Çeşitli ilaçların tirozinaz inhibisyonundaki rollerini incelemek amaçlı elektrokimyasal  nanobiyosensor ve mikroçip tasarımı
Design of electrochemical nanobiosensors and microchips to investigate the roles of some pharmaceuticals in tyrosinase inhibition
Yazar: SEVİNÇ KURBANOĞLU
Danışman: PROF. DR. SİBEL A ÖZKAN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya = Chemistry
Dizin: Biyosensörler = Biosensors ; Enzimler = Enzymes ; Farmasötik teknoloji = Technology-pharmaceutical ; Mikroçipler = Microchip ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Tirozin = Tyrosine ; İlaçlar = Drugs ; İnhibisyon = Inhibition

Özet:
Bu tez kapsamında, Tirozinaz enzimini inhibe eden ilaçların ve Katekol'un teşhis ve tayinine yönelik özgün nanobiyosensörler geliştirilmiştir. Metimazol tayini için, manyetik nanopartikül, iridyum oksit nanopartikül bazlı nanokompozit bazLı biyosensör oluşturulmuş ve Tirozinaz perde baskılı elektrotlar üzerine magnet yardımı ile tutturulmuştur. Katekol cevabına etki eden enzim miktarı, iridyum oksit nanopartikül miktarı, inkübasyon süresi gibi parametreler optimize edilmiştir. Perde baskılı elektrot ile entegre edilmiş "Lab-on-a-chip" mikro sistemi ile akış modu başarılmıştır. Metimazol tayini, Metimazol'ün Tirozinaz ile bakır şelat oluşturması ve Tiyokinon oluşması perde baskılı elektrotlar ve mikroçip ile değerlendirilmiştir. Kaptopril tayini için, perde baskılı elektrotlar üzerine N-Hidroksisaksiimid ve N-(3-Dimetilaminopropil))-N′etilkarbodiimid çapraz bağlayıcı, elektrokimyasal olarak indirgenmiş grafen oksit ve iridyum oksit nanopartikül ile immobilize edilmiş Tirozinaz bazlı biyosensör hazırlanmıştır. Biyosensör Katekol cevabına karşı, grafen oksit miktarı, indirgenmiş grafen oksit için döngü sayısı, iridyum oksit ve Tirozinaz miktarı açısından karakterize edilmiştir. Geliştirilen biyosensör, Kaptopril'in Tirozinaz ile bakır şelat oluşturması ve Tiyokinon oluşması yollarıyla Tirozinaz'ı inhibe etmesi ile Kaptopril tayini için kullanılmıştır. Sildenafil tayini için, Tiyonin polimeri, karbon nanotüp, iridyum oksit nanopartikül matrisine immobilize olan Tirozinaz ile özgün bir biyosensör hazırlanmıştır. Geliştirilen biyosensör tiyonin polimerizasyon döngü sayısı, iridyum oksit ve Tirozinaz miktarı açısından Katekol cevabına karşı optimize edilmiştir. Sildenafil, geri dönüşümsüz olarak Tirozinaz ile bakır şelat oluşturması yoluyla analiz edilmiştir. Önerilen metotlarının başarılı bir şekilde validasyon çalışmaları yapılmıştır, kabul edilebilir geri kazanım değerleri ile insan serumuna ve farmasötik dozaj formalara uygulanmıştır.

Abstract:
In this dissertation, novel nanobiosensors are developed for the detection and determination of both catechol and tyrosinase enzyme inhibitor drugs. For Methimazole determination, a biosensor based on a nanocomposite of magnetic nanoparticles, iridium oxide nanoparticles is developed and tyrosinase immobilized onto screen printed electrode by using a permanent magnet. All the parameters effecting catechol responses are optimized, such as enzyme, iridium oxide nanoparticles amount and incubation time amount. Flow mode is achieved using a lab-on-a-chip microsystem with an integrated screen printed electrode. The Methimazole detection is evaluated via chelating copper at the active site of tyrosinase and thioquinone formation using screen printed electrodes and microchip. For Captopril detection, a novel biosensor based on tyrosinase immobilization onto screen printed electrode by using 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide and N-Hydroxysuccinimide coupling reagents, electrochemically reduced graphene oxide and iridium oxide nanoparticles is prepared. Biosensor response is characterized towards catechol response, in terms of graphene oxide concentration, number of cycles to reduce graphene oxide, volume of iridium oxide nanoparticles and tyrosinase solution. The designed biosensor is used to detect Captopril by inhiting Tyrosinase via chelating copper at the active site of tyrosinase and thioquinone formation. For Sildenafil detection, a novel biosensor based on immobilization of tyrosinase in thionine polymer, multiwalled carbon nanotubes and iridium oxide nanoparticles matrix is proposed. The designed biosensor is characterized towards catechol response in terms of thinonine polymerization cycle amount, iridium oxide and tyrosinase amount. Sildenafil is analysed through irreversible inhibition of Tyrosinase by chelating copper at the active site of Tyrosinase. The proposed methods have been successfully validated and applied in spiked human serum and pharmaceutical dosage forms with acceptable recovery values.