Development of a label-free electrochemical impedimetric immunosensor based on gold nanoparticle modified screen-printed gold electrode for the detection of carcinoembryogenic antigen (CEA) by monoclonal CEA antibody immobilization
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, BİYOMÜHENDİSLİK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SULTAN ŞAHİN
Danışman: İbrahim Işıldak
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İmpedimetrik immünosensörler, çalışma elektrodu üzerine antikor immobilizasyonu ile oluşturulurlar. Çalışma prensipleri ise birbirlerine spesifik antikor ve antijen çiftinin çalışma elektrodu üzerindeki elektrokimyasal etkileşiminden oluşan rezistans ile etkileşim gösteren antijen konsantrasyonu arasındaki ilişkiyi esas alır. Elektrokimyasal impedans spektroskopisi genellikle bu tip afinite biyosensör uygulamalarda kullanılmaktadır. Elektrokimyasal impedimetrik biyosensörlerin kanser biyomarkırlarının duyarlı tayininde önemli avantajları vardır; daha küçük, hızlı, duyarlı, ucuz ve radyasyonsuz olması, etiketleme yapmadan belirlenebilmesi, basit üretim prosedürlerine sahip olması, zaman tasarrufu sağlaması, daha uzun raf ömrünün olması ve kullanım basitliği bu avantajlardandır. Bu özellikler, insan kan serumundaki kanser markırı tespiti hastalığın erken aşamalarında tespit edilmesini ve takip aşamasındaki tetkikleri önemli ölçüde kolaylaştırır. Karsinoembriyojenik antijen (CEA), onkofetal bir antijendir, embriyonik dönemde oluşur ve doğumdan sonra baskılanır. Kan serumundaki miktarı kolorektal, akciğer, göğüs kanseri ve ovaryum karsinoma ile ilişkilendirilen önemli bir kanser biyomarkırıdır. Yetişkin insanların serumunda çok düşük düzeylerde bulunur. Yetişkin insanların serumunda yüksek düzeyde olması malignite bulgusu olarak kabul edilir. Elektrokimyasal impedans spektroskopisi ile CEA tayini hastalığın tespitini ve takibini kolaylaştırıp insanların yaşam standartlarını yükseltebilir. Altın yüzey tiyol-altın ve hidrofobik etkileşimlerle alakalı olarak biyomateryallerin adsorbsiyonunu kolaylaştırma noktasında immobilizasyon sürecinde çeşitli avantajları vardır. Son yıllarda, altın nanopartiküller antikor immobilizasyonunda, daha duyarlı bir elektrokimyasal immuno ölçüm yapılabilmesi için kullanılmaktadır. Altın nonopartiküller geniş yüzey alan oluşturabilme, biyouyumluluğu yüksek olması ile, nanoboyuttaki parçacıkların serbest yüzey enerjisine sahip olmasından dolayı çalışan elektrot üzerinde antikorların kuvvetli adsorbsiyonuna sebep olur. Altın nanopartiküller, elektrot yüzeyi ve redox proteini arasındaki elektron transferini hızlandırır, nanoboyuttaki yapısıyla redox proteinin (monoklonal CEA antikorunun) elektroda daha yakın olmasını sağlayıp elektrokimyasal biyosensör uygulamalarda daha etkili kütle transferi sağlar. Başka bir deyişle, altın nanopartiküller antikor immobilizasyonunda istenen bir aramoleküldür. Bu çalışmada altın çalışma elektrodu tiyolle modifiye edilip yüzeyi altın nanopartiküllerle fonsiyonelleştirilip CEA tespit edebilecek impedimetrik biyosensör geliştirmek hedeflenmektedir. Bu tez çalışmasında biyosensörün transdüser kısmı üzerinde, Au çalışma elektrodunun elektrokimyasal etkileşimleri iletmesi temelinde çalışılmıştır. Serigraf baskılı altın elektrot modifikasyonu yüzeyde oluşacak elektrokimyasal değişimleri elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) ve dönüşümlü voltamogram (CV) ile değerlendirilebilir elektrokimyasal sinyallere dönüştürülmüştür.