Investigation of blood and urine metabolite profiles of diabetic patients with high field NMR
Diyabetli hastaların kan ve idrar metabolitlerinin yüksek alan NMR ile incelenmesi
Yazar: GÜLNUR ÖZKORKMAZ YÜKSEL
Danışman: PROF. DR. ALİ YILMAZ
Batman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Nükleer spektroskopi = Nuclear spectroscopy

Özet:
1990'lı yıllardan itibaren kan, idrar ve diğer sıvıların metabolitleri ile ilgili pek çok yayın yapılmıştır. Ancak bu yayınlarda su sinyalini baskılamak için presaturasyon puls teknikleri kullanılmıştır. Bu teknikler, çoklu puls adımları kullandıklarından karmaşıktır. NMR T1 ve T2 durulmalarının direkt ölçümüne izin vermez. Yüksek tarama sayısı kullandıklarından, deneysel zaman israfına da yol açar.  Bu çalışmanın amacı, su baskılama yapmaksızın ve tek puls kullanarak, diyabetli kan ve idrar örneklerinin metabolit profilini 400 MHz'de elde etmektir.  Diyarbakır Memorial Hastane' sinin kliniklerinden, 29 diyabetli ve 28 sağlıklı kan ve idrar örneği  toplandı. Kan örneğinden alınan 0,02 ml kan 0,98 mlD2O ya ve yine idrar örneğinden alınan 0,06 ml idrar 0,94 ml D2O ya eklenerek karışımlar hazırlandı. Herbir karışımın metabolit spektrumu, 400 MHz NMR ile elde edildi. Deneyde sadece 90 derecelik radyo frekans pulsu  kullanıldı. Herbir ölçüm için 16 tarama yapıldı. Diyabetli ve sağlıklı kan örneklerinin NMR spektrumu iyi çözünmemiş olup, birbirinden farklılık arz etmemektedir. Buna karşın gerek normal ve gerek diyabetli idrar örnekleri, 400 MHz NMR ile ve su baskılama yapmaksızın, oldukça iyi çözünür bir spektrum verdi. Spektrumdaki pik sayısı ve genel profil, normal diyabetli örneklerde farklı bulundu.
Bu tez çalışması, su baskılama için pre-saturasyon puls teknikleri ve ayrıca ultra yüksek NMR cihazları kullanmadan da idrar metabolitlerinin elde edilebileceğini göstermiştir. Kullanılan metot basit ve yeni olup, H2O T1 ve T2 durulmalarının ölçümüne uygun olmaktadır. Ayrıca düşük tarama sayısı(16) kullanıldığından deneysel zamanda da tasarrufa yol açmaktadır.

Abstract:
Since the 1990s, many publications have been made about metabolites of blood, urine and other fluids.However, presaturation pulse techniques have been used in these publications to suppress the water signal. These techniques are complex as they use multiple pulse steps. In these techniques, high-field NMR does not allow direct measurement of T1 and T2 relaxations. It also wastes experimental time, as they use high scan counts. The aim of this study is to obtain the metabolite profile of diabetic blood and urine samples at 400 MHz without water suppression and using a single pulse. 29 diabetic and 28 healthy blood and urine samples were collected from the clinics of Diyarbakır Memorial hospital. Healthy samples were used for comparative purposes. The blood mixtures were prepared by adding 0,02 ml of blood to 0.98 mL of D2O and urine mixtures were prepared by adding 0,06 mL of urine to 0,94 ml of D2O. The metabolite spectrum of each mixture was obtained by 400 MHz NMR. Only a 90degree radio frequency pulse was used in the experiment. 16 scans were made for each measurement. NMR spectrum of diabetic and healthy blood samples are not well dissolved and do not differ from each other. On the other hand, both healthy and diabetic urine samples gave a highly soluble spectrum with 400 MHz NMR and without water suppression. The number of peaks and the general profile of diabetic samples  were different than healthy samples.This thesis study has shown that urinary metabolites can be obtained without using pre-saturation pulse techniques for water suppression, as well as  without ultra-high NMR devices. The method used is simple and novel, and is suitable for the measurement of H2O T1 and T2 relaxation times. It also saves experimental time since it uses a low number of scans (16).