Fipronil kalıntısı tayini için ultra-duyarlı ve etiketsiz elipsometrik aptasensör geliştirilmesi
Development of ultra-sensitive and label-free ellipsometric aptasensor for fipronil residues
Yazar: ARZU ÇAĞLAYAN
Danışman: PROF. DR. ZAFER ÜSTÜNDAĞ
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Fipronil, çevre ve insan sağlığı açısından risk oluşturan ve yaygın olarak kullanılan bir insektisittir. GC-MS gibi fipronil ve metabolitleri için mevcut standart tespit yöntemleri bulunmaktadır. Ancak bu yöntemler zaman alıcıdır ve emek yoğundur. Bu çalışmada fipronilin gıda numunelerinden tayini için etiketsiz bir aptasensor yaklaşımı geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla fipronilin tespiti için elipsometrik dönüştürücü tabanlı aptasensörler geliştirilmiştir. Elipsometrik sensörler özellikle ince ve üniform filmlerin analizinde avantajlıdır. Bu çalışmada kullanılan spektrofotometrik elipsometri, Δ (faz kayması) ölçümlerinin taban malzeme üzerindeki moleküler birikime oldukça hassas olması nedeniyle tercih edilmektedir. 
Çalışmada kullanılan 80 ve 73 bazlık iki aptamer için (Anti-FIP1 ve Anti-FIP2) tampon çözeltideki tespit sınırı (LOD) değerleri oldukça umut verici olmuştur. Bununla birlikte, aptamerlerin seçimini gerçekleştiren grubun negatif seçimde oldukça kapsamlı bir molekül kokteyli kullanmış olması nedeniyle, aptamerlerin SE sensör yapısında sığır serum albümin ve ethiprole karşı spesifikliği tekrarlanabilirlik sınırında çıkmıştır. Anti-FIP1 için LOD'nin 0.034 nM (33.7 pM) ve Anti-FIP2 için LOD'nin 0.025 nM (24.9 pM) olduğu belirlenmiştir. Niceleme sınırı (LOQ) ise Anti-FIP1 için 0.1 nM (0.044 ng/mL) ve Anti-FIP2 için 0.075 nM (0.033 ng/mL) olarak belirlenmiştir. Fipronilin yumurta ve buğday numunelerinden ekleme yöntemi ile tespit edilmesinde geri kazanım değerleri ±%10'un altında sapma göstermiştir. Aptamer tabanlı SE ile fipronilin gerçek numunelerde tespitinde güvenli bir şekilde kullanılabilecek bir aptasensör platformu rapor edilmiştir.
Anahtar kelimeler: Aptamer, Aptasensör, Ellipsometri, Fipronil, İnsektisit

Abstract:
Fipronil is a widely used insecticide that has an environmental and human health hazard. There are standard detection methods available for fipronil and its metabolites such as GC-MS. However, these methods are time-consuming and labor-intensive. In this study, we aimed to develop a label-free aptasensor approach for the detection of fipronil in food applications. For this purpose, ellipsometric-based aptasensors were developed for the detection of fipronil. Ellipsometric sensors are particularly advantageous in the analysis of thin and uniform films. Spectrophotometric ellipsometry used in this field is preferred because Δ (phase shift) is very sensitive to molecular accumulation at the substrate surface.
Keywords: Aptamer, Aptasensor, Ellipsometry, Fipronil, Insecticide

The limit of detection (LOD) in the buffer solution for the two aptamers of 80 and 73 bases (Anti-FIP1 and Anti-FIP2) used in the study was promising. Furthermore, the specificity of the aptamers against bovine serum albumin and ethiprole in the SE sensor was at the limit of reproducibility, since the research group that made the selection of aptamers used a wide-ranging cocktail in negative selection. The LOD for Anti-FIP1 is 0.034 nM (33.7 pM) and for Anti-FIP2 the LOD is 0.025 nM (24.9 pM). The limit of quantification (LOQ) was calculated as 0.1 nM (0.044 ng / mL) for Anti-FIP1 and 0.075 nM (0.033 ng / mL) for Anti-FIP2. Spike method for the detection of fipronil by adding egg and grain samples resulted in a deviation of less than ± 10% for recovery. Here, a reliable aptasensor platform has been reported in real-sample testing of fipronil with aptamer-based SE.