| dc.contributor.advisor | Denizli, Adil | |
| dc.contributor.author | Faalnouri, Sona | |
| dc.date.accessioned | 2018-09-13T06:59:37Z | |
| dc.date.available | 2018-09-13T06:59:37Z | |
| dc.date.issued | 2018-01-05 | |
| dc.date.submitted | 2018-01-05 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/4884 | |
| dc.description.abstract | Antibiotics are a type of antimicrobial drug used in the treatment and prevention of
bacterial infections. They may either kill or inhibit the growth of bacteria.
AMOXicillin (AMOX) is also an antibiotic for the treatment of a number of bacterial
infections, but antibiotic resistance is a serious public health concern shared by
the animal health community. That’s why the FDA and American Veterinary
Medical Association to ensure the responsible use of antibiotics in animals that
produce food.
This study aims to investigate a technique for the antibiotic residue analysis that
can detect a wide range of antibiotic residues directly in drinking milk by producing
reliable and definitive results.
Devices which convert the biological response to electrical signals are defined as
‘’Biosensors’’. Biosensor containing biological elements and physicochemical
transducers is a type of analytical device. Molecularly imprinted polymers were
unified with the transducers through major developments in the field of biosensors
and interactions between analyte and MIP can be converted into a processed
signal. In this sense, surface plasmon resonance (SPR) based optical devices
have a great potential.
In this study, SPR based nanosensors are intended to prepare for the detection of
AMOXicillin in milk by using molecular imprinting technique. For this purpose, first
N-methacryloyl-(L)-glutamic acid (MAGA) monomer was synthesized, then to
define the optimum ratio between template AMOX molecule and MAGA monomer,
template molecules and MAGA monomer were mixed in different ratios and the
optimum ratio was determined by using UV-visible region spectrophotometry.
Nanosensor preparation studies were realized according to the optimized ratio
conditions. Nanosensors are prepared in two stages with a micro-contact method
by AMOX imprinted nanofilm and by attaching AMOX imprinted nanoparticles to
iv
the gold surface of the chip. For this specified purpose in the first stage, AMOX
imprinted PHEMAGA (MIP) nanofilm was attached onto the allyl mercaptan
modified gold chip surface by micro-contact method.
In the second part of the study, to work in a targeted concentration range
PHEMAGA (MIP) nanoparticles were synthesized by a two-phase mini-emulsion
polymerization method. Then the prepared oil phase was slowly added to the first
aqueous phase. In order to obtain mini-emulsion, the mixture was homogenized at
25 000 rpm by a homogenizer. After homogenization, the mixture was added to the
PHASE II. Then, initiators, sodium bisulfite, and ammonium persulfate were added
to the solution. Polymerization was continued for 24 h at 40°C. Besides this, for a
control experiment, the non-imprinted PHEMAGA (NIP) nanoparticles were
synthesized by applying same procedure with imprinted nanoparticles except the
addition of template AMOX molecules.
Size distribution of the prepared nanoparticles was characterized by zeta size
measurements. SPR biosensors prepared by AMOX imprinted PHEMAGA (MIP)
and non-imprinted PHEMAGA (NIP) nanofilms and nanoparticles then,
characterized by FTIR-ATR, Atomic force microscope (AFM), Contact angle (CA),
Ellipsometer measurements.
To determine the kinetic and adsorption models of interactions between
[PEDMALM-HSA] (MIP) nanofilm and nanoparticles attached to SPR nanosensor
and AMOX solution, four different adsorption models named Scatchard, Langmuir,
Freundlich, and Langmuir-Freundlich (LF) were employed.
