Gıda uygulamalarına yönelik yüzeyde güçlendirilmiş raman spektroskopisini temel alan biyoanaliz yöntemlerinin geliştirilmesi
Development of surface enhanced raman spectroscopy based bioanalysis methods on food applications
Yazar: BURCU GÜVEN
Danışman: PROF. DR. İSMAİL HAKKI BOYACI
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Escherichia coli = Escherichia coli

Özet:
Bu çalışmada yüzeyde güçlendirilmiş Raman spektroskopisi (YGRS)'ne dayalı biyoanaliz yöntemleri geliştirilmiştir. Bu amaçla; iki farklı nanopartikül (altın kaplı manyetik nanoküre ve altın nanoçubuk) kullanılarak Escherichia coli (E. coli) ve genetiği değiştirilmiş organizma (GDO) tayinine yönelik yöntemler geliştirilmiştir. Altın nanoçubuklar YGRS etiketi olan 5,5'-Ditiobis(2-Nitrobenzoik asit) (DTNB) ile işaretlenerek YGRS aktif hale getirilmiştir. Manyetik ayrımdan faydalanmak amacı ile de altın kaplı manyetik nanoküreler kullanılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında sulardaki E. coli'nin hızlı, güvenilir, hassas ve seçici bir şekilde saptanabilmesi amacıyla yüzeyi antikor kaplı manyetik nanokürelerden yararlanılan bir spektrometrik analiz yönteminin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında ise gıdalarda genetiği değiştirilmiş dizilimlerin hızlı, seçici ve hassas bir şekilde saptanması amacıyla prob ile tutturulmuş manyetik nanoküreler yardımıyla spektrometrik olarak tayin yöntemi geliştirilmiştir. E. coli ve hedef dizilim derişimlerine karşı DTNB'nin simetrik NO2 gerilmesine ait bandın grafiğe geçirilmesi ile kalibrasyon grafikleri elde edilmiştir. E. coli için geliştirilen analiz yöntemine ait çizilen kalibrasyon eğrisinde, E. coli derişimi ve YGRS sinyalleri arasındaki korelasyon 4.7x101-4.7x104 kob/mL bakteri derişimleri arasında doğrusal olarak bulunmuştur (R2=0.992). Hedef dizilim için geliştirilen analiz yöntemine ait çizilen kalibrasyon eğrisinde, hedef dizilim derişimi ve YGRS sinyalleri arasındaki korelasyon 25-100 nM olarak bulunmuştur (R2=0.998). Geliştirilen analiz sistemlerinin seçicilikleri ve hassasiyetleri incelenmiş; gerçek örnek denemeleri yapılarak geliştirilen sistemlerin gerçek örnekler üzerinde de uygulanabilir olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, the bioanalysis methods based on surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) were developed. For this purpose, the methods for Escherichia coli (E. coli) and genetically modified organism (GMO) detection were developed using two different nanoparticles (gold coated magnetic nanosphere and gold nanorod). Gold nanorods were marked with SERS label 5,5?-Ditiobis(2-Nitrobenzoik asit) (DTNB) to make SERS active. In order to take advantage of magnetic separation, gold coated magnetic nanosphere were used. The first part of the study, it is aimed to improve the spectrometric analysis method utilizing antibody coated surface magnetic nanosphere to rapid, reliable, sensitive and selective detection of E. coli in water. In the second part of the study, utilizing probe immobilized magnetic nanosphere spectrometric detection method was developed to determine genetically modified sequences in food samples in a rapid, selective and sensitive manner. Calibration graphs were plotted with the changes of the symmetric NO2 stretching bands of DTNB vs. the different concentrations of E. coli and target sequence. The correlation between the E. coli concentration and SERS signal was found to be linear within the range of 4.7x101-4.7x104 kob/mL in the developed calibration curve for E. coli detection (R2=0.992). The correlation between the target sequence concentration and SERS signal was found to be linear within the range of 25-100 nM in the developed calibration curve for target sequence detection (R2=0.998). The selectivity and sensitivity of developed analysis methods; it is shown that the developed methods can be applied on real samples by performing real sample experiments.