Poli (metil metakrilat) tabanlı mikroçip kullanarak yüzeyde güçlendirilmiş Raman spektroskopisi ölçümüne dayalı luteinizan hormon tayini
Luteinizing hormone detection with poly (methyl methacrylate) microchip based on surface-enhanced Raman spectroscopy
Yazar: BELMA GJERGJIZI
Danışman: PROF. DR. NECDET SAĞLAM
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Lüteinleştici hormon = Luteinizing hormone ; Mikroçipler = Microchip ; Spektroskopi = Spectroscopy ; Spektrum analizi = Spectrum analysis

Özet:
Proteinler moleküler düzeyde birçok fiziksel ve kimyasal olayı oluşturur. Proteinlerin ortamda düşük derişimlerde bulunmaları ve karmaşık etkileşimler meydana getirmeleri biyomoleküllerin analizi için alternatif tekniklerin geliştirilmesine yol açmaktadır. Dünya Anti-Doping Ajansı (World Anti-Doping Agency), erkek sporcular için yasaklanmış maddeler listesine protein sınıfında yer alan luteinizan hormonunu (LH) almıştır. Çok sayıdaki hormondan biri olan gonadotropin LH, ön hipofiz bezi tarafından üretilir ve testislerin Leydig hücrelerinde kolesterolün testosterona dönüşmesini sağlar, bu sayede kanın oksijen taşıma kapasitesini arttırdığından doping maddesi olarak kullanılır. Bu çalışma kapsamında hLH tayini için immünomanyetik ayırma ve Raman etiketleme esasına dayanan sandviç tipi bir biyosensör geliştirilmiştir. Poli (metil metakrilat) tabanlı (PMMA), birbirine kılcal valf ile bağlanmış dört odacıklı mikroçip içinde homojen sandviç yapısının oluşumuna, yıkama işlemine ve yüzeyde güçlendirilmiş Raman spektroskopisi (YGRS) sinyal ölçümlerine imkan kılan yöntem geliştirilmiştir. Homojen sandviç yapının oluşumu için laboratuvar ortamında manyetik özelliğe sahip nanopartiküller ve altın nanopartiküller sentezlenmiştir ve gerekli modifikasyonlar yapılmıştır. SERS sinyallerinin takibi için 4-Aminotiyofenol (4-ATP) Raman etiketi kullanılmıştır. hLH derişimlerine karşı 4-ATP'nin 1086 cm-1'deki C-S grubuna ait sinyal şiddetlerinin çizelgeye geçirilmesiyle kalibrasyon grafiği oluşturulmuştur. Biorad orijinli kontrol serum örneklerinde hLH derişimleri (0-250 IU/L) ve SERS sinyalleri arasındaki korelasyon doğrusal olarak bulunmuştur (R2=0.9942). Bu çalışma yeni bir analiz yöntemi olarak; seçiciliği, hassasiyeti, yapay insan serumu örneklerinde uygulanabilirliği test edildikten sonra sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler: Luteinizan Hormon, Raman Spektroskopisi, Manyetik Nanopartikül, Altın Nanopartikül, Mikroçip, 4-Aminotiyofenol

Abstract:
Proteins form many physical and chemical events at the molecular level. The presence of low concentrations of proteins in the environment and complex interactions lead to the development of alternative techniques for the analysis of biomolecules. The World Anti-Doping Agency (WADA) has received a protein class of luteinizing hormone (LH) in the list of prohibited substances for male athletes. Gonadotropin LH, one of the many hormones, is produced by the anterior pituitary gland and is used as doping material since it allows testis to convert cholesterol to testosterone in Leydig cells, thereby increasing blood oxygen carrying capacity. In this study, a sandwich type biosensor based on immunomagnetic separation and Raman labeling for hLH assay was developed. A method has been developed to make homogeneous sandwich formation, washing process and surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) signal measurement in poly (methyl methacrylate) based (PMMA), four chambered microchips connected with capillary valves. For the formation of homogenous sandwich structure, nanoparticles and gold nanoparticles with magnetic properties were synthesized in laboratory and necessary modifications were made. 4-Aminothiophenol (4-ATP) Raman labeling was used to follow the SERS signals. The signal intensity of the C-S group against hLH concentrations of 4-ATP at 1086 cm-1 was plotted on a chart and calibration graph was created. The correlation between hLH concentrations (0-250 IU/L) and SERS signals were linear in the Biorad originated control serum samples (R2 = 0.9942). This study is presented as a new method of analysis after tested in artificial human serum samples for selectivity, sensitivity, and applicability. 

Key words: Luteinizing hormone, Raman spectroscopy, Magnetic nanoparticle, Gold nanoparticle, Microchip, 4-Aminothiophenol