Yumuşak doku kanserleri üzerine immüno-sitosensör geliştirilmesi
Development of immuno-cytosensor on soft tissue cancers
Yazar: ZEHRA YILDIZBAKAN
Danışman: DOÇ. DR. DERYA BAL ALTUNTAŞ
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyosensörler = Biosensors ; Kalem grafit elektrot = Pencil graphite electrode ; Karsinoembriyonik antijen = Carcinoembryonic antigen ; Nanolif = Nanofiber ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Neoplazm hücreleri-dolaşan = Neoplastic cells-circulating

Özet:
YUMUŞAK DOKU KANSERLERİ ÜZERİNE İMMÜNO-SİTOSENSÖR GELİŞTİRİLMESİ
Bu tez çalışmasında, öncelikle La0.25Fe0.75FeO3 nanoparçacığı sol-jel yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Nanoparçacıklar (La0.25Fe0.75FeO3), yüklü poliakrilonitril nanolifler (PANnf), kalem grafit elektrot (PGE) yüzeyinde elektro-eğirme ile hazırlandı. Bir diğer aşamada ise karsinoembriyonik antijen (CEA) biyobelirteç reseptörü olarak CEA antikorları (Anti-CEA) ile yüklendi. Son olarak, CEA tespiti için PGE/PAN+La0.25Fe0.75FeO3/Anti-CEA kullanıldı. Üretim adımları, bir [Fe(CN)6]3−/4− probu varlığında döngüsel voltammetri ve elektrokim-yasal empedans spektroskopisi ile karakterize edildi. Optimizasyon aşamaları ve hücre çalışmaları differansiyel puls voltammetre (DPV) kullanılarak gerçekleştirildi. Bu kompozit sistemin kullanımı, CEA'nın etiketsiz tespiti için yeni bir immünosensör geliştirme yaklaşımıdır. Optimum koşullar altında, PGE/PAN+La0.25Fe0.75FeO3/Anti-CEA immüno-sensörün tayin sınırı LOD (3 s/m)= 1,48 ng/mL, alt tayin sınırı LOQ = (10 s/m ) = 4,94 ng/mL, tekrarlanabilirlik (RSD)=%1,46 (n=5) ve antijen konsantrasyonu için 0,1-10 ng/mL doğrusal çalışma aralığında R2 =0,9984 olarak bulunmuştur. Sonuçlar, sunulan sistemle CEA konsantrasyonundaki çok küçük değişikliklerin bile algılanabileceğini göstermiştir. Ayrıca dopamin ve askorbik asit içeren gerçek serum örneklerinde immünosensör geri kazanımı 98,94 ± 7,43 olarak bulunmuştur. Farklı kanser biyobelirteçlerinin klinik taramasında büyük potansiyele sahiptir. Sitosensör olarak, 48 saatlik inkübasyondan sonra RT-4, MDA-MB-231, T98G ve MCF-7 hücrelerinin PGE/PAN, PGE/PAN/La0.25Fe0.75FeO3 modifiye ve antikor/antijen kaplı (PGE/PAN/La0.25Fe0.75FeO3/Anti-CEA/BSA/CEA) yüzeylere olan teması ile oluşan akım düşüşünün kanserli hücrelerin yoğunluğu ile bağlantılı olduğu sonucuna ulaşıldı.
Anahtar Kelimeler: İmmüno-sitosensör, Karsinoembriyonik antijen (CEA), Nanopartikül, Kalem Grafit Elektrot, PAN nanolif, Kanser hücresi

Abstract:
DEVELOPMENT OF IMMUNO-CYTOSENSOR ON SOFT TISSUE CANCERS
In this thesis, first of all, La0.25Fe0.75FeO3 nanoparticle was synthesized using the sol-gel method. Nanoparticles (La0.25Fe0.75FeO3), coated polyacrylonitrile nanofibers (PANnf), were prepared by electrospinning on the pencil graphite electrode (PGE) surface. In another step, carcinoembryonic antigen (CEA) was loaded with CEA antibodies (Anti-CEA) as a biomarker receptor. Finally, PGE/PAN+La0.25Fe0.75FeO3/Anti-CEA was used for CEA detection. The fabrication steps were characterized by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy in the presence of a [Fe(CN)6]3−/4− probe. Optimization steps and cell studies were performed using differential pulse voltammetry (DPV). The use of this composite system is a novel immunosensor development approach for label-free detection of CEA. Under optimum conditions, detection limit (LOD) of PGE/PAN+La0.25Fe0.75FeO3/Anti-CEA immunosensor LOD (3 s/m) = 1,48 ng/mL, limit of quantification (10s/m ) = 4,94 ng/mL, reproducibility 1,46% (n=5) and R2=0.9984 for antigen concentration within a linear working range of 0,1-10 ng/mL. The results showed that even very small changes in CEA concentration could be detected with the presented system. Also, immunosensor recovery in real serum samples containing dopamine and ascorbic acid was found as 98,94 ± 7,43. It has great potential in clinical screening of different cancer biomarkers. As cytosensor, after 48 hours of incubation, the binding of RT-4, MDA-MB-231, T98G and MCF-7 cells to PGE/PAN, PGE/ PAN/La0.25Fe0.75FeO3 modified and antibody/antigen coated (PGE/PAN/La0.25Fe0.75 FeO3/Anti-CEA/BSA/CEA) surfaces was evaluated by correlating the decrease in current with the amount of cancer cells.
Keywords: Immuno-cytosensor, Carcinoembryonic Antigen (CEA), Nanoparticle, Pencil Graphite Electrode, PAN nanofiber, Cancer cell