Benzokinona dayalı elektrokimyasal ve kolorimetrik escherichia coli tespit sistemlerinin geliştirilmesi
Development of electrochemical and colorimetric escherichia coli detection systems based on benzoquinone
Yazar: NURSİMA UÇAR
Danışman: PROF. DR. SUNA TİMUR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Benzokinon = Benzoquinone ; Biyosensörler = Biosensors ; Elektrokimya = Electrochemistry ; Escherichia coli = Escherichia coli ; Kolorimetrik yöntemler = Colorimetric methods

Özet:
Günümüzde hızla gelişen küresel toplumda patojenik biyogüvenlik 
endişeleri giderek artmakta ve bu sebeple patojenlerin analizini sağlayabilecek 
hızlı test sistemlerine gereksinim duyulmaktadır. Bu ihtiyaç doğrultusunda, ilgili 
tez çalışmasında Escherichia coli bakterisinin benzokinon temelli kolorimetrik ve 
elektrokimyasal tespit sistemlerinin tasarlanması hedeflenmiştir. Bu yaklaşımla, 
benzokinon adı verilen redoks ajanı, Escherichia coli 'yi diğer bakterilerden ayırt 
etmek için iyi bir avantaja sahiptir.Kolorimetrik sistem için renk analizi metodu 
kullanılmıştır. Ayrıca antikor temelli elektrokimyasal biyosensör sistemi 
geliştirilmiştir.Biyosensör sistemi için lineer çalışma aralığı 1,0×10¹ ile 1,0.×10 
kob/mL olarak, dedeksiyon limiti (LOD) ise 0,57 kob/mL olarak belirlenmiştir. 
Geliştirilen biyosensörün seçimliliğinin belirlenmesi için  Fosfat Tamponlu Salin , 
Muller Hinton Broth besiyeri, otoklavlanmış (ölü) Escherichia coli ve 
Staphylococcus aureus gibi girişimci moleküllerle testler gerçekleştirilmiştir. 
Benzokinon ile biyosensör sisteminin seçiciliğini belirlemek için testler 
gerçekleştirildi. Elektrokimyasal biyosensör sisteminde benzokinonun aktif yüzey 
alanına katkısı belirlenmiştir. Bu testler ile benzokinonun sistem üzerindeki 
başarılı etkisi kanıtlanmıştır. Bu çalışma, Escherichia coli ve diğer patojenlerin 
tespiti için pratik, yenilikçi ve uygun maliyetli bir yöntem sunmakta olup, farklı 
formatlara kolayca uyarlanabilir bir potansiyele sahiptir.

Abstract:
In today's rapidly developing global society, pathogenic biosecurity 
concerns are increasing and therefore rapid test systems that can provide analysis 
of pathogens are needed. In line with this need, the relevant thesis study aimed to 
design benzoquinone-based colorimetric and electrochemical detection systems 
for Escherichia coli bacteria. With this approach, the redox agent called 
benzoquinone has a good advantage to distinguish Escherichia coli from other 
bacteria. Color analysis method was used for the colorimetric system. In addition, 
antibody-based electrochemical biosensor system was developed. The linear 
working range for the biosensor system was determined as 1.0×10¹ to 1.0.×10 
cfu/mL, and the limit of detection (LOD) was determined as 0.57 cfu/mL. In order 
to determine the selectivity of the developed biosensor, tests were carried out with 
interfering molecules such as Phosphate Buffered Saline, Muller Hinton Broth 
medium, autoclaved (dead) Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Tests 
were carried out to determine the selectivity of the biosensor system with 
benzoquinone. The contribution of benzoquinone to the active surface area in the 
electrochemical biosensor system was determined. With these tests, the successful 
effect of benzoquinone on the system was proven. This study presents a practical, 
innovative and cost-effective method for the detection of Escherichia coli and 
other pathogens, and has the potential to be easily adapted to different formats.