Microfluidic system development for detection of single-cell mechanical properties
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: GİZEM AYDEMİR
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hüseyin Üvet
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez kapsamında, holografik görüntüleme tekniğiyle tek bir hücre olarak kanser hücrelerinin ve sağlıklı hücrelerin mekanik özelliklerini belirlemek için mikroakışkan sistem geliştirilmiştir. Mikroakışkan çiplerin getirdiği en önemli yenilikler, aynı anda birçok işlemi gerçekleştirebilmeleri, hücre ayırma süreçleri ve mikrokanalların sürekli olarak tanımlanıp takip edilebilmeleridir. Ayrıca dar ve kısıtlı bir alanda hücreleri işlemek ve analiz etmek için uygun bir ortam sağlarlar. Bu nedenle, analiz, değerlendirme, hücreler üzerinde replikasyon gibi işlemlerde mikroakışkan çip uygulamalarının kullanımı yaygınlaşmıştır. Tez kapsamında geliştirilen mikroakışkan sistemlerde PDMS esaslı mikroçipler üretilir ve mikrokanalların bulunduğu bir platform olarak tasarlanır, hücreler ayrı ayrı hareketsiz hale getirilebilir ve akustik etkilere maruz kalabilir. Deneyler esnasında uygun kanser hücre hattı olarak HCT-116 (Kolon Kanseri), ONCO-DG-1 (Yumurtalık Kanseri), MDA-MB-1 (Meme Kanseri) ve sağlıklı bir hücre hattı olarak HUVEC'ler (İnsan Göbek Damarı Endotelyal Hücreleri) kullanıldı. Öncelikle, hücrelerin kontrol edilebildiği bir mikroakışkan sistem geliştirilmiştir. Mikroakışkan sistemleri kontrol etmek için de akışın kontrolü büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle, mikroakışkan sistemdeki akış hızı diyamanyetik levitasyona dayalı bir mikro-akış sensörü geliştirilerek ölçülmüştür. Geliştirilen bu sensör sayesinde, mikrokültür sisteminde hücre kültürü çalışmaları için optimum değerler belirlenmiştir. Daha sonra, ultrasonik transdüserler mikroakışkan sisteme entegre edilmiştir. Akustik transdüserler kullanılarak hücre yüzeylerinde akustik yüzey dalgaları oluşturuldu. Bu akustik transdüserler, yüksek frekans modları nedeniyle hücre yüzeyinde fark edilebilir dalgalar oluşturmak için kullanılmıştır. Sonuç olarak, holografik görüntüleme tekniği ile kanser hücreleri üzerindeki akustik mekanik etki elde edildi. Sonuç olarak, deneylerde, kanser hücrelerinin mekanik sertliğini belirlemek için 1 Hz ile 2 kHz frekans aralığında ve 3Vpp ile 5Vpp genlik aralığında akustik dalgalar gönderilmiştir. Optimum frekans aralıkları belirlenmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Tezde yapılan bu çalışmalarla, kanser hücrelerinin morfolojik yapılarını akustik-holografik olarak ortaya çıkarabilen mikroakışkan bir sistem geliştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Mikroakışkan, yonga üstü sistemler (Lab-on-Chip), kanser, akustik, holografi