Biosensors
61 theses under this subject heading
Biyomoleküllere duyarlı grafen oksit/poliamit esaslı sensörün hazırlanması ve elektrokimyasal performansının incelenmesi
Bu tezde, askorbik asit (AA) varlığında, ürik asit (UA), dopamin (DA) ve dihidroksibenzen izomerleri olan rezorsinol (RC), hidrokinon (HQ), katekol (CC) tayini için, camsı karbon elektrot (GCE) üzerine kaplanmış grafen oksit ve 1,4-fenilendimetanamin içeren p[GO-PDMA] olarak adlandırılan, GC elektrot üzerine kolay hazırlanan ve hızlı tayin yapabilen yeni bir elektrokimyasal sensörün güvenirliliği ve seçiciliği araştırılmıştır. GC/p[GO-PDMA] sensörün yapısı ve yüzey topografyası taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ile karakterize edilmiştir. Dönüşümlü voltametri (CV), diferansiyel puls voltametrisi (DPV) ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi UA, DA, AA ve dihidroksibenzen izomerlerinin voltametrik tayininde kullanılmıştır. Elektrokimyasal analiz sonuçları p[GO-PDMA] esaslı biyosensörün geniş lineer aralığa, iyi korelasyon katsayılarına ve düşük gözlenebilme sınırı değerlerine sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca, gerçek numune analizi olarak, AA varlığında UA ve DA tayinleri insan serum örneklerinde çalışılmıştır. Ayrıca şebeke sularında RC, HQ and CC tayini elektrokimyasal olarak yapılmıştır.
Production of activated carbon nanofibers using natural catalysts and their use in miRNA biosensors
In recent years of researches, sciences and technologies have been focused on the nanoscale for enhancing the properties and efficiency of materials. Nanotechnology investigates the production, manipulation and analysis of materials in the molecular scale. The nanomaterials are known for their large surface area that promote a wider active zone for modification, control and improvement of the conceived surface structures. Electrochemical biosensors are one of the widely used detection technique for the investigation of biomolecules. The efficiency of theses biosensors and their selectivity depends mostly on the surface characteristics of working electrodes. Enhancing the quality of the electrode's surface led to a better immobilization and enhance the hybridization process, for this reason many materials were used and carbon nanofibers shows high performances and flexibility with ease of use which made researchers focused on its development. PAN is the most common polymer used as electrospun carbon nanofiber precursor In the light of the plethora of researches converged on the nanomaterial's applications, the present study focused on combining the properties of natural catalyst as Lawsone and Hemoglobin in different amounts for the production of an activated carbon nanofibers by electrospinning methods. The obtained carbonized nanofibers and their graphitic properties were electrochemically investigated to enhance the sensitivity of the biosensory system, and the amelioration of the selectivity detection of miRNA molecules. A study of the optimization of the electrochemical measurements was also investigated to determine the efficient temperature, storage time and concentrations in the electrochemical measurements. The electrochemical measurements result for both Lawsone and Hemoglobin enriched CNFs investigations validates the efficiency of the miRNA molecules employing CNFs for a biosensing apparatus using SPEs with a low content of catalyst added (Leading to improve the level of catalysation observed in the carbonisation step). The conceived biosensory configuration can be safely used for a detection of specific RNA molecules.
