Karbon kuantum noktaları ile iç filtre etkisine dayalı aptasensör geliştirilmesi ve balıklarda histamin tayini için kullanılması
Development of aptasensor based on inner filter effect with carbon quantum dots and its application for determination of histamine in fish
Yazar: ESRA ÖZYİĞİT
Danışman: DOÇ. DR. SEHER KUMCUOĞLU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL EREN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu doktora tezi kapsamında, iç filtre etki mekanizmasına (IFE) dayalı sensör geliştirilmiş ve sensör mekanizmasında etkili olan parametrelerin birbiri ile olan etkileşimleri tanımlanarak mekanizmanın aydınlatılması sağlanmıştır. Bu amaçla, IFE mekanizmasında ideal floroforlar olan karbon kuantum noktaları (KKN) ve ideal söndürücüler olan altın nanopartiküller (AuNP) kullanılmıştır. AuNP'ler farklı boyutlarda olacak şekilde sitrat kaplı olarak elde edilmiştir. Sensör mekanizmasında etkili olan parametreler olarak altın nanopartikül boyut ve konsantrasyonu, aptamer konsantrasyonu, pH ve tampon çözeltinin tuz konsantrasyonu dikkate alınmış; kısmi kesirli deney tasarımı uygulanarak etkileşimler tanımlanmıştır. Etkileşimler tanımlandıktan sonra optimum nokta belirlenerek analizler gerçekleştirilmiştir. Floresans ölçüm verileri incelendiğinde, floresans geri kazanım değerinde en etkili parametrelerin AuNP konsantrasyonu ve boyutu olduğu belirlenmiştir. Optimum noktada yapılan ölçümler ile 0.624 μmol/kg (0.068 mg/kg) tespit limitine sahip sensör geliştirilmiştir. Örneklerin histamin analitine karşı seçiciliğinin tanımlanması için gerçekleştirilen analizlerde sensör mekanizmasının kompleks ortamdan etkilendiği belirlenmiştir.  Geliştirilen aptasensörün gıda örneklerinde histamin tespiti için değerlendirilmesi amacıyla uskumru ve hamsi balıkları kullanılmıştır. Optimum noktada yapılan ölçümler sonucunda aptasensörün balıklarda farklı davranış gösterdiği ve potansiyel girişim yapabilecek bileşenlerden etkilenerek, sensör performansını etkilediği tespit edilmiştir. Balık örneklerinin +4 C'de depolanması sonucunda histamin konsantrasyonunda meydana gelen değişim aptasensör ve HPLC sonuçları ile karşılaştırılmalı olacak şekilde değerlendirilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, aptasensör ile belirlenen histamin konsantrasyonunun HPLC yöntemi ile farklılık gösterdiği belirlenmiştir.

Abstract:
In this doctoral thesis, a sensor was developed that is based on the inner filter effect. The interaction of the parameters that affect the sensor mechanism was defined. For his purpose, carbon quantum dots (CQD), which are ideal fluorophores in the IFE mechanism, and gold nanoparticles (AuNP), which are ideal quenchers in the IFE mechanism were used. AuNPs were obtained with citrate coated in different sizes. AuNP size, AuNP concentration, aptamer concentration, pH, and salt concentration of buffer solution were considered as parameters that will be effective in the sensor mechanism; the interactions were defined with a partial fractional experimental design. After the interactions were defined, analyses were carried out by determining the optimum point. According to the results of fluorescence measurements, the most effective parameters were the gold nanoparticle concentration and size in the fluorescence recovery. The detection limit of the sensor was found 0.624 μmol/kg (0.068 mg/kg). In the analyses performed to define the selectivity of the samples against the histamine analyte, it was determined that the sensor mechanism was affected by the complex environment. Mackerel and anchovy were used to evaluate the developed aptasensor for histamine detection in food samples. As a result of the experiments, it has been shown that aptasensor behavior differs in fish and the sensor performance is adversely affected by potentially interfering components. Histamine concentrations of stored fish samples were evaluated in comparison with the aptasensor and HPLC. When the results were examined, different histamine concentrations were found with the aptasensor than with the HPLC method.