Elektrokimyasal biyosensör ile patojen tespiti
Pathogen detection with electrochemical biosensor
Yazar: FULYA KARAŞAHİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YOSUN MATER ; DOÇ. DR. İLKE GÜROL
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyosensörler = Biosensors ; Elektrokimyasal sensörler = Electrochemical sensors ; Escherichia coli = Escherichia coli ; İmmünosensör = Immunosensor

Özet:
Gıda ve sudaki patojenik bakterilerin doğru ve sağlam tespiti önemli bir konu olmaya devam etmektedir. Gıdadaki olası mikroorganizma kontaminasyonunun değerlendirilmesi için E.coli sayısı en temsili göstergelerden biridir. Bunun nedeni, bazı E.coli suşlarının (O157:H7, vb.) oldukça toksik olması ve enfeksiyon dozunun 10 hücre kadar düşük olmasıdır. E.coli kontaminasyonu salgınları ciddi halk sağlığı sorunlarına ve çok sayıda ekonomik kayıplara neden olmuştur. Dünya Sağlık Örgütü'nün (WHO) tahminine göre her yıl 1,5 milyon kişi, E.coli ile kirlenen içme sularından kaynaklanan ishalli hastalıklar nedeniyle hayatını kaybetmektedir. Bu bağlamda tehlikeli olan patojenlerden Escherichia coli O157:H7 bakterisini tespit edebilen potansiyometrik elektrokimyasal bir immunosensör geliştirildi. Screen printed altın yüzeye çeşitli monoklonal anti-E.coli O157:H7 antikorları (9A10,13F10, 6H4) immobilize edildi. Altın nanopartiküllerin çevresine HRP ile işaretlenmiş aynı monoklonal anti-E.coli O157:H7 antikorları dizidi ve bakterilerin tespitleri sağlanmış oldu. CV (Cyclic voltametri) ile ölçümler alındı. Biyosensör, 101 CFU/mL ile 108 CFU/mL bakteri konsantrasyonları arasında çalışma aralığına sahiptir. Antikorların tespit sınırları (LOD) 9A10 için 23,37 CFU/mL, 13F10 için 24,92 CFU/mL ve 6H4 için 19,22 CFU/mL bakteridir. Özet olarak, geliştirmiş olduğumuz bu potansiyometrik immünosensör; yüksek hassaslığının yanında aynı zamanda güvenilir ve sadece E.coli O157:H7 suşuna spesifiktir.

Abstract:
Accurate and robust detection of pathogenic bacteria in water and food remains an important subject. For the evaluation of probable microorganism contamination of food, the number of E.coli is one of the most evident indicatiors. O157:H7 from the strains of E.coli is highly toxic and the infection dose is arount 10 cells. The epidemic of E.coli contamination can be in serious public health problems and countless economic losses. According to WHO, 1.5 million people lose their lives owing to the the diarreal diseases steming from O157:H7 each year, due to polluted drinking water with E.coli. A potentiometric electrochemical immunosensor has been developed that can detect Escherichia coli O157:H7 bacteria, one of the generally known and dangerous pathogens. Various monoclonal anti-E.coli O157:H7 antibodies (9A10,13F10, 6H4) were immobilized on the screen printed gold surface. The same monoclonal anti-E.coli O157:H7 antibodies labeled with HRP were arrayed around the gold nanoparticles and bacteria were detected. Measurements were taken with CV (Cyclic voltammetry). The biosensor has an operating range of bacterial concentrations between 101 CFU/mL and 108 CFU/mL. The limits of detection (LOD) of antibodies are 23.37 CFU/mL for 9A10, 24.92 CFU/mL for 13F10 and 19.22 CFU/mL for 6H4 bacteria. In summary, this potentiometric immunosensor we have developed; Besides its high sensitivity, it is also safe and specific only to E.coli O157:H7 strain.