Manyetik ve manyetik olmayan silika bazlı sabit fazlar kullanan DNA mikroekstraksiyon sistemlerinin geliştirilmesi
Development of DNA microextraction systems using magnetic and bare silica based stationary phases
Yazar: SEVİM EDA ÖĞÜT
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN ALİ TUNCEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Monodispers gözenekli silika mikroküreler ve manyetik formları, yeni geliştirilen "aşamalı kalıp hidroliz ve kondenzasyon protokolü" ile sentezlenmiştir. Sorbent olarak manyetik silika mikroküreler ve silika mikroküreler ile sırasıyla kesikli sistemde ve sürekli mikroekstraksiyon sisteminde tam-kandan insan genomik DNA izolasyon kapasitesi incelenmiştir. Mikrokürelerin gözenek boyutu dağılımı ve özgün yüzey alanı nitrojen adsorpsiyon/desorpsiyon yöntemiyle tespit edilmiştir. Mikroküre boyutu ile boyut dağılımı ve manyetik davranış ile kristal yapı ise sırasıyla taramalı elektron mikroskobu, titreşimli örnek manyetometresi ve X ışını difraktometresiyle incelenmiştir. Öncelikle, sorbent olarak manyetik silika mikrokürelerin kullanılmasıyla kesikli sistemde insan genomik DNA izolasyonu için koşullar optimize edilmiştir. Ardından manyetik olmayan silika mikroküreler, 300 m iç çap ve 40 mm uzunluğa sahip kaynaşık silika kapiler kolon içerisine dolgulanmıştır. Mikrokolon, sürekli mikroekstraksiyon sisteminde insan tam-kandan genomik DNA izolasyonu açısından değerlendirilmiştir. Lizat/adsorpsiyon tampon oranının etkisi, DNA izolasyonundaki örnek miktarının verimi ve izole edilen DNA miktarı, üretilmiş olan mikroekstraksiyon sisteminde tespit edilmiştir. Her iki sistemin de kullanılmasıyla tam-kandan edinilen insan genomik DNA örnekleri, zincirleme polimeraz reaksiyonuyla çoğaltılmış ve agaroz jel elektroforezinde koşturulmuştur. Sonuçlar manyetik silika mikrokürelerinde, silika mikrokürelerin de sırasıyla kesikli sistem ve sürekli mikroekstraksiyon sisteminde insan kanından insan genomik DNA izolasyonu için umut verici birer alternatif sorbent olduklarını göstermektedir.

Abstract:
Monodisperse-porous silica microspheres and their magnetic form were synthesized by a newly developed" staged shape templated hydrolysis and condensation protocol". The human genomic DNA isolation capacity from whole blood was analyzed with magnetic silica microspheres and bare silica microspheres as the sorbents in batch fashion and in a continous microextraction system, respectively. The pore size distribution and the specific surface area of microspheres were determined by nitrogen adsorption/desorption method. The microsphere size and the size distribution, the magnetic behaviour and the crystal structure were analyzed by scanning electron microscope, vibrating sample magnetometer and X-ray difractometer, respectively. First, the conditions were optimized for human genomic DNA isolation in batch fashion by using magnetic silica microspheres as the sorbent. Next, the bare silica microspheres were packed into a fused-silica capillary with 300 m i.d. and 40 mm in length. The microcolumn was evaluated for the isolation of genomic DNA from human whole blood via continous microextraction. The effects of lysate/adsorption buffer ratio and the sample volume on the DNA isolation yield and the amount of DNA isolated were determined in the microextraction system fabricated. Human genomic DNA samples acquired from whole blood by using both systems, were reproduced by polymerase chain reaction and then run on agarose gel electrophoresis. The results indicated that both the magnetic silica microspheres and the bare silica microspheres are promising alternative sobents for human genomic DNA isolation from human blood in batch fashion and continuous microextraction, respectively.