Model tükürükte qcm sensör ile sentetik genetik materyal tespiti
Synthetic genetic material detection with qcm sensor in model saliva
Yazar: FURKAN SOYSALDI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET ÇAĞRI SOYLU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Biyosensörler = Biosensors

Özet:
Erken teşhis, hastalıkların tedavisinde çok kritik bir rol oynamaktadır. Özellikle günümüzde Polimeraz Zincirleme Tepkimesi (Polymerase Chain Reaction) (PCR) genetik olarak hastalıkların teşhisi için Altın Standart olarak kullanılmaktadır. PCR yerine kullanılabilecek alternatif yöntemler araştırılmaktadır, çünkü; işlem süresi uzun, yatırım maliyetleri pahalı ve sadece gelişmiş ülkelerin erişebildiği ve sahip olduğu tam donanımlı laboratuvarlar gerektiriyor. Tükürük üzerinden genetik tespit yapabilen alternatif bir yöntem, göreceli olarak daha düşük bir enfeksiyon riskine sahip olur ve hasta konforu invaziv işlem uygulanmadığından dolayı çok daha yüksek olur.  İşlemi sağlayan sağlık personeline ve diğer hastalara enfeksiyonların bulaşma riski kan örneklerine kıyasla tükürükte çok daha az olmaktadır.
Bu çalışmada, sensör yüzeyindeki toplam kütle değişimini 0.5 ng/cm2 hassasiyetle, rezonans frekansındaki değişimden algılayan bir algılayıcı cihaz olan Kuvars Kristal Mikrodenge (Quartz Crystal Microbalance) (QCM) cihazı kullanılmıştır. Sensör yüzeyi, sensörün kararlılığını artırmak ve yeterli immobilizasyon için uygun yüzey sağlamak için (3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane (MPS) kaplama ajanına maruz bırakılmıştır. Sentetik Prob DNA (pDNA), Sentetik Target DNA'yı (tDNA) tespit edebilmek için sensör yüzeyine yerleştirilmiştir. pDNA immobilizasyonu ve sensör yüzeyini Büyükbaş Serum Albümin (Bovine Serum Albumin) (BSA) ile bloke ettikten sonra, yüzey her bir konsantrasyon seviyesi için negatif kontrole ve 3 farklı tDNA konsantrasyonuna en az 3 kez maruz bırakılmıştır. Sonuçlar, simüle edilmiş tükürükteki genetik materyalin, 1.2 ng/cm2 (108 kopya/mL) hassasiyet seviyesinde izolasyon, saflaştırma ve amplifikasyona ihtiyaç duyulmaksızın tespit edildiğini göstermektedir.

Abstract:
Early diagnosis plays a crucial role in curing the diseases. Especially, nowadays, PCR (Polymerase Chain Reaction) is used as a Gold Standard for genetically diagnosing illnesses. Alternative ways are being searched to be used instead of PCR because it takes more time to process, needs more investment, requires fully-armed laboratory condition which is available and accessible only in developed-countries. An alternative method which is able to make genetic detection in saliva would have relatively lower infection risks, and patients comfort would be much higher by the reason of invasive treatment is not processed. The risk of transmission of contagious infections to medical officials or patients is lower with saliva compared to blood samples.
QCM (Quartz Crystal Microbalance) which is a sensing device to be able to detect total mass-change on sensor surface with 0.5 ng/cm2 sensitivity by the alteration of resonance frequency has been used in this study. Sensor surface has been exposed to (3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane (MPS) coating agent to increase the stability of sensor and provide a proper surface for sufficient immobilization. Synthetic Probe DNA (pDNA) has been placed on the sensor surface to make it able to detect the Synthetic Target DNA (tDNA). After pDNA immobilization and blocking sensor surface with Bovine Serum Albumin (BSA), the surface has been exposed to negative control and 3 different concentrations of tDNA at least 3 times for each concentration level. Results show that genetic material in simulated-saliva has been detected without the need of isolation, purification and amplification at 1.2 ng/cm2 (108 copies/mL) of sensitivity level.