Polisakkarit-kriyojel temelli elektrokimyasal biyosensör geliştirilmesi ve uygulamaları
Development of polysaccaride-cryogel based electrochemical biosensor and its applications
Yazar: NİLAY TUNCA
Danışman: PROF. DR. KADRİYE ARZUM ERDEM GÜRSAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ SULTAN BÜTÜN ŞENGEL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: DNA = DNA

Özet:
Tez çalışmamızda, kriyojellerin ve iletken polimerlerin üstün özelliklerinden yararlanılarak bir polisakkarit- kriyojel temelli elektrokimyasal DNA biyonsensörü geliştirilmiştir. Çalışma elektrodu olarak kullanılan 2B kalem grafit elektrotlar polipirol iletken kriyojelleri ile modifiye edilmiştir. Kriyojel sentezinde, karragenan (KG) ve sodyum aljinat (SA) doğal polimerleri kullanılmıştır. Elektron transferini arttırmak amacıyla yapıya polipirol iletken polimeri dahil edilmiştir. Modifikasyonda kullanılan kriyojeller termogravimetrik analiz (TGA) Fourier dönüşümlü spektroskopisi (FTIR) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Elektrot yüzeylerinin karakterizasyonu ise enerji dağıtıcı X-ray analizi (EDX) ile gerçekleştirilmiştir. Modifiye elektrotlar dönüşümlü voltametri (CV) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Elektrot yüzeyine DNA immobilizasyonunu takiben voltametrik analiz gerçekleştirilmiştir. Ara destek malzemesi olarak kullanılan iletken kriyojellerin geniş yüzey alanı sayesinde DNA immobilizasyonu kapasitesinin arttığı görülmüştür. Yapıya dahil edilen polipirol iletken polimeri ile elektron transfer hızının arttığı tespit edilmiştir. Tez kapsamında, elektrokimyasal DNA tayinine yönelik, kolay hazırlanabilir, duyarlı ve maliyeti düşük tek kullanımlık analiz platformları geliştirilmiştir.

Abstract:
In our thesis, a polysaccharide-cryogel based electrochemical DNA biosensor was developed by utilizing the superior properties of cryogels and conducting polymers. 2B pencil graphite electrodes used as working electrodes were modified with polypyrrole conductive cryogels. Natural polymers carrageenan (KG) and sodium alginate (SA) were used in the synthesis of cryogels. Polypyrrole conducting polymer was incorporated into the structure to enhance electron transfer. The cryogels used in the modification were characterized by thermogravimetric analysis (TGA) Fourier transform spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The electrode surfaces were characterized by energy dispersive X-ray analysis (EDX). The modified electrodes were characterized using cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques. Following DNA immobilization on the electrode surface, voltammetric analysis was performed. The large surface area of conductive cryogels used as intermediate support material increased the capacity of DNA immobilization. It was found that the electron transfer rate increased with the polypyrrole conductive polymer included in the structure. Within the scope of the thesis, easy-to-prepare, sensitive and cost-effective disposable analysis platforms for electrochemical DNA determination were developed.