This study will contribute to the literature by comparing the advantages of the
nanofilm attached nanosensor prepared by micro-contact method and
nanoparticles attached nanosensor. | tr_TR |
| dc.description.tableofcontents | ÖZET .................................................................................................................. i
ABSTRACT ........................................................................................................ iii
TEŞEKKÜR ........................................................................................................ v
İÇİNDEKİLER ..................................................................................................... vi
ŞEKİLLER .......................................................................................................... xi
ÇİZELGELER ..................................................................................................... xv
SİMGELER VE KISATMALAR ........................................................................... xvi
1. GİRİŞ ............................................................................................................... 1
2. GENEL BİLGİLER ............................................................................................ 5
2.1. Antibiyotikler .................................................................................................. 5
2.1.1. Antibiyotiklerin Medikal Kullanımı ............................................................... 5
2.1.2. Antibiyotiklerin Sınıflandırılması ................................................................. 6
2.1.3. Antibiyotiklerin Üretilmesi ........................................................................... 8
2.1.4. Antibiyotik Direnç Gelişimi .......................................................................... 8
2.1.5. Antibiyotiklerin Kötüye Kullanımı ................................................................ 9
2.1.6. Amoksisilin ................................................................................................. 10
2.1.6.1. Amoksisilinin Ortaya Çıkışı ...................................................................... 11
2.1.6.2. Amoksisilinin Yan Etkileri ......................................................................... 13
2.1.6.3. Amoksisilinin Kötüye Kullanımı ................................................................ 15
2.1.6.4. Amoksisilinin Tayin Metotları ................................................................... 15
2.2. Biyosensörler ................................................................................................. 16
2.2.1. Biyosensörlerin Türleri ................................................................................ 20
vii
2.2.1.1. Biyolojik Algılama Elementine Göre Türleri ............................................. 20
2.2.1.1.1. Enzimler ............................................................................................... 20
2.2.1.1.2. Antikorlar .............................................................................................. 21
2.2.1.1.3. Nükleik Asitler ....................................................................................... 21
2.2.1.2. Sinyal Dönüştürücüye Göre Türleri ......................................................... 22
2.2.1.2.1. Elektrokimyasal Dönüştürücüler ........................................................... 22
2.2.1.2.2. Optik Dönüştürücüler ............................................................................ 23
2.2.1.2.3. Piezoelektrik Dönüştürücüler ................................................................ 24
2.2.1.2.4. Kalorimetrik (Termal) Dönüştürücüler ................................................... 25
2.2.2. Biyoalgılama Elemanlarının Sensör Yüzeyine Sabitlenmesi ...................... 25
2.2.3. Biyosensörlerdeki Son Gelişmeler .............................................................. 27
2.2.3.1. Mikrobiyosensörler .................................................................................. 27
2.2.3.2. Nanoteknolojik Yenilikler ......................................................................... 28
2.2.3. Biyosensörlerin Uygulama Alanları ............................................................. 28
2.2.3.1. Klinik Muayene ........................................................................................ 28
2.2.3.2. Gıda Kontrolü .......................................................................................... 29
2.2.3.3. Çevresel İzleme ....................................................................................... 29
2.3. Yüzey Plazmon Rezonans (SPR) .................................................................. 30
2.3.1. Yüzey Plazmon Rezonans Teorisi .............................................................. 33
2.3.2. SPR Biyosensörler ..................................................................................... 36
2.3.3. SPR Biyosensörlerin Uygulama Alanları .................................................... 37
2.4. Moleküler Baskılama Teknolojisi ................................................................... 39
2.4.1. Moleküler Baskılamanın Esasları ............................................................... 42
viii
2.4.2. Moleküler Baskılama Teknolojisinde Kullanılan Malzemeler ...................... 43
2.4.2.1. Hedef Moleküle Özgü Kalıp Molekül ........................................................ 44
2.4.2.2. Fonksiyonel Monomerler ......................................................................... 45
2.4.2.3. Çapraz Bağlayıcılar ................................................................................. 47
2.4.2.4. Çözücüler ................................................................................................ 49
2.4.2.5. Polimerizasyon Başlatıcıları .................................................................... 49
2.4.3. Moleküler Baskılama Yöntemi .................................................................... 50
2.4.3.1. Kovalent Baskılama Yöntemi ................................................................... 50
2.4.3.2. Kovalent Olmayan Baskılama Yöntemi ................................................... 51
2.4.4. Moleküler Baskılama Hazırlanışı ve Kontrolü ............................................. 52
2.4.4.1 MIP’lerin Karakterizasyonu ....................................................................... 52
