Melanom tespiti için mems tabanlı biyosensör tasarımı ve analizi
Mems-based biosensor design and analysis for melanom detection
Yazar: PELİN AKÇALI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVİL ÖZER
İstanbul Yeni Yüzyıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Antijenler = Antigens ; Antikorlar = Antibodies ; Biyosensörler = Biosensors ; Melanom = Melanoma ; Nanobiyoteknoloji = Nanobiotechnology

Özet:
Bu çalışma kapsamında melanom biyobelirteci olan MITF ve D5 antikoru arasındaki spesifik etkileşim dinamiklerinden ve moleküller arası bağlanma yeteneğinden faydalanılarak bir Atomik Kuvvet Mikroskobu konsolunun fonksiyonal hale getirilerek MEMS tipi bir mikro konsol biyosensör tasarlaması yapılmıştır. Mikro konsolun yüzeyi, MITF antijenine özgü olduğu bilinen D5 monoklonal antikorları (anti-MITF) ile kaplanmıştır. MITF antijeni eklendiğinde, MITF antijeni ile D5 antikoru arasında birbirlerine olan affiniteleri nedeniyle biyokimyasal reaksiyonlar meydana gelir ve bir antijen-antikor kompleksi oluşur. Bu kompleks konsol üzerinde stres ve gerilim oluşturur. MITF-D5 arasındaki etkileşimler sonucu gerçekleşecek gerilim veya stres, konsolun rezonans frekansındaki sapma değerinden tespit edilmiştir. Konsol tipi mikro biyosensörlerin yüzeyinin fonksiyonlaştırılması  Sonlu elemanlar analizi (FAE) kullanılarak yapılmıştır. Simülasyon sonuçları nümerik hesaplamalar ve AKM sonuçları  ile desteklenmiştir.  Elde edilen simülasyon sonuçlarında mikrokonsol üzerine tanımlanan D5 ve MITF antijenlerinin birleşimi sonucu ortaya çıkan  sapma değeri V tip mikrokonsol için, rezonans frekansı 155.91 kHz , Dikdörtgen tip mikrokonsol için ise rezonans frekansı 14.910 kHz olarak hesaplanmıştır. Yapılan Teorik ve simülasyon sonuçlarında % 0.6436  ve %17.46 değerinde hata payına rastlanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Melanoma, MITF ,D5  , Antijen-Antikor etkileşimleri, AKM Konsolu, Konsol tipi Biyosensör

Abstract:
Within the scope of this study, a MEMS type microcantilever biosensor was designed by functionalizing an Atomic Force Microscope (AFM) console by taking advantage of the specific interaction dynamics and intermolecular binding ability between MITF and D5 antibody, which are melanoma type cancer biomarkers. The surface of the microcantilever is coated with D5 monoclonal antibodies (anti-MITF) which is known to be specific to the MITF antigen. When the MITF antigen is added, biochemical reactions occur between the MITF antigen and the D5 antibody due to their affinity for each other, and an antigen-antibody complex is formed. This complex creates stress and tension on the cantilever. The stress that will occur as a result of the interactions between the MITF-D5 has been determined from the deviation in the resonant frequency of the cantilever. Surface functionalization of cantilever microbiosensors was performed by using Finite Element Analysis (FAE). The simulation results were supported by numerical calculations and AFM results.  Simulation outputs shows the resonance frequency value resulting from the combination of D5 and MITF antigens on the microconsole is 155.91 kHz for V type microconsole, and resonance frequency 14.910 kHz for rectangular type microconsole. 

Keywords: Melanoma, MITF ,D5 , Antigen-,Antibody Interaction, AFM Cantilever, Cantilever based biosensor