Cryptosporidium parvum ookistlerinin yüzeyde zenginleştirilmiş raman saçılması ile incelenmesi
Investigation of Cryptosporidium parvum oocysts with surface-enhanced raman scattering
Yazar: AFRA HACER ARSLAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER AYDIN ; ÖĞR. GÖR. EMRAH ŞİMŞEK
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Cryptosporidium türü olan Cryptosporidium parvum ookistleri kontamine su ve gıda kaynakları yoluyla insan, vahşi ve evcil hayvanların dahil olduğu birçok konak türünü enfekte edebilen ve dünya genelinde oldukça yaygınlık gösteren zorunlu hücre içi zoonoz protozoonlardır. Özellikle bağışıklık sistemi zayıf insanlar için tehlike arz etmektedir. Cryptosporidium tespitinde kullanılan geleneksel yöntemler yetersiz kalkmaktadır. Yüzeyde zenginleştiriliş Raman saçılması (YZRS), duyarlılığı, yüksek hızı, nispeten düşük maliyeti nedeniyle patojen bakteri tespitinde güçlü bir teknik olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada etiketsiz YZRS yöntemiyle C. parvum duvarından protozoan parazite özgü Raman sinyalleri alınarak tespit sağlandı. Alınan YZRS sinyallerine göre C. parvum ookistleri, E. coli ve S. aureus bakterilerinden 890 cm-1 ve 1055 cm-1 de alınan belirgin piklerle ayrıldı. Bakteriler ise ookistlerden 723 cm-1, 1333 cm-1 ve 1460 cm-1 bölgelerinde keskin pikler vererek ayrıldı. Yapılan Temel Bileşenler Analizi (TBA) analizi ile bir ayırım daha belirgin hale getirildi. TBA analizinin sonucuna göre grupların 3 temel bileşen için varyans taşıma yüzdesi her bir temel özelik için sırasıyla %86,6, %11 ve %1,1 olarak görüldü.  Gerçekleştirdiğimiz bu çalışmayla ishal kaynağının C. parvum ookistlerden mi yoksa bakteri kaynaklıysa hangi bakteriden kaynaklandığı net bir şekilde gösterilebilecektir. Doğruluğu yüksek, hızlı ve düşük maliyetli bu çalışmamızın, geleneksel yöntemlere güçlü bir alternatif oluşturacağını ve yapılan erken tespitle cryptosporidiosis'in geniş alanlara yayılmasının önüne geçileceğini ileri sürmekteyiz.

Abstract:
A subspecies of Cryptosporidium, Cryptosporidium parvum is a mandatory intracellular protozoan. C parvum oocysts can infect many host species, including human, wild and domestic animals, through contaminated water and food sources. It is especially dangerous for people with a weakened immune system. Traditional methods used to detect Cryptosporidium are not sufficient. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) is considered a powerful technique in pathogen bacteria detection due to its sensitivity, high speed, relatively low cost, multiplex capability and portability. In this study, Raman signals specific to protozoan interference were obtained from the C. parvum wall with the unlabeled SERS method and detection was achieved. According to the received SERS signals, C. parvum oocysts were separated from E. coli and S. aureus bacteria with distinct peaks at 890 cm-1 and 1055 cm-1. Bacteria were separated from the oocysts with sharp peaks at 723 cm-1, 1333 cm-1 and 1460 cm-1 regions. The C. parvum oocyst, E. coli, and S. aureus bacterial groups causing diarrhea were all differentiated and demonstrated. A distinction has been made more prominent with the Principal Component Analysis (PCA). According to the results of the PCA analysis, the percentage of the groups carrying variance for the 3 main components was 86.6%, 11% and 1.1% for each key feature, respectively. With this study, we can clearly show whether the source of diarrhea is caused by C. parvum oocysts or if it is bacteria. We suggest that this high-accuracy, fast and low-cost study will be a strong alternative to traditional methods, and early detection will prevent cryptosporidiosis from spreading over large area.