E. coli tayini için altın selüloz nanofibril materyal geliştirilmesi
Developing gold cellulose nanofibril material for E. coli detection
Yazar: SALİHA NUR TANIŞ
Danışman: PROF. DR. NECDET SAĞLAM
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Escherichia coli = Escherichia coli ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Raman spektroskopisi = Raman spectroscopy

Özet:
Tez kapsamında Raman teknikleri ve Raman haritalandırma yöntemi kullanılarak Escherichia coli (E. coli) bakterisi için tayin yöntemi geliştirilmiştir. Öncelikle altın çubuk nanopartiküller sentezlenmiş ve yüzeyine, yüzeyde zenginleştirilmiş Raman spektroskopisi (SERS) etiket molekülü olan DTNB (5,5'-Dithiobis (2-nitrobenzoik asit) tutturulmuş ve E. coli bakterisine özgü antikorlarla etkileştirilerek modifiye edilmiştir. Selüloz nanofibril çözeltisine Altın (III) klorür çözeltisi (HAuCl4) eklenmiş ve yüksek sıcaklıkta etkileşime bırakılmıştır. Süre sonunda altın çözeltisi nano boyuta geçmiştir. Hazırlanan bu çözelti kurutularak su içeriği uzaklaştırılmış ve sonuçta kağıt benzeri altın selüloz nanofibril bir yüzey elde edilmiştir. Elde edilen yüzey, E. coli bakterisine özgü antikorlarla etkileştirilerek modifiye edilmiştir. Modifiye altın selüloz nanofibril yüzeylerle farklı konsantrasyonlarda E. coli çözeltileri etkileştirilmiş ve E. coli bakterilerinin yüzeye tutunmaları sağlanmıştır. E. coli bağlı altın selüloz nanofibril yüzeyler altın çubuk nanopartiküllerle etkileştirilmiş ve SERS ölçümleri alınmıştır.Tayin limiti 2 kob/mL bakteri olarak belirlenmiştir. Analiz süresi; modifiye altın selüloz nanofibril yüzeyle bakteri etkileşim süresi 30 dakika ve modifiye yüzeye tutturulmuş bakteri ile modifiye altın çubuk nanopartikül etkileşim süresi 30 dakika olmak üzere toplamda 1 saattir. Geliştirilen yöntemin Raman haritalandırma yöntemi kullanılarak hedef molekülün (DTNB) yüzey üzerindeki dağılım yoğunluğu görsel olarak gösterilerek elde edilen sonuçlar desteklenmiştir. Son olarak geliştirilen tayin yöntemi, biyolojik örnek olarak marul üzerinde test edilmiştir. Tez kapsamında geliştirilen yöntemin düşük konsantrasyonlarda E. coli bakterisini tayin edebildiği gösterilmiştir.

Abstract:
In this thesis, a method for the detection of Escherichia coli (E. coli) bacteria was developed using Raman techniques and Raman mapping methods. Firstly, gold nanorod particles were synthesized and subsequently surface functionalized with a strengthened DTNB (5,5-dithio-bis-(2-nitrobenzoic acid)) molecule which is a tagging molecule for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS). They were then modified by interacting with antibodies specific to E. coli bacteria. Afterwards, into a cellulose nanofibril solution, Gold (III) chloride solution (HAuCl4) was added and was allowed to interact at a high temperature. By the end of the interaction period, the gold solution had become nano-sized. This solution was dried to remove the water content, resulting in a paper-like gold cellulose nanofibril hybrid surface. The resulting surface was modified by interacting with antibodies specific to E. coli. Modified gold cellulose nanofibril surfaces were interacted with different concentrations of E. coli solutions and E. coli bacteria were attached to the surface. E. coli bound gold cellulose nanofibril surfaces were interacted with gold nanorod and SERS measurements were taken. The limit of detection was determined as 2 cfu/mL bacteria. Analysis period; the time of interaction between the bacteria and the modified gold cellulose nanofibril surface was 30 minutes and the modified gold nanorod particle interaction time with bacteria attached to the modified surface was 30 minutes, resulting in the total interaction time being 1 hour. By using the Raman mapping method of the developed technique, the distribution density of the target molecule (DTNB) on the surface was shown visually and subsequently the results were found to be supported. Finally, this newly developed determination method was first tested on lettuce as a biological sample. It has been shown that the method developed within the scope of the thesis can detect E. coli bacteria at low concentrations.