İdrardan potansiyel hastalık biyobelirteçleri olan üre, ürik asit, kreatinin, glukoz ve aseton tayini için konfokal raman spektroskopisi kullanılarak yöntem geliştirilmesi
Method development for the detection of urea, uric acid, creatinine, glucose, and acetone as potential disease biomarkers in urine using confocal raman spectroscopy
Yazar: ELİFCAN ONBAŞI
Danışman: PROF. DR. EMİNE SEVDA MENEVŞE
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Aseton = Acetone ; Biyobelirteçler = Biomarkers ; Glükoz = Glucose ; Kreatin = Creatine ; Spektrum analizi-raman = Spectrum analysis-raman ; Teşhis = Diagnosis ; Üre = Urea ; Ürik asit = Uric acid ; İdrar = Urine

Özet:
İdrar; böbrek hastalıkları, diyabet, hipertansiyon ve idrar yolu enfeksiyonları gibi rahatsızlıkların tespit edilip değerlendirilmesinde kullanılan, kolaylıkla toplanabilen ve zengin bilgi içeriğine sahip olan bir vücut sıvısıdır. Bu çalışmada hastalıkların erken teşhisinde idrarda bulunan potansiyel biyobelirteçleri konfokal Raman spektroskopisi kullanarak tespit edebilmek için alternatif bir yöntem geliştirilmesi amaçlandı. Raman spektroskopisi genellikle bir lazer kaynağından gelen monokromatik ışının elastik olmayan saçılımı temeline dayanan spektroskopik bir tekniktir. Bu teknik organik ve inorganik maddelerin kalitatif ve kantitatif olarak tayin edilmesinde ve parmak izi çıkarması aracılığı ile moleküllerin tanımlanmasında kullanılmaktadır. İlk olarak, negatif kontrol idrar örnekleri içine ticari kimyasal glukoz, kristal üre, aseton, toz kreatinin ve kristal ürik asit maddeleri eklendi. Daha sonra glukoz, üre, aseton, kreatinin ve ürik asitin Raman spektroskopisi ile tespit edilebilecekleri en düşük konsantrasyon miktarı tespit edildi. Buna ek olarak analiz için optimum Raman lazer dalga boyunun bulunması için 532 nm ve 785 nm lazerler kullanıldı. Tüm bileşenler yapay idrar içine eş zamanlı olarak eklendi. Raman dataları topladıktan sonra örneklerin Raman spektrumları baz alınarak detaylı kimyasal dağılım görüntülerini oluşturmak için Raman spektral haritalama metodu uygulandı. İdrar içine eklenen metabolitlerin konsantrasyonu düşürüldükçe, elde edilen Raman bantlarının şiddetinde azalma gözlendi. Raman spektroskopisi tahribatsız olarak çalışılan bir yöntemdir ayrıca ekstraksiyon, saflaştırma gibi analiz öncesi hazırlık aşaması gerektirmemektedir. Sonuçlarımız idrar biyobelirteçlerinin çok düşük konsantrasyonlarda, saniyeler içinde Raman spektroskopisi ile tespit edilebilmesinin hastalıkların erken tanısı için oldukça yararlı bir yöntem olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Urine is a readily-collected and information-rich biofluid which is used to detect and evaluate diseases such as renal disease, diabetes, hypertension, and urinary tract infection. In this study it was aimed to develop an alternative method to detect potential biomarkers in urine for early diagnosis of diseases using confocal Raman spectroscopy. Raman spectroscopy is a spectroscopic technique based on inelastic scattering of monochromatic light, usually from a laser source. This technique is used for determination of organic and inorganic samples qualitatively and quantitatively, also providing a fingerprint by which molecules can be identified. Firstly, commercial glucose, crystal urea, acetone, creatinine and crystal uric acid were added into negative control urine. Then the lower limits of detection of glucose, urea, acetone, creatinine and uric acid were determined by Raman spectroscopy. In addition, 532 nm and 785 nm lasers were used to find the optimum Raman excitation wavelengths for analysis. All the components were added into artificial urine simultaneously. After the Raman datas were collected, the Raman mapping was applied for generating detailed chemical distribution images based on the sample's spectra. It is observed that the intensity of Raman bands of urine components decreased when the concentration of metabolites in urine was reduced. Raman spectroscopy is a non-destructive method and requires no sample preparation such as extraction or purification before analysis. Our results demonstrated that the detection of urine biomarkers at low concentrations in seconds with Raman spectroscopy is a considerable beneficial method for early diagnosis of diseases.