Afinite kromatografisiyle desteklenmiş sers tabanlı biyosensörler aracılığıyla diol gruplu biyomolekül tayini
Affinity assisted sers-based biosensors for diol carrying biomolecule detection
Yazar: DUYGU DENİZ USTA
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH EKMEKÇİ ; PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Biyosensörler = Biosensors ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Hemoglobinler = Hemoglobins ; Kromatografi = Chromatography ; Kromatografi-affinite = Chromatography-affinity ; Moleküller = Molecules ; Spektrum analizi = Spectrum analysis ; Spektrum analizi-raman = Spectrum analysis-raman

Özet:
Glikolize hemoglobin (HbA1c), Diabetes mellitus (DM) tanısında kullanılan önemli bir indikatör olup, bu molekülün çok daha hassas, hızlı ve spesifik şekilde tanınmasını sağlayacak sistemlere olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Yapılan çalışma kapsamında bu ihtiyaçlar göz önünde bulundurularak insan eritrosit hemolizatından glikolize hemoglobinin (HbA1c) kantitatif analizine olanak veren bir biyosensörün üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla fenil boronik asit (PBA) ligandı ile fonksiyonel hale getirilmiş, Ag nano-kabuk içeren manyetik monodispers polimetakrilat mükrokürelerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu mikrokürelere hedef analitin (HbA1c) takılıp bunun üzerinden yapıya Ag nanopartiküllere takılı paraaminotiyofenol (PATP) ve 4-merkaptofenilboronik asit (MPBA) ligandlarının eklenmesiyle sandviç sistem oluşturulmuş böylece yüzey duyarlı Raman spektroskopisi (SERS) biyosensörü tamamlanmıştır. Sensörün sadece diol gruplu moleküllere spesifik olduğunun kanıtlanması için sistem hemoglobin (Hb) molekülünün tanınması için de kullanılmıştır. Raman spektroskopisinde 785 nm dalga boyunda lazer kullanımıyla saniyeler içerisinde alınan spektrumlar, sistemin sadece glikoproteinler için spesifik olduğunu ve bu biyomoleküllerin çok düşük konsantrasyonlarının dahi üretilen borat afinite kromatografisiyle desteklenmiş SERS sensörü yardımıyla tayininin yapılabildiği gösterilmiştir. Sonuç olarak, insan eritrosit hemolizatından glikoproteine spesifik sandviç sistem içeren SERS substratının HbA1c tanısında başarılı şekilde kullanılabileceği gösterilmiştir.

Abstract:
Glycated hemoglobin (HbA1c), has become a vital clinical indicator for the diagnosis of Diabetes mellitus (DM). Recently, researchers are interested in development of sensitive and selective diagnosis methods based on HbA1c molecular structure. Given the lack of suitable diagnosis techniques and several drawbacks, a new biosensor based on the human haemolysate of erythrocytes have been reported for the quantitative analysis of HbA1c for the first time. In this study, we demonstrate, to the best of our knowledge, phenylboronic acid (PBA) functionalized, Ag shell coated, magnetic-monodisperse polymethacrylate microspheres have been developed. For this purpose, HbA1c was selectively isolated from a solution of hemolysate of human erythrocytes and bound to the SERS active magnetic polymethacrylate microsphes, which were composed of a glucose sensitive sandwich assay system with silver nanoparticles (Ag NPs) carrying both p-aminothiophenol (PATP) and 4-mercaptophenylboronic acid (MPBA). Furthermore, the selectivity of the as prepares sandwich system towards the diol carrying biomolecules has been evaluated via interacting by a non-diol molecule (Hemoglobin; Hb). A NIR-laser with 785 nm wavelength was used for excitation in Raman spectroscopy. In this system the determination of bound HbA1c with specific/sensitive Raman peaks by the use of  hemolysate of human erythrocytes at low concentration via boronate affinity assisted SERS sensor has been achieved within seconds. Finally, the glycoprotein-sensitive sandwich system were proposed as a SERS substrate for quantitative determination of glycated hemoglobin (HbA1c) in the hemolysate of human erythrocytes.