Glikozillenmiş protein tayini için boronat temelli yüzey plazmon rezonans sensörler
Boronate based surface plasmon resonance sensors for determination of glycosylated protein
Yazar: MERVE ÇALIŞIR
Danışman: PROF. DR. HANDAN YAVUZ ALAGÖZ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: Benzenboronik asitler = Boronic acids ; Biyosensörler = Biosensors ; Hemoglobin A-glikolize = Hemoglobin A-glycosylated ; Optik sensörler = Optical sensors ; Yüzey plazmonları = Surface plasmons

Özet:
Şeker hastalarının kan şekeri seviyelerinin takibinde en yaygın kullanılan testler kan glukozu ve glikozillenmiş hemoglobin (HbA1c) ölçümüdür. Kan glukozu ölçümü, günlük glisemik durumun göstergesi iken HbA1c ve diyabet gelişme riskinin bir göstergesidir. Glikozillenmiş hemoglobin (HbA1c) hemoglobinin β-zincirinin N-terminal valinine glikoz bağlanması sonucu oluşur ve geçmiş 2-3 aylık dönemdeki ortalama glukoz değerini yansıtır. HbA1c'nin kandaki derişiminin 141mg/dL'den yüksek olması şeker hastalığı teşhisi konması için çoğu zaman yeterlidir. Boronik asit türevleri, cis-diol etkileşimini temel alan karbonhidrat ilişkisi sayesinde HbA1c tayininde sıklıkla kullanılır ve bu ilişki temel alınan tayinler çoğunlukla enzimatik sensörler ve HPLC ile yürütülmektedir. Bu yöntemlerin yanı sıra sensör çalışmaları da alternatif olarak geliştirilmeye başlanmıştır. Bu çalışmada bir boronik asit türevi olan vinil fenil boronik asit ile modifiye edilmiş bir yüzey plazmon rezonans sensörü ile HbA1c tayini yapmak amaçlanmıştır. Çalışmada pH değerinin bağlanmada önemli bir parametre olduğu ve derişim attıkça alınan sinyalin de arttığı görüldüğünden bağlanmanın başarılı bir şekilde sağlandığı sensogramlardan alınan grafiklerle ortaya konulmuştur. 10 μg/mL derişimde dahi sinyal alınabildiğinden klinik değerlerden çok daha hassas ölçüm yapılabildiği de kanıtlamıştır. Yapay plazma çalışmalarında insan serum albumini, IgG, hemoglobin gibi bağlanma gösterebilecek moleküllere karşı seçiciliği ayırt edici bir şekilde fazla olduğu alınan farklı sensogramlarla teyit edilmiştir. Tekrar kullanılabilirlik testlerinde kırınım değerinin oldukça az değişim göstermesi düşük maliyet hedeflenen çalışmalar için de uygun olduğunu göstermiştir. Sonuçlar ayrıca bir SPR biyosensörünün HbA1c ölçümünün doğruluğunu ve yine doğruluğunu arttırmak için hassas bir teknik olarak kullanılabileceğini kanıtlamıştır.

Abstract:
Blood glucose and glycosylated hemoglobin (HbA1c) measurements are the most commonly used tests for diagnosing diabetics. Measurement of blood glucose is an indicator of daily glycemic status. HbA1c measurement is an indicator of the risk of and diabetes to develop. Glycosylated hemoglobin (HbA1c) is the result of glucose binding of the β-chain of hemoglobin to N-terminal valine and reflects the average glucose value over the past 2-3 months. HbA1c in the blood concentration of more than 141mg / dL is often enough to diagnose diabetes. Boronic acid derivatives are often used in HbA1c determination due to the carbohydrate relationship based on the cis-diol interaction and determinations based on this association are mostly carried out by enzymatic sensors and HPLC. In addition to these methods, sensor studies have also started to be developed as an alternative. In this study it was aimed to determine HbA1c by a surface plasmon resonance sensor modified with a boronic acid derivative vinyl phenyl boronic acid. In the study, it was shown that the pH value is an important parameter for binding and the signal received is increased as the concentration is increased. Even at 10 μg/mL low concentration, signal can be received and showed that at clinical values more accurate measurement can be made. In artificial plasma studies, different sensograms were obtained for human serum albumin, IgG, and hemoglobin molecules which all could bind to modified chip and the selectivity to the molecules are distinctively differentiated in comparison with HbA1c. In the re-usability tests, the diffraction value varies considerably low, indicating that low cost is also suitable for targeted studies. The results also demonstrate that a SPR biosensor can be used as a precision technique to increase accuracy of HbA1c measurement.