Nükleik aside dayalı elektrokimyasal biyosensörler ile hibridizasyon algılanmasına ait yöntemlerin geliştirilmesi ve uygulanması
Development and applications of hybridization detection methods with nucleic acide based electrochemical biosensors.
Yazar: SEDA NUR TOPKAYA
Danışman: PROF. DR. MEHMET EMİN ŞENGÜN ÖZSÖZ
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Kimya = Chemistry ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Biyosensörler = Biosensors ; DNA = DNA ; DNA analizi = DNA analysis ; DNA immobilasyonu = DNA immobilization ; DNA mutasyon analizi = DNA mutational analysis ; DNA probları = DNA probes

Özet:
Tez çalışmasının ilk kısmında, prostat kanserinin spesifik bir belirteci olan GSTP1 geninin hibridizasyon üzerinden hipermetilasyon tayini için elektrokimyasal bir biyosensör tasarlanmıştır. Bu yeni biyosensör sistemi ile DPV kullanılarak, sentetik veya denatüre PCR örneklerinin hibridizasyonundan önce ve sonra elde edilen guanin yükseltgenme sinyal değişiklikleri değerlendirilmiştir. DNA hibridizasyonu ayrıca, EIS ile karakterize edilmiştir. Hibridizasyon protokolü iki farklı teknikten oluşmaktadır:
(i) GSTP1 dizileri metilasyon spesifik bölgesi için seçici olan prob ve hedef sensör yüzeyine doğrudan immobilize edilmiş ve hibridizasyon elektrot yüzeyinde gerçekleştirilmiştir.
(ii) prob/hedef veya prob/rastgele dizi çiftleri çözelti fazında karıştırılmış ve elektrot basit adsorbsiyonla modifiye edilmiştir. 
İkinci kısımda JAK2 geninin 1849. bazında Guanin bazının Timine değişmesi sonucunda valinin fenilalanine yerdeğiştirmesine (JAK2V617F) sebep olan tek nokta mutasyonu elektrokimyasal biyosensör ile algılanmıştır. Prob ile hedef arasındaki hibridizasyon ve sağlıklı dizilerden mutasyonlu dizilerin ayırt edilmesi DPV ile sentetik ve denatüre PCR örneklerde gerçekleştirilmiştir. Prob/hedef, prob/tek bazı hedeften farklı dizi ve prob/rastgele dizi çiftleri çözelti fazında karıştırılmış ve bu çözeltiler daha sonra elektrot yüzeyine pasif adsorbsiyon ile immobilize edilmiştir. Tek nokta mutasyonu içeren dizi ve rastgele diziler hibrit yapıdan, hibridizasyon sıcaklığı ve hibridizasyon tamponundaki tuz konsantrasyonunun ayarlanması ile ayırt edilebilmiştir.

Abstract:
In the first part of thesis, an electrochemical biosensor for the detection of hypermethylation of the GSTP1) gene, a specific marker of prostate cancer, was reported. This new sensor was used in combination with DPV, with the results of sample analysis based on the guanine oxidation signals obtained at +1.0 V before and after hybridization between probe and synthetic target or denatured PCR samples. The detected DNA hybridization was also characterized by EIS. The protocol consisted of two different modes: (i) Capture probes selective for methylation-specific and unmethylated GSTP1 sequences were immobilized onto the sensor directly, and hybridization was formed on the electrode surface. (ii) Probe/target or probe/noncomplementary target couples were mixed in solution phase, and the transducer was modified through simple adsorption. 
In the second part, an electrochemical biosensor for the detection of a guanine (G) to thymine (T) transversion at nucleotide position 1849 of the JAK2 gene was reported. Hybridization between probe and its complementary oligonucleotide (target) and discrimination of single point mutation was investigated by monitoring guanine oxidation signals observed at +1.0 V with Differential Pulse Voltammetry (DPV) by using synthetic oligonucleotides and PCR amplicons. Probe/complementary, probe/mismatch and probe/non-complementary target couples were mixed in solution phase, and the electrode surface was modified by simple adsorption. The sensitivity of the proposed electrochemical DNA biosensor was optimized with respect to hybridization temperature and salt concentration in the hybridization buffer.