Pestisit tayini için aptamer temelli elektrokimyasal biyosensörlerin hazırlanması
Preparations of electrochemical biosensors based on aptamer for pesticide detection
Yazar: MUSTAFA BARIŞ KOÇER
Danışman: PROF. DR. ŞULE PEKYARDIMCI
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Bu çalışmada, gıdalarda ve atık sularda sık rastlanan ve insanlarda kalıcı hasara sebep olan pestisitlerden biri olan asetamipritin hızlı, duyarlı ve güvenilir bir şekilde tespiti için aptamer temelli bir biyosensör geliştirilmesi amaçlandı.  Bu amaçla, önemli bir pestisit türü olan asetamipritin tayini için aptasensör geliştirildi. Bu pestisitin tayini için öncelikle asetamiprite özgü SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) yöntemiyle seçilmiş tiyol grubuna sahip aptamerin (Apt1) altın nanopartikül ve poli 5-amino-2-merkapto-1,3,4-tiyadizol (PAMT) ile modifiye edilerek perde baskılı karbon elektrotların (SPE) yüzeyine bağlanması sağlandı. Ardından yüzeye bağlı aptamer, asetamiprit ile etkileştirildi. Apt1'den farklı bir dizilimde olan ve biyotin ile işaretli aptamer 2 (Apt2) de analit ile etkileştirildikten sonra enzim işaretli basamağa geçildi. Bu basamakta yüzeye bağlı ikinci aptamer biotin ile modifiye olduğundan streptavidin-alkalen fosfataz (strep-ALP) konjugatı ile etkileşim sonucu alkalen fosfataz yüzeye bağlandı. Alkalen fosfatazın α-naftil fosfat ile etkileşimi sonucu oluşan ürün elektroaktif olduğundan alfa naftol üzerinden asetamiprit tayini yapıldı. Geliştirilen aptasensörün çalışma aralığı 5x10-12 - 5x10-10 M, gözlenebilme sınırı 1,5x10-12 M, tekrar üretilebilirlik çalışmalarında elde edilen bağıl standart sapma %7,00 olarak belirlendi. Ayrıca, geliştirilen yöntemin asetamiprit için iyi bir seçicilik ve iyi bir tekrarlanabilirlik gösterdiği ve tatmin edici sonuçlarla gerçek örneklerdeki asetamiprit tayininde kullanılabileceği sonucuna varıldı.

Abstract:
In this study, it was aimed to develop an aptamer-based biosensor for rapid, sensitive and reliable detection of acetamiprid, one of the pesticides which is common in food and wastewater and causes permanent damage in humans. For this purpose, an aptasensor was developed for the determination of acetamiprid, an important pesticide species. Firstly, for the determination of this pesticide, thiol modified primary aptamer (Apt1), special to acetamiprid and selected by using SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) method, was provided to bind onto the surface of gold nanoparticles and poly-5-amino-2-mercapto-1,3,4-thiadizole (PAMT) modified screen printed electrodes (SPE). Then, surface-bound aptamer was interacted with acetamiprid. After the biotin-labeled aptamer 2 (Apt2), which has a different sequence than Apt1, was then interacted with the analyte, then enzyme labeled step was performed. In this step, alkaline phosphatase was bound to the surface by means of the interaction between Apt2 labeled with biotin and streptavidin-alkaline phosphatase (strep-ALP) conjugate. The determination of acetamiprid was performed by using the electroactive property of α-naphthol which is acquired product from the interaction between alkaline phosphatase and α-naphthyl phosphate. The working range of the developed aptasensor was determined as 5x10-12 - 5x10-10, limit of detection was 1,5x10-12 M and the relative standard deviation obtained in the reproducibility study was 7,00%. It was also found that the developed method showed good selectivity and good reproducibility for acetamiprid and could be used in the determination of acetamiprite in real samples with satisfactory results.