Böbrek Hasarı Molekülü-1
KIM-1 tespiti için elektrokimyasal biyosensör sisteminin geliştirilmesi / Development of an electrochemical biosensor system for the detection of Kidney Injury Molecule-1 / KIM-1
Yazar: MELTEM AFŞAR
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KEMAL SEZGİNTÜRK
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Böbrek Hasarı Molekülü-1 (KIM-1), böbrek hasarı için hassas ve spesifik bir biyobelirteç olarak tanımlanan bir transmembran glikoproteindir. KIM-1, böbrek hasarını takiben böbrekte belirgin bir şekilde eksprese edilir, bu da onu böbrek hasarının erken tespiti için değerli bir belirteç haline getirir. Tez kapsamında, KIM-1 biyobelirtecinin tayinine yönelik elektrokimyasal immünosensor tasarlanmıştır. Tasarlanan biyosensör sisteminde çalışma elektrodu olarak ITO-PET (İndiyum kalay oksit kaplı polietilen tereftalat) elektrot kullanılmıştır. Tasarlanan biyosensörde kullan at ITO-PET elektrotların kullanılması uygun maliyet, pratiklik ve kullanışlılık gibi birçok avantaj sunmaktadır. Kendi kendine birleşen bir tek tabaka (SAM) elde etmek için ITO-PET yüzeyi karboksietilsilantriol (CTES) ile modifiye edilmiştir. Geliştirilen biyosensör için gerekli parametreler detaylı bir şekilde optimize edilmiştir. Geliştirilen biyosensörü karakterize etmek için tekrarlanabilirlik, tekrar üretilebilirlik, rejenerasyon, depolama ömrü ve seçicilik çalışmaları tamamlanmıştır. Ayrıca geliştirilen biyosensör için kramers kronig dönüşümü ve gerçek idrarda uygulanabilirlik çalışmaları yapılmıştır. Geliştirilen biyosensörün tüm deneysel incelemelerinde EIS (elektrokimyasal empedans spektroskopisi) ve CV (döngüsel voltammetri) teknikleri kullanılmıştır Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) kullanılarak, geliştirilen immünosensörün elektrot yüzeyindeki morfolojik değişimler incelenmiş ve görüntüler elde edilmiştir. Geliştirilen biyosensör sistemi, yüksek kapasitesi sayesinde geniş bir tayin aralığını (0,01-2,5 ng/mL) algılayabilir. Ayrıca geliştirilen bu sensör 0,22 ng/mL LOD (saptama sınırı) ve 0,74 ng/mL LOQ (kantifikasyon sınırı) değerlerine sahiptir.

Abstract:
Kidney Injury Molecule-1 (KIM-1) is a transmembrane glycoprotein that has been identified as a sensitive and specific biomarker for kidney injury. KIM-1 is significantly expressed in the kidney following kidney injury, making it a valuable marker for early detection of kidney injury. In this thesis, an electrochemical immunosensor for the determination of the KIM-1 biomarker was designed. The ITO-PET (indium-tin oxide-coated polyethylene terephthalate) electrode was used as the working electrode in the designed biosensor system. Using disposable ITO-PET electrodes in the designed biosensor offers many advantages, such as cost-effectiveness, practicality, and usefulness. The ITO-PET surface was modified with carboxyethylsilanthriol (CTES) to obtain a self-assembled monolayer (SAM). The parameters required for the developed biosensor were meticulously optimized and characterized. Reproducibility, repeatability, regeneration, storage life, and selectivity studies were completed to characterize the developed biosensor. In addition, Kramers Kronig transformation, and applicability studies in real urine were performed for the developed biosensor. EIS (electrochemical impedance spectroscopy) and CV (cyclic voltammetry) techniques were used in all experimental investigations of the developed biosensor. Atomic force microscopy (AFM) was used to examine the morphological changes on the electrode surface of the developed immunosensor, and images were obtained. Thanks to its high capacity, the developed biosensor system can detect a wide detection range (0.01-2.5 ng/mL). In addition, this sensor has a LOD (limit of detection) of 0.22 ng/mL and an LOQ (limit of quantification) of 0.74 ng/mL.