2.4.5. MIP Sensörler ve Avantajları ...................................................................... 53
2.4.6. MIP’lerin Kullanım Alanları ......................................................................... 54
3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR ............................................................................... 56
3.1. Kullanılan Kimyasal Malzemeler .................................................................... 56
3.2. AMOX Baskılanmış ve Baskılanmamış Phemaga Yüzey Plazmon
Rezonans (SPR) Nanosensörlerin Hazırlanması ....................................... 56
3.2.1. Yüzey Plazmon Rezonans (SPR) Çip Altın Yüzeylerinin Allil Merkaptan ile
Yüzey Modifikasyonu ................................................................................. 56
3.2.2. MAGA:AMOX Ön Kompleksin Hazırlanması ............................................. 56
3.2.3. Amoksisilin (AMOX) Baskılanmış ve Baskılanmamış [PHEMAGA] İncefilm
ve Nanopartiküllerin Hazırlanması ............................................................. 57
3.2.4. Kalıp Molekül AMOX’nin Uzaklaştırılması.................................................. 58
3.3. İncefilm ve Nanopartikül SPR Nanosensörlerin Karakterizasyonu ................ 58
3.3.1. Zeta Boyut Analizi ...................................................................................... 58
3.3.2. FTIR-ATR Spektrofotometre Analizi ........................................................... 58
ix
3.3.3. Elipsometre Ölçümleri ................................................................................ 59
3.3.4. Temas Açısı Ölçümleri ............................................................................... 59
3.3.5. Atomik Kuvvet Mikroskopisi (AFM) ............................................................. 59
3.4. AMOX Baskılanmış SPR Nanosensörler ile Kinetik Analizler ........................ 60
3.5. Seçicilik Çalışmaları ...................................................................................... 60
3.6. Süt Örneklerinden AMOX Eldesi ................................................................... 61
3.7. Tekrar Kullanılabilirliğinin incelenmesi ........................................................... 61
4. Bulgular ve Tartışma ........................................................................................ 62
4.1. AMOX Baskılanmış ve Baskılanmamış incefilm SPR Nanosensörler ........... 62
4.1.1. AMOX Baskılanmış [PHEMAGA-AMOX] ve Baskılanmamış [PHEMAGA]
incefilm SPR Nanosensörlerin Karakterizasyonları .................................... 62
4.1.1.1. FTIR-ATR Analizi..................................................................................... 62
4.1.1.2. Elipsometre ve Temas Açısı Ölçümleri .................................................... 64
4.1.1.3. Atomik Kuvvet Mikroskop Analizi ............................................................. 67
4.1.2. AMOX Baskılanmış Phemaga SPR Nanosensörlerin Hazırlanması ve
Kinetik Analizleri ........................................................................................ 69
4.1.2.1. MAGA:AMOX Ön-Kompleks Oranının Optimize Edilmesi ....................... 69
4.1.2.2. PH’nın Etkisi ............................................................................................ 70
4.1.2.3. Kinetik Analizler ....................................................................................... 70
4.1.2.4. Bağlanma Kinetik Analizi ve Denge İzoterm Modelleri ............................ 73
4.1.2.5. Yarışmalı Kinetik Analizler ve Baskılama Seçiciliğinin Belirlenmesi ........ 78
4.1.2.6. AMOX Baskılanmış SPR Nanosensör ile Gıdalardan AMOX Tayini ....... 82
4.1.2.7. SPR Nanosensörlerin Tekrar Kullanılabilirliğinin İncelenmesi ................. 83
4.2. AMOX Baskılanmış ve Baskılanmamış Nanopartikül SPR Nanosensörler .... 85
4.2.1. AMOX Baskılanmış [PHEMAGA-AMOX] ve Baskılanmamış [PHEMAGA]
Nanopartikül SPR Nanosensörlerin Karakterizasyonları ............................ 85
4.2.1.1. Zeta Boyut Analizi ................................................................................... 85
4.2.1.2. Elipsometre Analizi .................................................................................. 87
x
4.2.1.3. Temas Açısı Ölçümleri ve Atomik Kuvvet Mikroskobu Analizi ................. 89
4.2.2. Kinetik Analizler .......................................................................................... 91
4.2.2.1. Bağlanma Kinetik Analizi ve Denge İzoterm Modelleri ............................ 93
4.2.2.2. Yarışmalı Kinetik Analizler ve Baskılama Seçiciliğinin Belirlenmesi ........ 97
4.2.3. AMOX Baskılanmış SPR Nanosensör ile Gıdalardan Amoksisilin Tayini ... 99
4.2.4. AMOX Baskılanmış Phemaga SPR Nanosensörün Tekrar Kullanılabilirliğinin
incelenmesi ................................................................................................ 102
5. SONUÇ VE YORUM ...................................................................................... 104
5.1. AMOX Baskılanmış (MIP) ve Baskılanmamış PHEMAGA (NIP) İncefilm
SPR Nanosensörlerin Hazırlanması ............................................................ 104
5.2. AMOX Baskılanmış (MIP) ve Baskılanmamış PHEMAGA (NIP)
Nanopartiküllerin Sentezlenmesiyle Hazırlanan SPR Nanosensörler ...... 107
KAYNAKLAR ...................................................................................................... 111
ÖZGEÇMİŞ ........................................................................................................ 131 | 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 | yüzey plazmon rezonans (spr) | |
| dc.subject | moleküler baskılanmış polimer (mıp) | |
| dc.subject | mikro-temas | |
| dc.subject | nanopartikül | |
| dc.subject | amoksisilin | |
| dc.title | Amoksisilin Baskılanmış Yüzey Plazmon Rezonans Nanosensörler | tr_TR |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
| dc.description.ozet | Antibiyotikler, bakteriyal enfeksiyonları tedavi etmek ve önlemek amacıyla
kullanılan antimikrobiyal ilaçlardır. Bu ilaçlar bakteriyi öldürmekte ya da
büyümesini durdurmaktadırlar. Amoksisilin (AMOX) birçok bakteri enfeksiyonunu
tedavi etmek için kullanılan antibiyotiktir. Ancak antibiyotik direnci toplum sağlığını
kontrol eden organizasyonlar tarafından paylaşılan ciddi bir halk sağlığı
meselesidir. Bu nedenle, FDA ve Amerikan Veteriner Hekimler Birliği,
antibiyotiklerin hayvansal gıda üretiminde kullanımının azaltılmasını
sağlamaktadır.
