dc.contributor.advisor | Uzun, Lokman | |
dc.contributor.author | Akçapınar, Rumeysa | |
dc.date.accessioned | 2021-10-13T07:47:41Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.date.submitted | 2021-06-23 | |
dc.identifier.citation | Rumeysa Akçapınar, Hücre Ölüm Yolaklarının Tespiti için Kağıt Tabanlı Biyosensör Tasarımı, Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyomühendislik Anabilim Dalı, Ankara 2021 | tr_TR |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/25516 | |
dc.description.abstract | The aim of the presented thesis, a paper-based biosensor design has been designed to be
used in the detection of early (extrinsic pathway) and late (instrinsic pathway) stages of
apoptosis. In the study, in order to eliminate the disadvantages of traditional apoptosis
determination methods such as high cost, large sampling requirement, appropriate
laboratory and equipment conditions, a paper-based system was developed that is
cheaper, easier, and provides more precise quantitative results. In the first phase of the
study, firstly, the synthesis of magnetic nanoparticles to be interacted with the sample and
immobilization of primary caspase antibodies on the surface of these nanoparticles were
performed and characterized with the scanning electron microscopy (SEM), Zeta
potential and size measurement, Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR),
Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimeter (DSC).
Optimization and selectivity studies of the complex formed by primary antibody
immobilized magnetic nanoparticles with standard caspase proteins were examined by
HPLC system. Within the scope of optimization studies, protein concentrations (11.2-0.7
mg / mL), optimal duration (5-90 min), temperature (4-42 ° C) parameters were examined
at pH: 7.4 environment. Optimal conditions was determined as pH: 7.4, concentration;
5.6 μg / mL, time: 45 min and temperature: room temperature. Within the scope of
selectivity studies, the adsorption of competitive proteins (Caspase-3, Caspase-8, iv
Caspase-9 and lysozyme) was investigated. The same competing proteins were also
interacted with bare magnetic nanoparticles as a control group. Synthesis of upconversion
silica nanoparticles and immobilization of the secondary antibody to these particles was
performed and characterized with scanning electron microscopy (SEM), Zeta potential
and size measurement, Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR),
Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC).
Subsequently, zeta potential and size measurement and fluorescence emission
spectrometry analysis of the supracomplex formed in dispersion medium by standard
caspase proteins treated with primary antibody immobilized magnetic nanoparticles
under optimal conditions, secondary antibody immobilized upconversion silica
nanoparticles were performed. As a result of these analyzes, it was observed that the
sandwich ELISA model formed in the dispersion medium maintained its upconversion
feature and that the amount of protein added to the structure decreased due to this feature.
This enabled a quantitative result to be obtained. In the second stage of the study, cell
culture experiments were carried out. In this context, MCF-7 breast cancer cell line treated
with 100 μM Cisplatin and not treated was used and the proteins obtained from the lysate
of these cells were analyzed in dispersion medium with the designed system and the
caspase protein amounts were determined. The results obtained were compared with
traditional apoptosis determination methods (Double staining, Annexin-V, MTT). In the
third stage of the study, a paper-based system was designed. For this purpose, the size of
the paper to be used, the secondary antibody immobilized upconversion silica
nanoparticle volume to be immobilized on the collection area (2.5-12.5 μL) and its
distance from the sample area, the volume of primary antibody immobilized magnetic
nanoparticles (10-100 μL) to be dropped into the sample area were determined.
