392. In the first step, to enhance the QCM chip's surface area, nanoparticles were synthesized through a miniemulsion polymerization process involving (EDGMA) ethylene glycoldimethacrylate and (HEMA) 2-hydroxyethyl methacrylate. The nanoparticles underwent characterization using zeta-sizer measurements. Prior to applying the polymer iv onto the QCM chip, additional modification and activation of the surface were carried out. Initially, QCM chip underwent surface modification with 11-mercaptoundecanoic acid (MUA) to enable polymer binding. N-hydroxysuccinimide (NHS) and ethyl-3-(3- dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) were employed for activation purposes. The functionalization of poly(2-hydroxyethyl methacrylate) nanoparticles (P(HEMA-NPs)) was conducted using (APTES) (3-aminopropyltriethoxy silane) in order to replace the polymer's hydroxyl group with a nitrogen group to bind to the existing carboxyl group in MUA. After chip preparation and polymer placement, we modified DF6392 antibodies specific to (CD44), prevalent on (MM) cell surfaces. The QCM chip underwent immobilization of antibodies. Following this, the QCM chip coated with nanoparticles and attached with antibodies underwent characterization using (AFM) (atomic force microscopy), (FTIR-ATR) Spectroscopy )Fourier transform infrared-attenuated total reflectance(, and contact angle measurements. After the characterization studies, the functionalized QCM chip was exposed to A375 cell samples spanning from 50 to 5000 cells/mL at a flow rate of 1mL/min, and (f) (the resonance frequency) was then recorded, to carry out kinetic, affinity studies and to determine the adsorption model. The Langmuir isotherm model provides the best fit for the binding mode. To demonstrate the selectivity of the modified QCM chip with DF6392 antibodies, (HEK293) human embryonic kidney 293 cell line, and (PANC-1) human pancreatic cancer cell line, were absorbed onto the QCM chip in competition, at a rate of 2500 cells/mL. Real-time detection was employed to monitor the mass changes (∆m) on the sensor's surface, measured in cell/cm2 units. (LOD)(the system's detection limit) stood at 1.2 cells/mL. The QCM biosensor exhibited 23.34 times greater selectivity for A375 cells compared to PANC-1 cells and 9.24 times more selective than HEK293 cells. This receptor antibody-functionalized system shows promise for effectively detecting MM cells. These findings indicate that the QCM biosensor is a highly selective, efficient, and sensitive system suitable for cancer cell detection.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectQCM Biosensortr_TR
dc.subjectCD44 Receptorstr_TR
dc.subjectMalignant Melanomatr_TR
dc.subjectDF6392 Antibodiestr_TR
dc.subjectP(HEMA-NPs)tr_TR
dc.titleDESIGN AND OPTIMIZATION OF QCM BIOSENSOR TO DETECT MALIGNANT MELANOMA CELLS VIA THEIR CD44 RECEPTORStr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetMalign melanom (MM), melanositlerden köken alan deri kanserinin son derece agresif bir formudur ve küresel olarak önemli bir halk sağlığı sorunu olarak ortaya çıkmaktadır. Artan insidansı ve metastaz eğilimi, erken teşhis ve müdahaleyi mümkün kılacak yenilikçi tanı yaklaşımlarına olan kritik ihtiyacı vurgulamaktadır. Bu tezde, MM hücrelerini CD44 (kümeleme farklılaşma 44) reseptörleri aracılığıyla tespit etme yeteneğine sahip bir kuvars kristal dengesi (QCM) biyosensörünün tasarımı ve optimize edilmesini önererek, bu acil sorunu ele almaktayız. MM hücrelerinin yüzeylerinde çok yüksek düzeyde ifade edilir. Bu hücreleri tanımlamayı, QCM'i DF6392 adlı CD44 bağlayıcı antikor ile birleştirerek amaçladık. İlk adımda, QCM çipinin yüzey alanını arttırmak için, 2-hidroksietil metakril (HEMA) ve etilen glikoldimetakrilat (EDGMA)'nın miniemülsiyon polimerizasyon reaksiyonuyla nanopartiküller hazırlanmıştır. ii Nanopartiküller zeta-boyut ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Polimeri QCM çipine uygulamadan önce yüzey daha da değiştirildi ve etkinleştirildi. Başlangıçta, QCM çipinin yüzey modifikasyonu 11-merkaptodekanoik asit (MUA) kullanılarak gerçekleştirilmiştir ve polimere bağlanacak şekilde aktive edilmesi için karbodiimid olarak bilinen EDC/NHS etil-3-(3-dimetilaminopropil) / N-hidroksisüksinimid kullanılmıştır. Poli (2- hidroksietil metakrilat) nanopartikülleri P)HEMA-NPs(, MUA'da mevcut karboksil grubunu bağlamak üzere polimerin hidroksil grubunu bir nitrojen grubuyla değiştirmek amacıyla 3-aminopropiltrietoksi silan (APTES) ile etkinleştirilmiştir. Çip hazırlama ve polimer modifikasyonu sonrasında, MM hücre yüzeylerinde yaygın olan CD44'e özgü DF6392 antikorları yüzeye bağlanması etkinleştirilmiştir. Nanopartikül kaplı ve antikora bağlı QCM çiplerine atomik kuvvet mikroskobu (AFM), fourier dönüşümü kızılötesi zayıflatılmış toplam yansıma (FTIR-ATR) spektroskopi ve temas açısı ölçümleri yoluyla karakterize edilmiştir. A375 hücre örnekleri, karakterizasyon çalışmalarının ardından, fonksiyonelleştirilmiş QCM çipine 1 mL/dk akış hızında eklenmiş ve rezonans frekansı (f) kaydedilerek kinetik, afinite çalışmaları ve adsorpsiyon modelini belirlemek için sayıları 50 ila 5000 hücre/mL arasında değişen çeşitli konsantrasyonlarda kullanılmıştır. Bağlama modu Langmuir izoterm modeline uygun olduğu tespit edilmiştir. DF6392 antikorları ile işlevselleştirilmiş QCM çipinin seçiciliğini göstermek için, insan pankreas kanseri hücre dizisi PANC-1 ve insan embriyonik böbrek 293 hücre HEK293, 2500 hücre/mL oranında çip üzerinde rekabetçi bir şekilde adsorbe edilip hücre/cm2 birim yüzeyindeki kütle değişiklikleri (∆m) sensör gerçek zamanlı olarak tespit edilmiştir. Sistemin tespit limiti 1.2 hücre/mL dir. QCM biyosensörü, A375 hücreleri için PANC-1 hücrelerine göre 23.34 kat ve HEK293 hücrelerine göre 9.24 kat daha seçici çıkmıştır. Antikor ile işlevselleştirilmiş sistem, MM hücrelerinin etkili bir şekilde tespit edilmesi konusunda ümit vericidir. Bu bulgular, QCM biyosensörünün kanser hücresi tespiti için uygun, oldukça seçici, verimli ve hassas bir sistem olduğunu göstermektedir.tr_TR
dc.contributor.departmentKimyatr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2024-10-18T07:34:23Z
dc.fundingYoktr_TR


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record