Bu çalışma kalıntı analizinde geniş antibiyotik kalıntı yelpazesine sahip, çiftlik ve
pastörize sütlerinde doğrudan ölçüm yapabilen, kesin ve güvenilir sonuç veren, bir
tekniğin araştırılmasını hedeflemiştir.
Biyolojik cevabı elektriksel sinyallere dönüştüren cihazlara “Biyosensör” denir.
Biyosensörler bünyesinde biyolojik tanıma elemanı bulunduran ve fizikokimyasal
dönüştürücü içeren analitik cihazlardır. Biyosensör alanındaki büyük gelişmelerle
birlikte moleküler baskılanmış polimerler (MIP) dönüştürücülerle birleştirilmiş ve
tayin edilecek analitle MIP arasındaki etkileşim işlenilebilir bir sinyale
dönüştürülmüştür. Bu anlamda yüzey plazmon rezonans (SPR) temelli optik
cihazlar büyük bir potansiyele sahiptirler. Bu çalışmada, amoksisilin tayinine
yönelik moleküler baskılama tekniği kullanarak, SPR temelli nanosensör
hazırlanması amaçlanmıştır. İlk aşamada AMOX ile etkileşerek boşluklar
oluşturabilecek fonksiyonel N-metakriloil-(L)-glutamik asidin (MAGA) monomeri
sentezlenmiştir. Optimum kalıp molekül belirlemek için, MAGA monomeri ve
AMOX oranı, AMOX’in farklı oranlarda MAGA monomeri ile etkileştirilip, UVgörünür
bölge spektrofotometre cihazıyla tespit edilmiştir ve optimize edilen bu
orana göre nanosensör hazırlama çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Nanosensör
hazırlama çalışmaları sırasıyla Mikro-temas yöntemi ile AMOX baskılanmış
PHEMAGA (MIP) ve baskılanmamış PHEMAGA (NIP) ince filmi modifiye edilmiş
ii
nanosensörlerin hazırlanması, ayrıca AMOX baskılanmış PHEMAGA (MIP) ve
baskılanmamış PHEMAGA (NIP) nanopartiküller modifiye edilmiş nanosensörlerin
hazırlanmasıyla iki farklı şeklinde gerçekleştirilmiştir.
Hedeflenen derişim aralığına inmek amacıyla çalışmanın ikinci kısmında AMOX
baskılanmış PHEMAGA (MIP) nanopartiküller iki fazlı miniemülsiyon
polimerizasyon yöntemiyle sentezlenmiştir. Yağ fazı, faz I’e yavaşça eklenmiştir.
Karışım, 25.000 rpm de homojenizatörde homojenize edildikten sonra faz II ile
karıştırılmıştır. Sodyum bisülfit ve amonyum persülfat başlatıcısının
eklenmesinden sonra polimerizasyon işlemi 40°C de 24 saat süreyle
gerçekleştirilmiştir. Kontrol deneyleri için AMOX baskılanmadan nanopartiküller
aynı koşullarda sentezlenmiştir.
Sentezlenen nanopartiküller, zeta boyut analizi ile karakterize edilmiştir. AMOX
baskılanmış PHEMAGA (MIP) ve baskılanmamış PHEMAGA (NIP) nanofilm ve
nanopartikül ile hazırlanan SPR nanosensörlerin karakterizasyon çalışmaları
FTIR-ATR, Atomik kuvvet mikroskobu (AFM), Temas açısı (CA) ve Elipsometre
ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir.
AMOX baskılanmış PHEMAGA (MIP) nanofilm ve nanopartikül tutturulmuş SPR
nanosensör ile AMOX arasındaki etkileşimlerinin kinetik ve adsorpsiyon modelini
belirlemek amacıyla dört farklı izoterm modeli uygulanmıştır: Scatchard, Langmuir,
Freundlich ve Langmuir-Freundlich (LF) modelleri.
Bu çalışmanın AMOX tayinine yönelik, mikro-temas yöntemiyle nanofilm
tutturularak hazırlanan nanosensörün ve nanopartikül tutturularak hazırlanan
nanosensörün avantajlarının karşılaştırılması bakımından, literatüre katkı
sağlayacağı düşünülmektedir. | tr_TR |
| dc.contributor.department | Biyomühendislik | tr_TR |
| dc.contributor.authorID | 2018YL57486 | tr_TR |
