Elipsometre esaslı mikroakışkan sistemleri kullanan protein array platformlarının hazırlanması
Preparation of ellipsometer based protein array platforms using microfluidic systems
Yazar: BURCU OTMAN
Danışman: PROF. DR. ERHAN BİSKİN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Elipsometri = Ellipsometry ; Mikroişleme teknikleri = Micromachining techniques

Özet:
Sunulan çalışmada elipsometre esaslı, mikroakışkan sistemleri kullanan array platformlarının geliştirilmesi daha sonra bu platformlara iki farklı protein molekülünün yerleştirilip seçici antikorları ile etkileşiminin TIRE (Total Internal Reflection Ellipsometry - Toplam İçten Tam Yansımalı Elipsometri) yöntemi ile incelenmesi amaçlanmaktadır.Tez çalışması üç ana grupta toplanmıştır. İlk bölümde, öncelikle polimerizasyon süresinin, kullanılması amaçlanan polimer türlerinin, çapraz bağlayıcı oranlarının optimizasyonları gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen çapraz bağlı polimerlerin temas açıları ölçülmüş, şişme dereceleri belirlenmiş, yüzey analizleri FT-IR-ATR tekniği ile gerçekleştirilmiş, en uygun polimer türü olarak 1:1 oranında çapraz bağlayıcı içeren Glisidil Metakrilat polimeri seçilmiştir. Daha sonra fotolitografik yöntemler kullanılarak silikon elastomer (Polidimetil Siloksan) ile mikrokanal fabrikasyonu gerçekleştirilmiş, bir diğer yöntem olan temaslı sıvı fotolitografik polimerizasyon (Contact Liquid Photolithographic Polymerisation, CLiPP) yöntemi ile de GMA polimeri kullanılarak farklı boyutlarda mikrokanallar hazırlanmıştır. İki yöntemle de alınan sonuçlar değerlendirildiğinde optimum sonuçları veren fabrikasyon yöntemi, ?Fotolitografik Yöntemler Kullanılarak Silikon Elastomer (Polidimetil Siloksan, PDMS) ile Mikrokanal Fabrikasyonu? olarak belirlenmiştir. Optimum kanal boyutu ise 200 ? m olarak seçilmiştir. PDMS ile hazırlanan polimerik mikrokanalların üzerleri GMA filmi ile kaplı cam slaytlar yardımı ile kapatılmıştır.Çalışmanın ikinci bölümünde hazırlanan mikro akış kanallarının duvarlarının GMA polimerinden oluşan yüzeylerine, array platformunu oluşturmak üzere, prob moleküllerin immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Hazırlanmış olan array platformunun kanallarına, 5?500 nM derişim aralığında Albumin (Human Serum Albumin, HSA) ve 10?500 nM derişim aralığında Protein A prob molekülleri yerleştirilmiştir. Bu modifikasyonlar TIRE yöntemi ile izlenmiş, epoksi ? protein etkileşimi gözlemlenmiştir.Üçüncü bölüm kapsamında, bu probların spesifik antikorları olan anti ? Albumin antikoru 5?500 nM derişim aralığında ve IgG antikoru 10?500 nM derişim aralığında kanallara gönderilerek etkileşimler TIRE yöntemi ile eş zamanlı olarak incelenmiş, hazırlanan platformların performansları ve tayin sınırları belirlenmiştir.

Abstract:
The purpose of the thesis is to construct ellipsometer based array platforms that are involving microfluidic systems and moreover to immobilize two model probes into the microchannels of the platforms and to observe the interactions of this probe molecules with their specific antibodies, using Total Internal Reflection Ellipsometry (TIRE) technique.It can be said that the whole work is consisting of three main parts. In the first part, firstly, optimization of the polymerisation time length, polymer type, crosslinker ratios were done. Contact angles of the synthesized crosslinked polymers were measured, swelling ratios were determined, surface analyses were performed using FT-IR-ATR technique and consequently Glycidyl Methacrylate polymer containing a crosslinker ratio of 1:1 was selected as the appropriate polymer type. Later, microchannels were fabricated with silicone elastomer (Polydimethyl Siloxane, PDMS) using photolithographic techniques along with Contact Liquid Photolithographic Polymerisation (CLiPP) method using GMA polymer. Both methods were compared and the optimum fabrication method was selected as fabrication with silicone elastomer (Polydimethyl Siloxane, PDMS) using photolithographic techniques and the optimum channel size was determined to be 200 ? m. The PDMS microchannels were covered using a GMA film coated microscope slide.In the second part of the work, in order to construct array platforms, immobilisation of the probe molecules onto the GMA wall of the microchannels was performed. Probe molecule solutions of Albumin (Human Serum Albumin, HSA) having a concentration range of 5?500 nM and Protein A with a 10?500 nM concentration range were immobilized into the pre-fabricated channels. The modifications were observed with TIRE and the epoxy ? protein interactions were monitored.At last, in the third part, solutions of specific antibodies of these probes (anti ? Albumin and IgG antibodies) were injected into the channels having concentration ranges of 5?500 nM and 10?500 nM respectively and the real time interactions were observed with TIRE technique. The performances and detection limits of the fabricated platforms were determined.