Detection of small organic molecules with three-dimensional biomolecule-based biosensors using bioinformatics applications
Endocrine-disrupting chemicals (EDCs) are an array of compounds, either synthetic or naturally occurring, that have the ability to mimic or interfere with the normal hormonal activity within the body upon exposure. The genesis of these substances is attributed to the consumption of polluted water, inhalation of polluted air, consumption of contaminated food, or exposure to polluted soil. As a result, biosensors have been constructed for the purpose of rapid and targeted detection of endocrine-disrupting compounds (EDCs) in environmental samples. Biosensors employ aptamers, which are biological recognition elements, in their production. Aptamers have emerged as a promising substitute for various applications, exhibiting superiority over numerous biomolecules due to their inherent advantages such as enhanced stability, reusability, artificial synthesis, and prolonged preservation. Aptamer biosensors serve a crucial role in the detection of small molecules due to these characteristics. Due to the intricacy of aptamer structure, their elucidation by conventional methods is extremely challenging. This circumstance has led to the development of three-dimensional aptamer structures based on various models and techniques. This study aims to provide an approach to predicting the 3D structures of the SS-DNA required for this sequence by initially selecting an aptamer sequence showing biosensor properties specific to BPA, one of the endocrine-disrupting chemicals detected in water samples in the literature. The present study aims to elucidate the intermolecular mechanisms and binding affinity between aptamers and endocrine-disrupting chemicals through the utilization of bioinformatics techniques such as molecular docking, molecular dynamics simulation, and binding energies. Furthermore, a comparative analysis of the reliability of different modeling programs and force fields will be conducted by assessing their correlation with experimental results reported in the literature. The results of our study using these computational strategies will provide useful information to reveal the intermolecular mechanisms and affinity required for aptamer-based biosensors and to develop a new aptamer for aptamer-based biosensors in a shorter time and at a lower cost. Keywords: Aptamer, Binding energy, Endocrine disruptive chemicals, molecular docking, molecular dynamic simulation
Glukoz tayinine yönelik yeni bir biyosensör tasarımı
Glukoz tayinine yönelik bu çalışmada glukoz oksidaz enzimi ve peroksidaz enzimi, sığır serum albümini/jelatin ve glutaraldehit ile çapraz bağlanarak Au elektrot yüzeyine sabitlenmiş ve geliştirilen biyosensör ile glukoz ölçümleri 0.9 V'ta amperometrik yöntem ile alınmıştır. Tasarlanan biyosensörün optimizasyon çalışmalarında öncelikle biyoaktif tabaka için jelatin miktarı, sığır serum albumin miktarı ve glutaraldehit yüzdesi gibi parametreler, çalışma koşullarının optimizasyonunda ise tarama hızı, pH, sıcaklık ve tampon derişimi optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyon çalışmaları içinde doğrusal tayin aralığı, raf ömrü, ölçüm tekrarlanabilirliği ve serumda glukoz analizleri yapılmıştır. Biyoaktif tabakanın optimizasyonunda BSA miktarı, jelatin miktarı ve glutaraldehit yüzdesi sırasıyla 0.030 gr, 0.45 gr ve % 2.5 olarak tespit edilmiştir. Fosfat tamponunun pH: 7.5 ve 50 mM, tarama hızının 0.05 V/s, sıcaklığın ise 35 °C optimum çalışma koşullarını sağladığı belirlenmiştir. Au/BSA-jelatin/glukoz oksidaz-peroksidaz/glutaraldehit modifiye biyosensör için karakterizasyon çalışmalarında 5-400 mg/dL aralığında glukoz için doğrusal sonuçların alındığı belirlenmiştir. Raf ömrü çalışmalarında 40.günün sonunda yanıtın % 72'ye kadar korunduğu, 80 mg/dL derişimle kullanılarak yapılan tekrarlanabilirlik çalışmalarında (n=13) standart sapma (S.S) = ±0.1320 ve % varyasyon katsayısı (V.K) = 0.165 olarak bulunmuştur. Serum örnekleriyle yapılan çalışmalarda; biyosensör, kit ve altın standart olarak kabul ettiğimiz merkez laboratuvar sonuçlarının ROC eğrileri analizi yapılmıştır ve biyosensör sonuçlarının (.90-1.00) ile mükemmel aralıkta olduğu bulunmuştur.
