Yapay tükürük içerisinde kuvars kristal mikrodenge sensör ile Escherichia coli bakterisi ATCC 25922 suşunun direkt tespiti
The direct detection of Escherichia coli ATCC 25922 bacteria strain in simulated saliva based on quartz crystal microbalance (QCM) sensor.
Yazar: AZZAM FAHMI MOHAMMED NAJI AL-TAIRI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ÇAĞRI SOYLU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
YAPAY TÜKÜRÜK İÇERİSİNDE KUVARS KRİSTAL MİKRODENGE SENSÖR İLE ESCHERICHIA COLI BAKTERİSİ ATCC 25922 SUŞUNUN DİREKT TESPİTİ
 Azzam AL-TAIRI
 Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
 Yüksek Lisans Tezi, Temmuz 2020
 Danışman: Dr. Öğr. Üyesi Mehmet Çağrı SOYLU
 ÖZET
Escherichia coli çoğunlukla patojenik ve toksik olmayan bir bakteri olmasına rağmen, bazı suşları patojenik ve toksik özellikler gösterirler ve bu suşlar ciddi sorunlara neden olmaktadır. Bunun yanı sıra biyolojik bir sıvı olan tükürük non-invaziv olarak önemli avantajlara sahiptir. Özellikle, örnekleme, nakliye ve depolama açısından seruma göre daha ekonomiktir. Ayrıca, küresel bir halk sağlık problemi haline gelen antibiyotik-dirençli bakterilerin tükürükte hızlı tespiti ve sonuca göre tedavi planlaması yapılması mortalite oranını ve test maliyetini ciddi oranda düşürecektir. Bu amaçla tasarlanmış olan tespit sistemi oldukça önem arz etmektedir. Tez çalışmasında, Kuvars Kristal Mikrodenge (QCM) sensörü ile E.coli bakterisinin yapay tükürük içerisinde serolojik tespiti amaçlanmaktadır. E.coli bakterisini direkt tespit etmek için anti-E.coli antikoru kullanılmıştır. Bu antikor E.coli bakterisi ile spesifik bir şekilde bağlanmaktadır. Fakat QCM sensör yüzeyinin kaplama ve bloklama işlemine tabii tutulması gerekmektedır. Kaplama aşamasında, QCM sensörü 11-Mercaptoundecanoic acid (MUA) kaplama solüsyonu içerisinde bir gece inkübe edilmiştir. Daha sonra, MUA üzerindeki karboksilat grubu ve anti-E.coli antikor yüzeyindeki amin grubu ile konjuge edilmesi için EDC/NHS kullanılmıştır. Böylelikle anti-E.coli antikoru sensör yüzeyinde biyoreseptör olarak immobilize edilmiştir. Ancak tükürük numunesinden kaynaklı oluşabilecek spesifik olmayan bağlantıları engellemek için QCM sensör yüzeyi, Büyükbaş Serum Albümini bloklama ajanına maruz bırakılmıştır. Sonra, yapay tükürükteki E.coli bakterisi, farklı konsantrasyonlarda (107, 106,104 ve 102 cfu/mL)  3 tekrarlı olarak uygulanmıştır. Sonuçlar, sistem için en düşük tespit konsantrasyonu olan Tespit Sınırı (Limit of Detection (LOD)) 104 cfu/mL'de bile hassas bir şekilde kaydedilmiştir ve bu yöntemle E.coli bakterisinin tespit edilebildiği gösterilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Biyosensör, QCM, Bakteri Tespiti.

Abstract:
THE DIRECT DETECTION OF ESCHERICHIA COLI ATCC 25922 BACTERIA STRAIN IN SIMULATED SALIVA BASED ON QUARTZ CRYSTAL MICROBALANCE (QCM) SENSOR.
Azzam AL-TAIRI
Erciyes University, Graduate School of Natural and Applied Sciences
Master Thesis, July 2020
Supervisor: Assist. Prof. Dr. Mehmet Çağrı SOYLU
	ABSTRACT
Escherichia coli is mostly non-pathogenic and non-toxic bacteria, but some strains show pathogenic and toxic properties, and these strains cause serious problems. Moreover, saliva is a non-invasively procurable biomarker medium which has very important advantages. In particular, saliva is more economical than serum for taking, transportation and storage of samples. In addition, the rapid detection in saliva of antibiotic-resistant bacteria that have become a global public health problem and treatment planning according to the result will significantly reduce mortality rate and test cost. Therefore, designing a system that can rapidly detect a pathogenic bacterium in saliva is very significant. In this study, the serological detection of Escherichia coli (E.coli) bacteria in simulated saliva was investigated by using QCM sensor. In order to detect E.coli bacteria directly, an anti-E.coli antibody was used because it can bind specifically to E.coli bacteria. But firstly, QCM sensor surface needs to be modified, and non-specific binding must be blocked. During the coating phase, the QCM sensor was incubated overnight in 11-Mercaptoundecanoic acid (MUA) coating solution. After that, EDC / NHS were used to conjugate the carboxylate group on the MUA and the amine group on the anti-E.coli antibody surface. So, the anti-E.coli antibody was immobilized on the sensor surface as a bioreceptor. However, the QCM sensor surface was exposed to Bovine Serum Albumin (BSA) blocking agent to prevent non-specific connections that may occur from the saliva sample. Finally, E.coli bacteria in the simulated saliva were given at four different concentrations (107, 106, 104 and 102 CFU/mL) and repeated at least three times. The results showed that E.coli bacteria were detected at the minimum concentration (104 CFU/mL) by this system.
Keywords: Biosensor, QCM, Bacteria Detection.