DNA hidrojel tabanlı aptasensör platformu ile kloramfenikol ve aflatoksin M1 tespiti
DNA hydrogel based aptasensor platform for the detection of chloramphenicol and aflatoxin M1
Yazar: GÜLNUR CAMIZCI ARAN
Danışman: DOÇ. DR. CEREN BAYRAÇ
Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Hayvansal kaynaklı gıdalardaki antibiyotik kalıntıları ve mikotoksin 
kontaminasyonları, insan sağlığını tehdit etmektedir. Dolayısıyla, bu istenmeyen 
maddelerin gıdalarda tespit edilmesi oldukça önemlidir. Yapılan tez çalışmasında, 
kloramfenikol antibiyotiğini ve aflatoksin M1 metabolitini aynı anda algılayabilen 
hem de aflatoksin M1 için miktar tayini yapabilen hidrojel tabanlı aptasensör 
platformu tasarlanmıştır. Geliştirilen hidrojel sistemindeki akridit modifiyeli 
kloramfenikol aptameri ve ona kısmen eşlenik akridit modifiyeli DNA iplik 1 dizisi 
hidrojel yapısının iskeletini oluşturmuştur. Her biri %60 DNA içerikli kloramfenikol 
aptameri ve DNA iplik 1, 1:1 molar oranda karıştırılarak 25°C'de hidrojel sentezi 
sağlanmıştır. Ortama en düşük konsantrasyon olarak 1 nM kloramfenikol eklendiğinde 
sistem jel halden sıvı hale geçerek cevap vermiştir. Hidrojel platformunun ikinci 
basamağı için hidrojel sentezi esnasında ortama 3' ucu BHQ1 molekülü işaretli 
aflatoksin M1 aptameri ve ona eşlenik 5'ucu FAM etiketli DNA iplik 2 entegre 
edilmiştir. Ortama eklenen aflatoksin M1 metaboliti ile aflatoksin M1 aptameri 
kompleks oluşturmuş ve serbest kalan FAM molekülü floresan ışıma vermiştir. Aynı 
zamanda, floresan miktarının ölçümüyle de aflatoksin M1 için miktar tayini 
yapılmıştır. Geliştirilen aptasensör sistemiyle çözelti ve süt numunelerinde hem jelden 
sıvı hale geçişle kloramfenikol tespiti hem de floresan yoğunluğundaki değişim 
izlenerek 1,68 nM tespit ve 5,16 nM tayin limitiyle aflatoksin M1 belirlenerek hidrojel 
sistemi başarıyla tamamlanmıştır. Ayrıca sistemin özgüllüğü farklı antibiyotikler 
(kanamisin, penisilin G) ve farklı mikotoksinler (aflatoksin B1, aflatoksin G1) ile 
gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Kloramfenikol, aflatoksin M1, dual aptasensör, hidrojel

Abstract:
Animal-derived food products are often contaminated with antibioti cresidues and
mycotoxins, which pose a threat to human health. Therefore, it is crucial to detect these
unwanted substances in food. In this thesis, a hydrogel-based aptasensor platform has 
been designed to simultaneously detect the chloramphenicol and quantify aflatoxin 
M1. Acridite-modified chloramphenicol aptamer and its partially complementary
acridite-modified DNA strand 1, (each with 60% DNA content, at 1:1 molar ratio and
at 25°C), have hybridized to form the backbone of hydrogel structure. The platform 
has given responces as deformation of the structure from a gel to a liquid state upon 
the application of chloramphenicol at a minimum concentration of 1 nM. For the
second part of the hydrogel platform, aflatoxin M1 aptamer labeled with BHQ1 and a 
complementary DNA strand 2 labeled with FAM have been integrated into the
platform. The aflatoxin M1 aptamer has formed a complex with the addition of 
aflatoxin M1, causing the release of FAM labelled strand and resulting in fluorescent
emission. Hereby, the amount of fluorescence has been measured to determine the
concentration of aflatoxin M1. The developed aptasensor platform has been 
successfully detected chloramphenicol in solution and milk samples through the gelto-liquid transition and monitored the change in fluorescence intensity, allowing for
the determination of aflatoxin M1 with a detection limit of 1.68 nM and a 
quantification limit of 5.16 nM. In addition, the specificity of the platform has shown 
with the use of different antibiotics (kanamycin, penicillin G) and mycotoxins 
(aflatoxin B1, aflatoxin G1).

Keywords: Chloramphenicol, aflatoxin M1, dual aptasensor, hydrogel