Kanser teşhisine yönelik elektrokimyasal 
immünobiyosensör geliştirilmesi
Development of electrochemical 
immunobiosensor for cancer diagnosis
Yazar: TAYFUN VURAL
Danışman: PROF. DR. EMİR BAKİ DENKBAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry

Özet:
Kanser vakaları, dünya nüfusunun sürekli artması, insanların yaşam
süresinin uzaması ve maruz kalınan çevresel etkiler gibi sebeplerle sürekli
artış göstermektedir. Dünyada en önemli hastalıklardan birisi olan
kanserin tedavisi için pek çok yöntem bulunmasına rağmen kesin bir
tedavi yöntemi bulunmamaktadır. Hastanın iyileşebilmesi için pek çok
etken olmakla birlikte en önemlisi hiç kuşkusuz kanserin erken tanısıdır.
Kanser hastalığı için ne kadar erken teşhis koyulabilirse hastanın hayatta
kalma olasılığı o derecede artmaktadır. Bu amaçla kanserin tedavisi kadar
teşhisi üzerine de pek çok çalışma yapılmaktadır. Görüntüleme
yöntemleri ve biyopsi yöntemi teşhis için günümüzde en çok kullanılan
yöntemlerdir. Fakat görüntüleme yöntemlerinin çok pahalı olması,
biyopsinin ise hastaya rahatsızlık vermesi sebebi ile alternatif teşhis
yöntemleri araştırılmaktadır.
Bu teşhis yöntemlerinin yanında, kanser biyobelirteci olarak adlandırılan
ve yalnızca kanser hastalarında bulunan bir takım işaretler, hastalığın
belirtisi olabilmektedir. Özellikle bazı kanser türlerinde, o kanser türüne
özgü proteinlerde artış olabilmektedir. ELISA (Enzim Bağlı İmmüno
Sorbent Testi), RIA (Radyo İmmün Test) gibi immünolojik yöntemler ile
kan tahlili yapılarak bu kanser biyobelirteçlerinin miktarı
bulunabilmektedir. Bu kan tahlillerinin yapıldığı cihazlar oldukça pahalı
olmakla birlikte ayrıca zaman alan yöntemlerdir. Kandaki kanser
biyobelirteçlerinin tespiti amacıyla daha basit, az maliyetli, hızlı ve doğru
sonuç veren yöntemler üzerine literatürde pek çok çalışma
bulunmaktadır. Bunların en önemlilerinden birisi elektrokimyasal
biyosensörlerdir. Elektrokimyasal biyosensörlerde, bir biyomolekül veya
hücre elektrot yüzeyine tutunarak elektriksel olarak ölçülebilir bir cevap
oluşturmaktadır. Bu alınan cevabın daha hassas ve doğru olması amacıyla
çeşitli elektrotlar kullanılmakta ve bu elektrotlar çeşitli yöntemlerle çeşitli
malzemelerle fonksiyonelleştirilmektedir. Özellikle nanoteknolojinin
gelişmesi ile birlikte nanomalzemelerin kullanımı, istenilen sonuca ulaşma
yönünde anahtar malzeme olmuştur.
Tez kapsamında peptit nanotüp, altın nanopartikül ve iletken bir polimer
olarak polianilin kullanılarak kalem grafit elektrotlar modifiye edilmiştir.
Daha sonra prostat kanseri biyobelirteci olan prostat spesifik antijen
(PSA) tespiti amacıyla anti-PSA ile fonksiyonelleştirilmiş ve amperometrik
yöntem ile PSA tespiti yapılmıştır.
PSA tayininden elde edilen LOD (gözlenebilme sınırı) değeri 1,91 ng/mL
PSA olup, kanser hastalığının belirtisinin tespit edilmesi için yeterli
düzeydedir. Bu da yöntemin başarısını göstermektedir.

Abstract:
Cancer cases are continuously increasing due to increase in world
population, human life time and exposed to environmental impacts.
Although there are many methods of treating the cancer, one of the most
important diseases in the world, no definitive treatment was evaluated.
While there are many factors to heal the patient, the most important is
undoubtedly early diagnoses of cancer. The early the cancer is diagnosed,
there is more chance to stay alive for the patient. Many studies were
carried out upon treatment as well as diagnosis of cancer. Nowadays,
imaging and biopsy are the most commonly used method for diagnosis.
However, Imaging methods are expensive and biopsy is very
uncomfortable for patients, therefore researchers are still investigating
alternative diagnostic methods.
In addition to this diagnosis methods, a number of cancer indicating signs
found in cancer patients called biomarker, can be a symptom of the
disease. Especially in some types of cancer, there may be an increase in
specific proteins of the cancer cell. Immunological methods such as ELISA
and RIA were performed with blood test to find out the amount of cancer
biomarkers. The devices which blood tests were performed are quite
expensive and also methods are time-consuming. There are many studies
in the literature, which are simple, low cost, fast and giving accurate
results for detection of cancer biomarkers in the blood on the literature.
Electrochemical biosensor is one of the most important methods to detect
biomarker of cancer. A biomolecule or cell, constitutes an electrically
measurable response by adsorbing to the electrode surface. In order to
get response with high sensitivity and accuracy, several electrodes are
used and these electrodes are functionalized with different materials. In
particular, the use of nanomaterials in conjunction with the development
of nanotechnology, has been the key factor towards achieving a desired
result.
In the thesis, pencil graphite electrodes were modified with peptide
nanotube, gold nanoparticles and polyaniline as conductive polymer.
Later on, to detect the prostate spesific antigen (PSA) as prostate cancer
biomarker, the surface of electrode was functionalized and amperometric
method was performed for PSA detection.
LOD (Limit of Detection) value is 1.91 ng/mL PSA and that value is
suitable to indicate of cancer. This shows the success of the method.