Subsequently, studies performed with standard caspase proteins and cell lysates in
dispersion medium were examined on paper. Validation has been made by comparing the
results obtained from the dispersion medium with the results obtained on paper. As a
result of all these studies, it has been shown that more precise and reliable results can be
obtained than traditional methods with the paper-based system. | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Hücre | tr_TR |
dc.subject | Biyosensör | tr_TR |
dc.subject | Apoptoz | tr_TR |
dc.subject | Kağıt tabanlı biyosensörler | tr_TR |
dc.subject | Upconversion nanopartiküller | tr_TR |
dc.subject | Manyetik nanopartiküller | tr_TR |
dc.subject | Kaspazlar | tr_TR |
dc.subject.lcsh | Biyokimya. Hücre biyolojisi. Hücre genetiği | tr_TR |
dc.title | Hücre Ölüm Yolaklarının Tespiti İçin Kağıt Tabanlı Biyosensör Tasarımı | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Sunulan tez kapsamında, apoptozun erken (ekstrinsik yolak) ve geç (instrinsik yolak)
safhasının tespitinde kullanılmak üzere kağıt tabanlı biyosensör tasarımı
gerçekleştirilmiştir. Çalışmada geleneksel apoptoz tayin yöntemlerinin yüksek maliyet,
büyük hacimlerdeki örneklem gereksinimi, uygun laboratuvar ve ekipman koşulları gibi
dezavantajları bertaraf etmek için daha ucuz, kolay, düşük hacimlerde örneklem
kullanımı sağlayan ve daha hassas kantitatif sonuçlar veren kağıt tabanlı bir sistem
geliştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında; ilk olarak örneklem ile etkileştirilecek
manyetik nanopartiküllerin sentezi ve primer kaspaz antikorlarının bu nanopartiküllerin
yüzeyine immobilize edilmesi gerçekleştirilmiş ve taramalı elektron mikroskobu (SEM),
Zeta potansiyel ve boyut ölçümü, Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FTIR),
Termogravimetrik Analiz (TGA), Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ile
karakterize edilmiştir. Primer antikor immobilize manyetik nanopartiküllerin standart
kaspaz proteinleriyle oluşturduğu kompleksin optimizasyonu ve seçicilik çalışmaları
HPLC sistemi ile incelenmiştir. Optimizasyon çalışmaları kapsamında pH: 7.4’te protein
konsantrasyonları (11,2-0,7 mg/mL), optimal süre (5-90 dk), sıcaklık (4-42°C)
parametreleri incelenmiştir. Optimal koşullar pH: 7.4, konsantrasyon; 5,6 μg/mL, süre:
45 dk ve sıcaklık: oda sıcaklığı olarak belirlenmiştir. Seçicilik çalışmaları kapsamında ise ii
yarışmacı proteinlerin ( Kaspaz-3, Kaspaz-8, Kaspaz-9 ve lizozim) adsorbsiyonu
araştırımıştır. Aynı yarışmacı proteinler kontrol grubu olarak antikor immobilize
edilmeyen manyetik nanopartiküllerle de etkileştirilmiştir. Daha sonra toplama bölgesine
immobilize edilecek upconversion silika nanopartiküllerin sentezi ve bu partiküllere
sekonder antikorun immobilizasyonu gerçekleştirilmiş ve taramalı elektron mikroskobu
(SEM), Zeta potansiyel ve boyut ölçümü, Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi
(FTIR), Termogravimetrik Analiz (TGA), Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ile
karakterize edilmiştir. Ardından primer antikor immobilize edilmiş manyetik
nanopartiküllerle optimal koşullarda muamele edilmiş standart kaspaz proteinlerinin,
sekonder antikor immobilize edilmiş upconversion silika nanopartiküllerle dispersiyon
ortamında oluşturduğu suprakompleksin zeta potansiyel ve boyut ölçümü ve florasan
emisyon spektrometresi analizi gerçekleştirilmiştir. Bu analizlerin sonucunda dispersiyon
ortamında oluşan sandviç ELISA modelinin upconversion özelliğini koruduğu ve yapıya
katılan protein miktarının artmasıyla bu özellikten kaynaklı emisyon yoğunluklarında
düşüş olduğu gözlenmiştir. Bu da kantitatif bir sonuç elde edilebilmesini sağlamıştır.
Çalışmanın ikinci aşamasında hücre deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda 100 μM
Cisplatin ile muamele edilen ve edilmeyen MCF-7 meme kanseri hücre hattı kullanılmış
ve bu hücrelerin lizatından elde edilen proteinler tasarlanan sistem ile dispersiyon
ortamında analiz edilerek kaspaz protein miktarları saptanmıştır. Elde edilen sonuçlar
geleneksel apoptoz tayin yöntemleri ile (İkili boyama, Annexin-v, MTT)
karşılaştırılmıştır. Çalışmanın üçüncü aşamasında ise kağıt tabanlı sistem tasarlanmıştır.
Bu amaçla, kullanılacak olan kağıt boyutu, üzerinde toplama bölgesine immobilize
edilecek sekonder antikor immobilize upconversion slika nanopartikül hacmi (2,5-12,5
μL) ve örnek bölgesinden uzaklığı, örnek bölgesine damlatılacak primer antikor
immobilize manyerik nanopartiküllerin hacmi (10-100μL) belirlenmiştir. Ardından
dispersiyon ortamında standart kaspaz proteinlerle ve hücre lizatlarıyla gerçekleştirilen
çalışmalar kağıt üzerinde incelenmiştir. Dispersiyon ortamından elde edilen sonuçlar ile
kağıt üzerinde gerçekleştirilerek elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak validasyon
yapılmıştır. Tüm bu çalışmaların sonucunda tasarlanan kağıt tabanlı sistem ile geleneksel
yöntemlerden daha hassas ve güvenilir sonuçlar elde edilebileceği gösterilmiştir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Biyomühendislik | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2023-10-15T07:47:41Z | |
dc.funding | Bilimsel Araştırma Projeleri KB | tr_TR |
dc.subtype | workingPaper | tr_TR |