Dalga kılavuzu esaslı dna biyosensörlerinde kullanılacak olan DNA problarının immobilizasyonu ve dalga kılavuzu özelliği taşıyan ince filmlerin üretimi
Fabrication of the thin films, having waveguide properties and probe DNA immobilization onto that films to be used in waveguide based dna biosensors
Yazar: SİNAN MERT ÖLMEZCAN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET YAVUZ ORAL
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyosensörler = Biosensors ; Daldırma kaplama yöntemi = Dipping coating method ; Dalga kılavuzları = Waveguides ; İnce filmler = Thin films

Özet:
Bu çalışmada, dalga kılavuzu esaslı DNA biyosensörlerinde kullanmak amacıyla dalga kılavuzu özelliği taşıyan TiO2-SiO2 ince filmler, cam altlık üzerine, sol-jel yöntemiyle, daldırarak kaplama cihazında üretilmiştir. Bu tür biyosensörlerin duyarlılığı için gerekli olan yüzey boyunca kırınım insisindeki değişmezliği optimum noktaya taşımak amaçlı farklı deneysel parametrelerle filmler üretilmiştir. Film kalınlığı 0.4-1 ? m arasında değiştirilmiş ve filmlerin optik karakterizasyonları dalga kılavuzu özelliğini gösteren modları ölçerek yapılmıştır.DNA tutuklanması için film yüzeyinin homojen dağılmış, gözenekli (porous) yapıda olması gerekmektedir. Yapının gözenek dağılımı ve yapısını belirlemek için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Elektron mikroskobu fotoğrafları, boyut dağılımı 10-50 nm aralığında olan gözeneklerin homojen dağıldığını göstermiştir.Film yüzeyinde DNA tutuklaması kırınım indisi değişimine sebep olur, bu değişim kırılma indisi farkı ölçen prizma çiftleyici (prism coupler) düzeneği ile belirlenmiştir. DNA tutuklanmasından önce 1,6928 olarak ölçülen kırınım indisinin 1,6937' ye yükselmesi gözeneklerde (pores) tutuklanmanın gerçekleştiğini işaret eder.Burada çalışmada tasarımı yapılan fiber optik nükleik asit biyosensörlerinin algılayıcı kısmında silika optik fiberlerin yüzeyine kovalent bağlanacak şekilde tutuklanan (immobilization) oligonükleotitler (prob DNA) bulunur. Daha sonra bu prob DNA'lar flüoresan bağlı numune içindeki DNA'larla (target DNA) hibritleşme ortamında bırakılır. Dalga kılavuzu özelliği gösteren filmlerin içinden iç yansımalarla geçen lazerle bu hibritleşmeyi gerçekleştirmiş DNA'lara bağlı flüoresanın etkileşim sonucu yaydığı toplam flüoresan şiddeti detektörlerle belirlenir.

Abstract:
In this study, SiO2-TiO2 thin films, having optical waveguide properties, were fabricated onto glass substrate, by sol-gel dip coating technique. The accuracy of that type of biosensors increases if the film has the same refractive index along the surface. By changing the empirical parameters, several films were fabricated within the thickness range of 0.4 to 1 µm. The modes, with waveguide properties, were measured for optical characterization of thin films.For DNA immobilization, surface should contain homogenously distributed nanopores. The microstructure of film surface was investigated by SEM (Scanning Electron Microscope). The SEM micrographs showed that the pore size ranged from 10 to 50 nm and pores were homogenously distributed.Immobilization of probe DNA changes the refractive index the change was detected by prism coupler. The mean refractive index value of the film before the probe DNA immobilization was 1.6928 and after the immobilization it was 1.6937. From this increase, it can be concluded that the prob DNA strands immobilized on the pores.The fiber optic nucleic acid biosensors are based on the measurement of total fluorescence caused by interaction between the fluoresin molecules bonded to the target oligonucleotides. Hybridization may occur between the target oligonucleotides and prob oligonucleotides, which were covalently immobilized on silica surfaces. The light passing through the waveguide by a series of total internal reflections interacts with the fluoresin molecules bonded to the hybridizated target oligonucleotides and the total flouresence is measured by a detector system.