Altın nanopartikül modifiye elektrotların tasarımı ve elektrokimyasal dna hibridizasyon tayinine yönelik uygulamaları
Design of gold nanoparticle modified electrodes and their applications for the detection of electrochemical dna hybridization
Yazar: MERVE MUTİ
Danışman: PROF. DR. KADRİYE ARZUM ERDEM GÜRSAN ; YRD. DOÇ. DR. MİHRİCAN MUTİ ERDEM
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Nükleik asit analizine dayanan elektrokimyasal DNA biyosensörlerinin tasarımında, nanoteknolojinin gelişmesiyle birlikte nanomalzemelerin kullanımı artmıştır ve bu sayede daha duyarlı ve seçimli biyosensör platformları geliştirilmiştir. Tez çalışmamızın ilk bölümünde tek kullanımlık kalem grafit elektrot yüzeyini modifiye etmek için gerekli deneysel koşullar optimize edilmiştir. Kalem grafit elektrot yüzeyi elektroaktif 2-Amino-5-mercapto-1,3,4-thiadiazole (AMT) ile modifiye edilmiş ve sonrasında, AMT'nin yapısında bulunan tiyol grupları üzerinden altın nanopartiküllerin (AuNP) elektrot yüzeyine bağlanması hedeflenmiştir. Hazırlanan sensörlerin mikroskopik yüzey karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. AuNP ile modifiye edilmiş elektrot yüzeyine Hepatit B virüsünü (HBV) temsil eden DNA prob dizisi immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümü, yüzeyine prob immobilize edilmiş AuNP modifiye elektrot ile hibridizasyon çalışmalarını ve impedimetrik hibridizasyon tayini içermektedir. Hazırlanan elektrodun seçimliliği, hedef DNA dizisi, tek bazı hedeften farklı DNA dizisi (MM), rastgele DNA dizisi (NC) kullanılarak test edilmiş ve elektrodun tayin sınırı belirlenmiştir. .Tüm deneysel çalışmalarda elektrokimyasal empedans spektrometri (EIS) tekniği kullanılmış ve transfer edilen yüke karşı oluşan direnç (Rct) değerindeki değişim üzerinden hibridizasyon tayini gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
With the development of nanotechnology there is an increased usage of nanomaterials in the design of electrochemical DNA biosensors based on nucleic asids and thus more sensitive and selective biosensor platforms were developed.  In the first part of our study, the experimental conditions to modify disposable pencil graphite electrode surfaces were optimized. The electrode surface was firstly modified with 2-Amino-5-mercapto-1,3,4-thiadiazole (AMT). By this way it was aimed to bind gold nanoparticles (AuNPs) to the electrode surface since AMT contains thiol groups. The microscopic characterization of the electrodes were performed by using scanning electron microscopy (SEM). Probe sequence related to Hepatitis B virus (HBV) was immobilized onto the AuNPs modified electrode  surface. In the second part of our study the detection of hybridization studies by using probe immobilized AuNPs modified electrodes was performed. The selectivity of the electrode was tested by using target DNA, one base mismatch (MM) and non comlementary (NC) DNA sequences and detection limit was determined. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) technique was applied for all experiment in our study and the detection of hybridization was investigated according to the changes at  the values of the charge transfer resistances (Rct).