Sıvılardaki ağır metal iyonlarının ve bakterilerin algılanması için biyosensörlerin geliştirilmesi
Development of biosensors for detection of heavy metal ions and bacteria in liquids
Yazar: MELTEM AĞAR
Danışman: PROF. DR. AHMET ALTINDAL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Ağır metaller = Heavy metals ; Bakteriler = Bacteria ; Biyosensörler = Biosensors ; Ftalosiyaninler = Phthalocyanines

Özet:
Kullanılan ve yeniden değerlendirilen suların hastalığa sebep olan bakteri ve ağır metal iyonları tarafından kirletilmesi birçok hastalığa neden olmaktadır. Son yıllarda biyosensörler, ağır metal iyonları ve bakterilerin algılanması için önemli bir alternatif olmuştur. Biyosensör değişik birçok bileşenin içinden sadece bir bileşeni seçici bir şekilde algılayan biyolojik moleküllerin kullanıldığı taşınabilir bir aygıttır.Genelde bir biyosensör ölçülmesi istenen maddeyle seçici bir şekilde etkileşen algılayıcı birim ile bu etkileşim sonucu elde edilen bilgiyi sinyale dönüştüren transdüserden meydana gelir. Bu tez çalışmasında kadmiyum, çinko, bakır ve kobalt gibi ağır metal iyonlarının ve sudaki Enterococcus Faecalis bakterisinin direkt algılanması için biyosensör geliştirilmesi amaçlandı.En uygun sıcaklık kaysayısı nedeniyle transdüser olarak altın elektrotlara ve 10 MHz'lik temel titreşim frekansına sahip thickness shear modunda titreşen AT kesim kuvartz kristali kullanıldı. Kıyaslama yapılması açısından algılayıcı yüzey olarak ftalosiyanin ve tris (8-hydroxyquinoline)kullanıldı. Geliştirilen biyosensör antibody'nin işlevselleştirildiği kuvartz kristalinden oluşmaktadır. Sensörün cevap ve geri dönüş süresi ölçülen cevap karakteristiklerinden tahmin edilmiştir. Ayrıca sensör performansının bir diğer kriteri olan tekrarlanabilirlik de araştırılmıştır.

Abstract:
Contamination of supplied and recreational waters by bacterial phatogens and heavy metal ions results in numerous diseases. In recent years, biosensors have emerged as an attractive alternetive for detection of heavy metal ions and bacteria. A biosensor is a portable analytical device that uses biological molecules to detect selectively just one compound within a mix of many others. In general, a biosensor consists of two functional components; a recognition element to provide selective/specific binding with the measurands and a transducer component for signaling the binding event. In this thesis, we aimed to develop a sensor for the detection of heavy metal ions such as cadmium, zinc, copper and cobalt and Enterococcus Faecalis. Due to the best temperature coefficient, AT-cut quartz crystals vibrating in the thickness sheaar mode with a fundementally resonant frequency of 10 MHz with gold (Au) electrodes were used as transducer. For comparison, phthalocyanine and tris (8-hydroxyquimoline) aluminum (Alq3) were used as sensing layer. The developed biosensor is composed of an antibody functionalized cut quartz crystals. The response and recovery time of biosensor were estimated from the measured dynamic response characteristics. Another important aspect of sensor performance, which is repeatability were also investigated.