Ürik asit tayinine yönelik yeni bir biyosensör tasarımı
Ürik asit insanlarda pürinlerin katabolizması sonucu oluşan son üründür. Biyolojik sıvılarda ürik asidin miktarı gut hastalığı, Lesch-Nyhan sendromu, böbrek hastalığı ve Von Gierke hastalığı gibi birçok hastalığın teşhisindeki rolünden dolayı tayini tıbbi açıdan büyük önem taşımaktadır. Günümüzde ürik asit tayininde kolorimetrik, kromatografik, spektrofotometrik gibi farklı yöntemler kullanılmaktadır. Ancak bu yöntemlerin genel olarak zaman alıcı ve pahalı sistemler olmasından dolayı, biyosensör temelli yöntemler tercih edilmeye başlanmıştır. Biyosensörlerin diğer yöntemlerden en önemli avantajı, tayin edilecek maddeler için ekonomik, pratik ve özgün olmasıdır. Bu çalışmada, ürik asit tayini için yeni bir amperometrik biyosensör geliştirildi. Ürik asit tayinine yönelik bu çalışmada ürikaz enzimi, sığır serum albumin/jelatin ve glutaraldehit ile çapraz bağlanarak grafit elektrot yüzeyine sabitlenmiş ve geliştirilen biyosensör ile ürik asit ölçümleri 0.1 V'ta alınmıştır. Tasarlanan biyosensörün optimizasyon çalışmalarında biyoaktif tabaka için, BSA miktarı, glutaraldehit %'si ve jelatin miktarı optimizasyonu, çalışma koşullarının optimizasyonunda ise tarama hızı, pH, sıcaklık ve tampon derişimi belirlendi. Son olarak biyosensör karakterizasyon çalışmalarında tayin aralığı, raf ömrü ve ölçüm tekrarlanabilirliği analizleri yapıldı. Biyoaktif tabakanın optimizasyonunda sığır serum albumini miktarı 0,03 gr, glutaraldehit yüzdesi % 2,5 ve jelatin miktarı 0,45 gr olarak bulundu. Optimum çalışma koşullarının belirlenmesinde asetat tamponunu pH 6,5 ve 0,1 M derişiminde saptanırken, tarama hızı 0,05 V/s ve sıcaklık 35 0C olarak belirlendi. Karekterizasyon çalışmalarında ise gözlenebilme sınırı 2,5×10-7 M doğrusal aralık 2,5×10-7 − 5×10-3 M olarak bulundu. 40. günün sonunda biyosensör yanıtının % 82,5'a kadar korunduğu, 0,5 mM ürik asit derişimi kullanılarak yapılan tekrarlanabilirlik çalışmalarında (n=15), standart sapma (SS) = 0,1 ve % varyasyon katsayısı (VK) = 0,2 olarak bulundu. Anahtar Kelimeler: Grafit elektrot, ürik asit biyosensörü, ürikaz, amperametri
Fetal cell-free DNA tayinine yönelik genosensör çalışması
21. yüzyılın laboratuvar teknolojisi olan biyosensörler klasik yöntemlere kıyasla sahip oldukları avantajlar sebebiyle yoğun ilgi görmektedir. Genetik analizlerde kullanılan biyosensörlere genosensör adı verilmektedir. Genosensörler rutin genetik analizler ile karşılaştırıldığında, polimeraz zincir reaksiyonuna (PCR) ve jel elektroforezi gibi zaman alıcı ve maliyetli işlemleri gerektirmemektedir. Bu çalışmanın amacı, maternal kandaki "cell-free" fetal DNA'dan paternal mutasyon tayini için nanopolimer bazlı genosensör ile yeni bir prosedür geliştirmektir. Kuvars-kristal mikrobalans (QCM) ve biyosensör teknolojilerini kullanılarak β-talasemi IVS1-110 mutasyonun analizine uygulanmıştır. Bu amaçla, mutasyona ait problar genosensör elektrodu üzerine Poli Hema-MAC nanopolimeri aracılığıyla bağlandı ve daha sonra örnekler tespit amacıyla çalışma hücresine eklendi. Genosensörün optimizasyon, karakterizasyon, duyarlılık ve özgüllük çalışmaları yapıldı. Geliştirilen biyosensör, yüzeyine bulunan proba özgül olarak fetüsün paternal mutasyon varlığını ortaya koyabilmektedir. Rutinde kullanılan geleneksel yöntemlerle karşılaştırıldığında, daha düşük maliyetli, hızlı sonuç verebilen, özgüllüğü ve saptama etkinliği yüksek olarak bulunmuştur.
