Elektrokimyasal CA 125 immünosensörünün geliştirilmesi
Development of electrochemical CA 125 immunosensor
Yazar: SONER AKTAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİKE BİLGİ KAMAÇ
Çankırı Karatekin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu araştırmada, bir kanser biyobelirteci olan kanser antijen 125'in (CA 125) elektrokimyasal tayini için yeni bir immünosensör geliştirilmiş ve insan kan serumu numunelerinde uygulaması gerçekleştirilmiştir. Çalışmada yüzey baskılı karbon elektrotlar (SPCE) ilk olarak indirgenmiş grafen oksit (RGO) ile modifiye edilmiş ardından elektropolimerizasyon tekniği uygulanarak elektrot yüzeyi politiyonin ile kaplanmış, son olarak elektrodepozisyon ile altın nanoparçacıklar (AuNP) yüzeyde oluşturulmuştur. SPCE/RGO/PTH/AuNP elektrodunun elektrokimyasal karakterizasyonu dönüşümlü voltametri (CV), diferansiyel puls voltametri (DPV), kare dalga voltametri (SWV) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS)  metotları kullanılarak yapılmıştır. SPCE/RGO/PTH/AuNP elektrotların yüzeyine Anti-CA 125'nin immobilizasyonu 3-merkaptopropiyonik asit (3-MPA) ve 1-etil-3-(3-dimetilamino-propil) karbodiimid/N-hidroksisüksinimid (EDC/NHS) kullanılarak kovalent bağlama yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan CA 125 immünosensörünün optimum çalışma parametreleri DPV ve EIS metotları ile belirlenmiş ve optimum Anti-CA 125 konsantrasyonu 66,66 µg/mL, optimum Anti-CA 125 inkübasyon süresi 45 dk ve optimum CA 125 inkübasyon süresi 30 dk olarak bulunmuştur. Optimum şartlarda elektrokimyasal CA 125 immünosensörünün analitiksel karakterizasyonu yapılmıştır. EIS, DPV ve SWV metotları ile belirlenen doğrusal tayin aralıkları 1-100 pg.mL-1, tespit limitleri sırasıyla 0,0012 ng.mL-1, 1,61 pg.mL-1 ve 1,68 pg.mL-1 olarak belirlenmiştir. CA 125 immünosensörünün tekrarlanabilirliği 50  ng.mL-1 CA 125 konsantrasyou için test edilmiş ve bağıl standart sapma (R.S.D.) değerleri EIS, DPV ve SWV metotları için sırasıyla  %3,34 (n=10), %2,03 (n=10) ve %1,48 (n=10)  olarak hesaplanmıştır. Geliştirilen CA 125 immünosensörünün uygulama kararlığı 60 gün boyunca, depolama kararlığı ise 12 hafta depolama süresince voltametrik metotlarla incelenmiştir.  CA 125 immünosensörünün seçiciliği 9 farklı antijen karışımı varlığında CA 125'in analizinin yapılmasıyla test edilmiş ve antijen karışımının % 4,97'lik bir girişim yaptığı bulunmuştur. Hazırlanan CA 125 immünosensörleri insan kan serumu örneklerine bilinen miktarda ilave edilen farklı konsantrasyonlardaki CA 125'in analizi için kullanılmış ve %95'in üstünde geri kazanımlar elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, a new immunosensor was developed for the electrochemical determination of cancer antigen 125 (CA 125) that is a cancer biomarker and its application was performed on human blood serum samples. In this work, firstly the screen printed carbon electrodes (SPCE) were modified with reduced graphene oxide (RGO), then the electrode surface was coated with poly(thionine) by applying the electropolymerization technique, and finally, gold nanoparticles (AuNP) were created by electrodeposition on the surface. Electrochemical characterizations of the SPCE/RGO/PTH/AuNP electrode were performed using cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV), square wave voltammetry (SWV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods. Immobilization of Anti-CA 125 to the surface of SPCE/RGO/PTH/AuNP electrodes were carried out by covalent binding method using 3-mercaptopropionic acid (3-MPA) and 1-ethyl-3-(3-dimethylamino-propyl) carbodiimide/N-hydroxy succinimide (EDC/NHS). The optimum working parameters of the prepared CA 125 immunosensor were determined by DPV and EIS methods. The optimum Anti-CA 125 concentration, incubation time of Anti-CA 125 and incubation time of CA 125 were found to be 66.66 µg/mL, 45 min and 30 min, respectively. The analytical characterization of electrochemical CA 125 immunosensors were performed under the optimum working parameters. It was calculated that the linear ranges were 1-100 pg.mL-1 by EIS, DPV and SWV methods, limit of detections (LOD) were 0.0012 ng.mL-1, 1.61 ng.mL-1 and 1.68 ng.mL-1, respectively. The repeatability of the CA 125 immunosensor was tested for 50 ng.mL-1 CA 125 concentration and relative standard deviation (R.S.D.) values were calculated as 3.34% (n = 10), 2.03% (n = 10) and 1.48% (n = 10) for EIS, DPV and SWV methods, respectively. The operation stability of the developed CA 125 immunosensor was examined by voltammetric methods for 60 days, and the storage stability for 12 weeks. The selectivity of the CA 125 immunosensor was tested by performing CA 125 analysis in the presence of 9 different antigen mixes and it was found that the antigen mixture made a 4.97% interference. The prepared CA 125 immunosensors were used for the analysis of different concentrations of CA 125 added to the human blood serum samples in a known amount and over 95% recoveries were obtained.