Nanoyapı temelli elektrokimyasal DNA biyosensörlerin geliştirilmesi
Development of nanostructure based electrochemical DNA biosensors
Yazar: SİNAN CEMGİL SULTAN
Danışman: DOÇ. DR. ÜLKÜ ANIK
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışmasında, DNA hibridizasyonuna dayalı işaretsiz ve indikatörsüz nanoyapı temelli elektrokimyasal DNA biyosensörü geliştirilmiştir. Bu amaçla, ilk olarak camımsı karbon pasta elektrot (GCPE) modifikasyonunda kullandığımız mangan (IV) oksit nanopartiküller (MnO2 Np) ve grafen-platin hibrit nanopartiküller (Gr-Pt Np) sentezlenmiştir. Daha sonra sentezlenen nanopartiküller, GCPE modifikasyonunda ayrı ayrı kullanılmış ve elektrot yüzeylerine sentetik prob dizi immobilize edilmiştir. Prob dizi immobilize edilmiş nanopartikül modifiye GCPE'lardan elde edilen guanin yükseltgenme sinyallerinin, prob dizi immobilize edilmiş yalın GCPE'tan elde edilen guanin sinyaline göre çok daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Böylece tasarlanan elektrokimyasal DNA biyosensörlerin çok daha etkin ve duyar olduğu saptanmıştır. Daha sonra tasarlanan hibridizasyona dayalı elektrokimyasal DNA biyosensörlerin, hedef diziye olan seçiciliğinin çok daha iyi olmasını sağlamak için prob dizinin elektrot yüzeyine immobilizasyon süresi, prob dizi derişimi, hibridizasyon süresi, hedef dizi derişimi ve hibridizasyon çözeltisi derişimi optimize edilmiştir. Son olarak analitiksel karakteristikleri bulunmuştur.
MnO2 Np modifiye GCPE ile tasarlanmış elektrokimyasal DNA biyosensörü için tayin sınırı (LOD, 3s/m) = 1.31x10-9M, alt tayin sınırı (LOQ, 10s/m) = 2.45x10-9M, tekrarlanabilirliğe ilişkin bağıl standart sapma (RSD) değeri %2.62 (n=5) ve R2=0,9963 bulunmuştur. Gr-Pt Np modifiye GCPE ile tasarlanmış elektrokimyasal DNA biyosensörü için LOD (3s/m) = 1.12x10-9M, LOQ (10s/m) = 1.5x10-9M, tekrarlanabilirliğe RSD = %4.2 (n=6) ve R2=0,9959 bulunmuştur.

Abstract:
In this thesis, nanomaterial based label and indicator free electrochemical DNA Biosensors were developed. For this purpose first manganese (IV) oxide (MnO2 Np) and graphene platinum hybrid nanoparticles (Gr-Pt Np) were synthesized. Then these materials were utilized in the modification of glassy carbon paste electrode (GCPE) separately. For comparison, synthetic probe sequences were immobilzed onto this modified composite electrode and plain GCPE and guanin oxidation signals were followed for all systems. As a result, higher current values hence more sensitive results were obtained with nanomaterial modfied electrodes. After that working conditions like probe sequence immobilization time, probe sequence concentration, hybridization time, concentration of target sequence and hybridization solution concentration were optimized. Then analytical characteristics were investigated.
With MnO2 Np modified GCPE based developed electrochemical DNA biosensor, the limit of detection (LOD, 3s/m) and limit of quantitation (LOQ, 10s/m) were calculated as 1.31x10-9M and 2.45x10-9M respectively. Relative standard deviation (RSD) (n=5) was calculated as %2.62 and regression correlation coefficient (R2) as 0.9963. On the other hand, with Gr-Pt Np modified GCPE based developed electrochemical DNA biosensor, LOD and LOQ were calculated as 1.12x10-9M and 1.5x10-9M respectively. RSD (n=6) was calculated as %4.2 and R2 as 0,9959.