Kanda demir tayinine yönelik yeni bir biyosensör tasarımı
Demir bir çok proteinin ve enzimin yapısında bulunur, dokulara oksijen taşınmasında görev almakla birlikte, hücrelerin gelişmesinde ve farklılaşmasında kilit rol oynar, gerekli önlem alınıp tedavi edilmez ise ciddi sorunlara yol açabilir. Demir eksikliği WHO verilerine göre dünya nüfusunun %30'unu etkilemektedir. Demir fazlalığı demir eksikliği gibi tehlikeli bir tablodur. Bu nedenle kan/serum demir seviyesinin ölçümü tıbbi açıdan büyük önem taşımaktadır. Vücuttaki demir düzeyi ile ilgili ortaya çıkan hastalıkları teşhis etmek için, gerekli anahtar parametrelerin izlenmesinde sürekli, hızlı ve duyarlı sistemler tıbbi açıdan büyük önem taşımaktadır. Biyolojik bir tanıma elemanı ve uygun bir dönüştürücünün birleşmesinden meydana gelen biyosensörler; demir düzeyini saptamak için ihtiyaç duyulan sistemleri karşılayan araçlar arasındadır. Bu çalışmada serum demir düzeyinin ölçümü için, biyoaktif tabakaya immobilize edilmiş Yaban Turpu Peroksidaz (HRP) enziminden yararlanılarak voltametrik bir biyosensör geliştirilmesi amaçlanmıştır. Biyoaktif tabaka, altın elektrot üzerine HRP enzimi, Sığır Serum Albumini (BSA), jelatin ve glutaraldehit'in UV ışık yardımıyla immobilize edilmesiyle hazırlanmıştır. Serum içerisindeki ferrik demirin (Fe3+) transferrinden ayrılmasını sağlamak için, pH'sı 5,0 olan asetat tamponu tercih edildi. Daha sonra ferrik demiri (Fe3+), ferröz demir (Fe2+) haline indirgemek için hidroksilamin hidroklorür kullanıldı. İndirgenme sonucu oluşan ferröz demir (Fe2+) HRP enziminin katalizlediği tepkime ile ölçüldü. Biyoaktif tabakanın optimizasyonunda sığır BSA 30 mg, glutaraldehit %3 ve jelatin miktarı 67,5 mg olarak bulundu. Optimum çalışma koşullarının belirlenmesinde, pH 5,0 ve 200 mM asetat tamponu derişiminde H2O2 miktarı 50 mg/dL olarak saptanırken, tarama hızı 0,06 V/s ve sıcaklık 40 0C olarak belirlendi. Karekterizasyon çalışmalarında 25-200 µg/dL aralığında ferrik (Fe3+) demir için doğrusal sonuçların alındığı belirlendi. Tekrarlanabilirlik için 200 µg/dL ferrik (Fe3+) demir derişimi kullanılarak yapılan çalışmalarda (n=10) standart sapma (S.S) = ±14,35 ve % varyasyon katsayısı (V.K) = 7,296 olarak bulundu. Daha sonra hazırlanan enzim elektrotla biyolojik sıvıda (kan/serum) demir tayini yapıldı ve karşılaştırma çalışmasında r: 0,865 ve P˂0,05 pozitif korelasyon gözlendi. Bu sonuçlar geliştirilen biyosensörün serum demir analizlerinde güvenilir bir yöntem olduğunu ortaya koydu.
Nivalenol tespiti için nanokompozit temelli yeni bir moleküler baskılı QCM sensörü geliştirilmesi
Mikotoksinler mantarlar tarafından üretilen toksik bileşiklerdir. Aflatoksinler, trikotesen, amatoksinler, okratoksinler, fumonisinler, koprin, zearalenon ve nivalenol en bilinen örnekleridir. Mikotoksinler besin zincirinin her aşamasında gıdaya bulaşabilir. Bu çalışma, pirinç numunelerinde Nivalenol (NIV) tespiti için kükürt içeren kobalt ferrit (S-CoFe2O4) bazlı yeni bir moleküler baskılı QCM sensör preparatını içermektedir. Kobalt ferrit ve kükürt katkılı kobalt ferrit üretimleri sol-jel ve kalsinasyon yöntemleriyle başarıyla tamamlandıktan sonra, sırasıyla, başlatıcı olarak N,N'-azobisizobutironitril (AIBN), çapraz bağlayıcı olarak etilen glikol dimetakrilat (EGDMA), monomer olarak metakriloilamidoglutamik asit (MAGA) ve monomer olarak NIV içeren UV polimerizasyon tekniği ile kükürt içeren kobalt ferrit bazlı yeni bir moleküler baskılanmış QCM sensörü oluşturuldu. Geliştirilen QCM sensörü ve nanomalzemelerin spektroskopik, elektrokimyasal ve mikroskobik karakterizasyonlarının ardından QCM yöntemine dayalı kinetik analizler yapıldı. Kinetik analizlere göre S-CoFe2O4 bazlı NIV baskılı QCM sensörünün doğrusallığı 1,0 - 10,0 ng L-1 olarak gözlemlendi ve tayin sınırı (LOQ) ve tespit sınırı (LOD) sırasıyla 1,0 ve 0,25 ng L-1 olarak bulundu. Son olarak S-CoFe2O4 ve moleküler baskı yapan polimer bazlı hazırlanan QCM sensörünün yüksek seçiciliği, tekrarlanabilirliği ve stabilitesi dünya çapında güvenli gıda tüketimini sağlayacaktır.
