Biyosensör uygulamaları için nitinol malzemenin yüzey işlevselleştirme karakterizasyonu ve optimizasyonu
Surface functionalization characterization andoptimization of nġtġnol material for biosensorapplications
Yazar: FEVZİYE ZEYNEP YAKUTSOY
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ÇAĞRI SOYLU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyosensörler = Biosensors

Özet:
Bu tez, Nitinol malzemesinin biyosensör uygulamaları için yüzey işlevselleştirme yöntemlerinin karakterizasyonu ve optimizasyonunu incelemektedir. Biyouyumlu ve mekanik olarak dayanıklı olması ile dikkat çeken Nitinol, bu çalışmada ilk kez biyosensör platformu olarak kullanılmaktadır. Çalışmanın amacı, iki farklı yüzey işlevselleştirme yöntemini değerlendirerek en etkili yöntemi belirlemektir. Birinci yöntemde, Nitinol yüzeyi 11-merkaptoundekanoik asit ile kaplanmış ve 1-ethyl3 [3dimethylaminopropyl]carbodiimidehydrochloride/Nhydroxysulfosuccinimide sodium salt kimyasalları ile işlevselleştirilmiştir. İkinci yöntemde ise, 3-Merkaptopropiltrimetoksisilan ve 
N-Maleimidomethyl cyclohexane-1-carboxylic acid 3-sulfo-Nhydroxysuccinimide ester sodium salt kullanılmıştır. Her iki yöntem, Bovine Serum Albumin tespiti için elektrokimyasal impedans spektroskopisi ölçümleri ile değerlendirilmiştir ve atomik kuvvet mikroskobu ile karakterizasyonu yapılmıştır. Sonuçlar 11-merkaptoundekanoik asit içeren birinci yöntemin daha yüksek duyarlılık ve doğruluk sağladığını göstermiştir. Bu yöntemle yapılan daha ileri deneylerde, yüzey antijenine özgü Escherichia coli antikorları amin reaktif duruma getirilmiş Nitinol yüzeyine başarıyla bağlanmış ve 101 ile 106 CFU/mL arasındaki Escherichia coli ATCC 25922 suşu konsantrasyonlarının tespiti gerçekleştirilmiştir. Bu deneyler, Nitinol tabanlı biyosensörün hedef analitleri 7,96 CFU/mL hassasiyetinde tespit edebilme potansiyelini ortaya koymuştur. Bu çalışma, Nitinol malzemesinin biyosensör uygulamalarında yüzey işlevselleştirmenin etkinliğini ve önemini vurgulamaktadır.

Abstract:
This thesis examines the characterization and optimization of surface functionalization methods of Nitinol material for biosensor applications. Nitinol, which stands out for being biocompatible and mechanically durable, is used as a biosensor platform for the first time in this study. The aim of the study is to evaluate two different surface functionalization methods and determine the most effective method. In the first method, the Nitinol surface was coated with 11-mercaptoundecanoic 
acid and functionalized  
with 1-ethyl3[3dimethylaminopropyl]carbodiimidehydrochloride/Nhydroxysulfosuccin imide sodium salt chemicals. In the second method, 3-Merkaptopropiltrimetoksisilan and N-Maleimidomethyl cyclohexane-1-carboxylic acid 3-sulfo-Nhydroxysuccinimide ester sodium salt were used. Both methods were evaluated by electrochemical impedance spectroscopy measurements for the detection of Bovine Serum Albumin and characterized by atomic force microscopy. The results showed that the first method containing 11-mercaptoundecanoic acid provided higher sensitivity and accuracy. In further experiments conducted with this method, surface antigen-specific Escherichia coli antibodies were successfully bound to the amine-reactive Nitinol surface and Escherichia coli ATCC 25922 strain concentrations between 101 and 106 CFU/mL were detected. These experiments demonstrate the potential of the Nitinol-based biosensor to detect target assays with a sensitivity of 7.96 CFU/mL. This study highlights the effectiveness and importance of surface functionalization of Nitinol material in biosensor applications.