Plazmonik nanoçukurcuklar üzerinde yüzeyde zenginleştirilmiş raman saçılmasına dayalı protein tayini
Protein detection based on surface enhanced raman scattering on plasmonic nanowells
Yazar: HATİCE ONAT
Danışman: PROF. DR. MEHMET KAHRAMAN
Gaziantep Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Canlıların yapısında bulunan çeşitli görevlere sahip organik makro moleküllerden olan proteinlerin nitel ve nicel analizleri günümüzde önemli bir yere sahiptir. Biyolojik ve kimyasal moleküllerin tayin yöntemleri arasında yer alan Yüzeyde Zenginleştirilmiş Raman Saçılması (YZRS) tekniği hassas, hızlı ve doğru bir şekilde proteinlerin tespitine olanak sağlamaktadır. Nanomalzemelerin plazmonik özelliklerinden yararlanılarak Raman saçılması zenginleştirilebilir ve proteinlerin tayini düşük derişimlerde bile gerçekleştirilebilir. Bu tez kapsamında kimyasal indirgeme yöntemi ile hazırlanan gümüş nanoparçacıklar (AgNPs) farklı büyüklüklerdeki lateks mikroparçacıklar ile karıştırılarak iletim derleme yöntemi ile cam lam yüzeyine biriktirildi ve organik çözücü ile yıkanarak nanoçukurcuklar oluşturuldu. Elde edilen nanoçukurcuklardan oluşan YZRS substratları atomik kuvvet mikroskopu (AFM) ve taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile karakterize edildi. Hazırlanan yüzeylerin YZRS aktiviteleri 4-Aminotiyofenol  (4-ATP) kullanılarak belirlendi. Elde edilen sonuçlara göre 1,0 µm büyüklüğündeki lateks parçacıkları ile hazırlanan nanoçukurcuklardan oluşan YZRS substratının en yüksek YZRS aktivitesine sahip olduğu belirlendi. En yüksek YZRS aktivitesine sahip YZRS substratı üzerine farklı derişimlerdeki proteinlere (Avidin, BSA, Sitokrom-C, Hemoglobin ve Lizozim)  ait YZRS spektrumları alındı ve en düşük tespit sınırının 0,1 µg/mL olduğu belirlendi. Sonuçlar hızlı, ucuz ve basit bir teknik ile hazırlanan YZRS substratı kullanılarak proteinlerin düşük derişimlere kadar tespit edilebileceğini gösterdi.

Abstract:
Qualitative and quantitative analyses of proteins, which are organic macromolecules with various functions in the structure of living things, have an important place today. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) technique, which is among the detection methods of biological and chemical molecules, allows the sensitive, fast, and accurate detection of proteins. By utilizing the plasmonic properties of nanomaterials, Raman scattering can be enhanced, and the detection of proteins can be performed even at low concentrations. Within the scope of this thesis, silver nanoparticles (AgNPs) prepared by the chemical reduction method were mixed with latex microparticles of different sizes and deposited on the glass slide surface by the convective assembly method. Nanowells were obtained by washing latex particles with an organic solvent. Nanowell SERS substrates were characterized by atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). The SERS activities of the prepared surfaces were determined using 4-aminothiophenol (4-ATP). According to the results obtained, it was determined that the SERS substrate, consisting of nanowells prepared with 1.0 µm latex particles, had the highest SERS activity. SERS spectra of different concentrations of proteins (Avidin, BSA, Cytochrome-C, Hemoglobin, and Lysozyme) were taken on the YZRS substrate with the highest SERS activity, and the lowest detection limit was determined to be 0.1 µg/mL. The results showed that proteins can be detected down to low concentrations using SERS substrate prepared with a fast, inexpensive, and simple technique.