G6PD aktivitesinin belirlenmesine yeni bakış: Seçici enzim biyosensörü
Glukoz-6-fosfat dehidrogenaz (G6PD) enzimi pentoz fosfat yolunun (PFY) ilk basamağını katalizleyen kilit bir enzimdir. Eritrositlerde NADPH oluşumu için tek kaynak PFY olup, G6PD eksikliğinde NADPH üretimi önemli ölçüde azalmaktadır. Günümüz mevcut G6PD enzim aktivite ölçüm yöntemleri enzim düzeyini sıfır olarak belirleyebilmektedir. Fakat "housekeeping" enzim olan G6PD enziminin aktivitesinin mutlak sıfır olması yaşamla bağdaşmamaktadır. Biz de bu durumu açıklığa kavuşturmak amacıyla tez çalışması kapsamında enzim düzeyini hassas olarak belirleyebilen seçici enzim biyosensörü sistemini tasarladık. Çalışma grubu G6PD enzim aktivitesi sıfır olarak ölçülen veya düşük olan olgulardan oluşmaktadır. Çalışmamızda 3'lü elektrot sistemi kullanıldı. Çalışma elektrodu olarak altın, karşıt elektrot olarak platin tel, referans elektrot olarak Ag/AgCl kullanıldı. Biyoaktif tabaka hem BSA/Jelatin hem de HEMA-MAC polimerleri ile oluşturuldu. Biyoaktif tabakanın SEM görüntüsü alındı ve FTIR analizi yapıldı. Glutatyon redüktaz enzimi G6PD enzim aktivitesi sonucu oluşan NADPH'leri substrat olarak kullanmak üzere altın elektroda immobilize edildi. Glutaraldehit ile çapraz bağlama gerçekleştirildi. Biyosensörde; biyoaktif tabakanın, immobilizasyon koşullarının ve enzimin çalışma koşullarının optimizasyonu yapıldı. NADPH'nin yükseltgenerek NADP oluştururken ortaya çıkan potansiyel fark biyosensörde Diferansiyel Puls Voltametri (DPV) ile ölçüldü. Standart grafik kullanılarak G6PD enzim düzeyinin hassas ölçümü yapıldı. Tasarladığımız seçici enzim biyosensörü sistemi ile geleneksel yöntemlerle sıfır olarak ölçülen olguların G6PD enzim aktivite düzeylerinin gerçek değerlerine ulaşıldı. G6PD enzim aktivitesinin mutlak sıfır olmadığı elde edilen DPV ölçümleri sonucu ortaya kondu. Böylelikle dünyada en sık rastlanan enzimopati olan G6PD'nin enzim aktivitesi biyosensör sistemi kullanarak daha duyarlı bir biçimde ölçüldü. Tasarlanan bu seçici enzim biyosensörünün eritrosit G6PD enzim eksikliği olan olguların teşhis ve izlemlerine önemli katkıda bulunacağı öngörülmektedir.
