Anti-miyelin temelli protein tayini için impedimetrik immünosensör geliştirilmesi
Development of impedimetric immunosensor for determination of anti-myelin basic protein
Yazar: BURAK DERKUŞ
Danışman: DOÇ. DR. EMEL EMREGÜL
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyoelektriksel empedans = Bioelectrical impedance ; Biyokimya = Biochemistry ; Biyopolimerler = Biopolymers ; Biyosensörler = Biosensors ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Hidrojeller = Hydrogels ; Multipl skleroz = Multiple sclerosis ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Otoimmünite = Autoimmunity ; İmmünosensör = Immunosensor

Özet:
Bu tez çalışmasında bir Multipl Skleroz (MS) oto-antikoru olan Anti-Miyelin Temelli Protein (Anti-Myelin Basic Protein, Anti-MBP)'in tayinine yönelik impedimetrik immünosensörler geliştirilmiştir. Biyouyuşabilirlikleri yüksek, biyokirlenmeleri az ve toksik olmamaları nedeniyle jelatin, kitosan ve aljinat doğal polimerleri ve bunların kombinasyonları kullanılarak hazırlanan platin elektrotlara MS'in biyobelirteçlerinden biri olan Miyelin Temelli Protein (Myelin Basic Protein, MBP) immobilize edilmiştir. Ayrıca yüksek yüzey alanları sayesinde immünosensörlerin duyarlılığını arttırmak ve tayin limitini düşürmek amacıyla titanyum dioksit (TiO2) nanopartikülleri kullanılmıştır. Jelatin/kitosan ve aljinat/kitosan kullanılarak hazırlanan immünosensörlerden istenilen impedimetrik yanıtlar alınamadığından çalışmaya jelatin, kitosan, aljinat ve jelatin/aljinat sistemleri ile devam edilmiştir. Polimer ve nanopartikül miktarları, çapraz bağlayıcı konsantrasyonları ve MBP konsantrasyonları Elektrokimyasal İmpedans Spektroskopisi (EIS) ve Çevrimsel Voltametri (CV) kullanılarak optimize edilmiş ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile yüzey karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. EIS, CV ve SEM ile yapılan karakterizasyon çalışmaları, MBP'nin taşıyıcı sistemlere etkin bir şekilde immobilize olduğunu göstermiştir. Tasarlanan immünosensörler düşük tayin limitlerine sahiptir ve geniş konsantrasyon aralıklarında doğrusal yanıt göstermektedir. TiO2 nanopartiküller kullanılarak hazırlanan immünosensörlerin daha düşük tayin limitlerine sahip oldukları görülmüştür. Geliştirilen immünosensörler MS'li hastalardan alınan Beyin-Omurilik Sıvısı (BOS) ve serum'da Anti-MBP tayini için kullanılmış ve immünosensörlerin gerçek biyolojik örneklere uygulanabilirliği test edilmiştir. Ölçümler, serum Anti-MBP düzeyinin BOS Anti-MBP düzeyinden daha yüksek olduğunu göstermiştir.Kasım 2012, 153 sayfaAnahtar Kelimeler: Jelatin, Kitosan, Aljinat, TiO2 nanopartikül, Multipl Skleroz, Miyelin Temelli Protein, İmpedans Spektroskopisi, İmmünosensör.

Abstract:
In this thesis, impedimetric immunosensors were developed for detection of Anti-Myelin Basic Protein (Anti-MBP) which is a Multiple Sclerosis (MS) auto-antibody. Myelin Basic Protein (MBP), one of the MS biomarkers, was immobilized onto platinum electrodes prepared using gelatin, chitosan and alginate natural polymers, and combinations of them due to their high biocompatibility, low biofouling and non-toxicity. Titanium dioxide (TiO2) nanoparticles were also used to increase sensitivity and decrease detection limit by means of their high surface area. Because of couldn?t obtained the desired impedimetric responses from the immunosensors prepared using gelatin/chitosan and alginate/chitosan, experiments were continued with gelatin, chitosan, alginate and gelatin/alginate systems. Amounts of polymers and nanoparticles, crosslinker concentrations and MBP concentrations were optimized using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Cyclic Voltammetry (CV), and surface characterization was carried out with Scanning Electrone Microscopy (SEM). Characterization studies carried out with EIS, CV and SEM showed that MBP was immobilized on the carrier systems efficiently. The designed immunosensors have low detection limits and show a lineer respons for a broad ranges of concentration. It has been shown that the immunosensors prepared using TiO2 nanoparticles have less detection limits. The developed immunosensors were used for detection of Anti-MBP in Cerebrospinal Fluid (CSF) and serum obtained from MS patients and applicability of immunosensors in real biological samples were tested. Measurments have showed that serum Anti-MBP levels are higher than CSF?s.November 2012, 153 pagesKey Words: Gelatin, Chitosan, Alginat, TiO2 nanoparticle, Multiple Sclerosis, Myelin Basic Protein, Impedance Spectroscopy, Immunosensor.