COVID-19 tanısına yönelik yenilikçi altın-LSG elektrotlar ile akıllı telefon tabanlı taşınabilir elektrokimyasal biyosensör sistemlerinin geliştirilmesi
Development of smartphone based portable electrochemical biosensor systems for COVID-19 diagnosis using innovative gold-LSG electrodes
Yazar: DUYGU BEDÜK
Danışman: PROF. DR. SUNA TİMUR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: COVID 19 = COVID 19 ; Makine öğrenmesi = Machine learning ; SARS virüsü = SARS virus ; Teşhis = Diagnosis ; Teşhis-görüntüleme = Diagnostic imaging

Özet:
SARS-CoV-2 virüsünün neden olduğu COVID-19, ilk kez Çin'in Wuhan bölgesinde görülen, solunum yolu enfeksiyonuna neden olan ve hızla yayılan bir hastalıktır. Dünya çapında milyonlarca ölüme neden olmuş ve oluşturduğu küresel salgın nedeniyle pandemi olarak tanımlanmıştır. Son zamanlarda, COVID-19 pandemisinin izlenmesi ve yönetilmesi son derece önemli olduğu için, doğru sonuç veren, hızlı ve uygun fiyatlı teşhis sistemlere ihtiyaç artmıştır. Elektrokimyasal algılama platformları, son yıllarda tanı uygulamaları için artan bir ilgi görmektedir. LSG tabanlı biyosensör platformlar, hızlı ve doğru sonuç vermesi, üretiminin kolay ve uygun fiyatlı olması, PoC araçlara başarıyla entegre edilebilmesi nedeniyle bu alanda tercih sebebi olmuştur.
Bu nedenle bu tez çalışmasında, altın-LSG elektrotlar kullanılarak hızlı COVID-19 tespiti yapan, akıllı telefon tabanlı elektrokimyasal biyosensör sistemleri geliştirildi. Hazırlanan biyosensörlerin tasarlanma sürecinde gerçekleştirilen elektrot fabrikasyonu, yüzey modifikasyon adımları, karakterizasyon ve analitik performans çalışmaları, girişimci testleri detaylı olarak açıklandı. Elektrokimyasal ölçümler ticari PalmSens cihazı ve akıllı telefon uygulamasıyla PoC (Point of Care) cihazına entegre edilen sistem ile alınmış ve kıyaslanmıştır. Tasarlanan biyosensör sistemlerinde hasta örnekleri ile alınan doğru sonuçlar sistemlerin kolay, labaratuvar ortamı gerektirmeyen virüs tespit sistemi ile hastalığın hızla yayılmasının önüne geçmek potansiyaline sahip olduğu kanıtlanmıştır.

Abstract:
COVID-19, caused by the SARS-CoV-2 virus, is a highly infectious respiratory disease and originally was reported first in Wuhan, China. It has been classified as a pandemic because of the widespread outbreak it caused, which has resulted with millions of deaths globally. The worldwide pandemic has revealed the urgent need for accurate, rapid, and affordable diagnostic tests for virus detection and monitoring. In recent years, diagnostic applications of electrochemical sensing systems have drawn great attention. LSG-based biosensor systems have gained interest due to their rapid and accurate results, simple and low-cost fabrication, and successful integration into PoC devices.
In this thesis, smartphone-based electrochemical biosensor systems were developed for rapid COVID-19 detection using Au-LSG electrodes. Electrode fabrication, surface modification steps, and characterization of designed sensor were explained in detail for each step. Analytical performance tests and clinical study carried out to prove the accuracy, sensitivity, and selectivity of developed immunosensors. Sensor system was integrated into a smartphone-based detection platform with a handmade PoC (Point of Care) device. The reliability of results tested with real patient samples in the designed biosensor systems have proven to have the potential to detect COVID-19 rapidly and high sensitivity with an easy, laboratory-free virus detection system.