Aflatoksin M1 tayinine yönelik elektrokimyasal immünosensör geliştirilmesi
Development of electrochemical immunosensor for the detection of aflatoxin M1
Yazar: GÜLCAN SÖZEN İBEK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAL DAĞBAĞLI ; PROF. DR. PINAR KARA KADAYIFÇILAR
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Aflatoksin M1 (AFM1), küfler tarafından aflatoksin B1'in yemler aracılığı ile süt hayvanına geçmesi ve vücutta metabolize olması sonucu oluşan bir mikotoksindir. Bu nedenle süt ve süt ürünleri AFM1 içerebilir. Uluslararası Kanser Araştırma Enstitüsü (IARC) tarafından aflatoksin M1, Grup 1 karsinojen bileşik olarak bildirilmiştir. Bu nedenle AFM-1'in tayini önemlidir. Projenin amacı, aflatoksin M1'in hızlı ve kesin tayinine yönelik bir immunosensör geliştirmektir. Tasarlanan immunosensörde, AFM1'e spesifik bir antikor molekül, tek kullanımlık perde baskılı karbon elektrot yüzeyine kovalent olarak bağlanmasının ardından AFM1 ile muamele edilerek birleşmesi sağlanmıştır. Yüzeyde oluşan bu antikor/aflatoksin kompleksi elektrokimyasal impedans spektrometri tekniği (EIS) ile tayin edilmiştir. Tasarlanan immunosensörün seçiciliği anti– AFM1 ile etkileşime girmeyen bir toksin olan okratoksin A (OTA) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Böylece herhangi bir işaretlemeye gerek duyulmadan işaretsiz bir hızlı tanı sistemi geliştirilmiş olacaktır. Sensör yüzeylerine yabancı bir molekül veya yapının bağlanmaması için BSA ile blokaj çalışmaları yapılmış olup BSA ile kaplanan ve kaplanmayan yüzeylerin yanıtları değerlendirilmiştir. Bulgulara göre AFM1 /OTA etkileşimlerinin BSA kaplı yüzeylerde daha yüksek olduğu görülmüştür. Çalışmada tek kullanımlık perde baskılı elektrotlar ile en uygun antikor derişimi 0.2 ppm olarak belirlenmiştir. Elde edilen spektrometri verileri değerlendirildiğinde, toksin derişiminin artmasıyla yanıtlarında arttığı ancak en uygun ayırımın 0.1 ppm toksin derişimiyle elde edildiği gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre tayin sınırı (LOD) 0.3 ppb olarak hesaplanmıştır. Çalışmada altın nanopartikül (AuNP) ile modifiye edilmiş ve edilmemiş sensör yüzeylerde farklı süt numuneleriyle çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Analizler verileri incelendiğinde AuNP modifiye yüzeyin yanıtının daha yüksek olduğu bulunmuş ve hassasiyetin oldukça arttığı gözlenmiştir. Bu sonuçlara göre tasarımı yapılan biyosensör sistemin, gıda güvenliğini tehdit eden diğer toksinlerin analizleri için temel olabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Aflatoxin M1 (AFM-1) is a mycotoxin which is a consequence of the metabolism by the cow of aflatoxin B1 that is commonly produced by the fungal strains. Therefore milk and milk products may be contain aflatoxin M1. Aflatoxin M1 has been reported as Group 1 carcinogen by the International Cancer Research Institute (IARC). Therefore, the determination of AFM1 is important. The aim of the project is to develop an immunosensor for the rapid and precise determination of aflatoxin M1. In the designed immunosensor, an AFM1-specific antibody molecule was covalently bound to the disposable screen-printed carbon electrode surface. It was then treated with AFM1 to bind. This antibody / aflatoxin complex formed on the surface was determined by electrochemical impedance spectrometry technique (EIS). Ochratoxin A (OTA) toxin that does not interact with anti– AFM1 was used to determine the selectivity of the designed immunosensor. Thus, an unmarked rapid recognition system without any marking has been developed. In order not to bind a foreign molecule or structure to the surface, blockage studies, blockage studies were performed with BSA and the responses of BSA coated and uncoated surfaces were evaluated. In this study, the most suitable antibody concentration was determined as 0.2 ppm by using disposable screen printed electrodes. When the obtained spectrometry data were evaluated, it was observed that the increase in toxin concentration increased the answers but the most appropriate separation was obtained with 0.1 ppm toxin concentration. According to the results, the limit of determination (LOD) was calculated as 0.3 ppb. Gold nanoparticles (AuNP) modified and unmodified sensor surfaces were studied with different mk samples. When the analysis data were examined, it was found that the response of AuNP modified surface was higher and the sensitivity increased considerably. It was concluded tahat the biosensor system designed according to these results may be the basis for the analysis of other toxins threatening food safety.