Glukoz konsantrasyonu ölçümü için bir elektrokimyasal biyosensör tasarımı ve modellenmesi
Biyokimyasal olayların incelenmesinde ve oluşan değişimlerin algılanmasında biyosensörler yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bir biyosensör biyoaktif tabaka, sinyal iletici sistem, kaydedici olmak üzere üç temel bileşenden oluşmaktadır. Biyosensörler yüksek duyarlılıklı, hızlı, basit ve ucuz cihazlardır. Biyosensörlerin tasarımında enzimler, biyomateryaller, dokular kullanılabilmektedir. Enzimler protein yapısında olup tepkimeleri belirli koşullarda gerçekleştiren biyokatalizörlerdir ve tepkimenin hızlanmasına sebep olurlar. Bu çalışmada glukozun enzim bağımlı oksidasyon ve redüksiyon tepkimelerini incelemiştir. Bu amaçla bir mikro kanal yüzeyine bir elektrot yerleştirilmiştir. Elektrot üzerinde oluşan redoks tepkimeleri sonucu akım değişimleri çevrimsel voltametri ile izlenmiştir. Mikrokanala entegre biyosensörün tasarımı ve sonlu elemanlar analizi için Comsol Multiphysics v3.5a kullanılmıştır. Matematiksel modelleme öncelikli olarak mikrokanal boyunca sıvı akışı olmadan gerçekleştirilmiştir. Sonrasında mikrokanal girişine laminer akış koşulları altında bir sıvı girişi tanımlanarak analizler yapılmıştır. Bu çalışmada laminer akış varlığında çevrimsel voltametriden elde edilen maksimum akımın yükseldiği gözlemlenmiştir. Simülasyonlar, sıvı akış hız şiddetinin arttırılmasının biyosensörün etkinliğinin arttırdığını göstermiştir.
Polipirol-paratoluensülfonat ( PPy-pTS ) filme ürikaz enziminin immobilizasyonu ile yeni bir biyosensör hazırlanması
Bu çalışmada, ürik asit tayini için yeni bir amperometrik biyosensör geliştirildi. Bu amaçla pirol elektropolimerleşirken paratoluensülfonat da elektrot yüzeyine taşındı ve aynı zamanda enzim de yüzeye taşınarak hapsetme yöntemiyle immobilize edildi ve böylece platin/polipirol-paratoluensülfonat-enzim biyosensörü hazırlanmış oldu. Ürik asit tayini, enzim elektrodun yüzeyindeki enzimatik reaksiyon sonucu oluşan hidrojen peroksitin +0,30 V'da yükseltgenmesine dayanarak yapıldı. Ürik asit biyosensörünün cevap akımına pH'nın, sıcaklığın ve substrat derişiminin etkisi incelendi. Biyosensörün ürik asit için doğrusal çalışma aralığı 5.10-7 - 5.10-5 M olarak tesbit edildi. İmmobilize enzimin KM ve Vmaks değerleri hesaplandı. Biyosensörün tekrar kullanılabilirliği ve raf ömrü tayin edildi. Hazırlanan biyosensörle kanda ürik asit tayini yapıldı. Biyolojik ortamlarda olabilecek girişimlerin biyosensörün cevap akımı üzerine etkileri incelendi.
Nanopartikül tabanlı yeni elektrot ve elektrokimyasal tayin stratejilerinin geliştirilmesi
Bu çalışmada, çekirdek-kabuk yapısında altın kaplı süperparamanyetik demir nanopartikülleri yaş kimyasal metot ile sentezlenmiştir. Manyetik nanopartikül üzerine sırasıyla kitosan film ve glikoz oksidaz enzimi modifiye edilmiştir. Elde edilen kitosan@altın@demir (kit@Au@Fe3O4) hibrit partikülleri kullanılarak karbon rod elektrot üzerine immobilize edilerek gikoz biyosensörü hazırlanmıştır. Hazırlanan elektrot, dönüşümlü voltametri (CV) ve taramalı elektron mikroskopu (SEM) teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Gözlenen amperometrik cevap pH 6.0? da 0.1 M fosfat-asetat tamponunda Ag/AgCl elektrotla 0.6 V potansiyelde glikoz konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak ölçüldü. Kalibrasyon eğrisinin doğrusal aralığı 5-30 mM arasındadır, gözlenebilme sınırı (LOD) 0.55 mM ve tayin alt sınırı (LOQ) 1.83 mM? dır. Mishaelis-Menten sabiti Km 0.59 olarak hesaplandı ve cevap süresi 3 saniye olarak bulunmuştur. Sonuç olarak kitosan modifiye edilmiş manyetik nanopartikül ile hazırlanmış enzim elektrot yüksek elektroaktivite göstermiştir.
Antibiyotik toksisitesinin mikrobiyal yakıt hücresi (NHY) tabanlı biyosensör kullanarak tespiti
Antibiyotikler, insan ve hayvanlarda bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde yaygın bir şekilde kullanılan antimikrobiyal ilaçlardır. Antibiyotiklerin dünya genelinde kullanımının giderek artması sonucunda bu bileşikler atıksu arıtma tesislerine ulaşmakta ve aktif çamur prosesinin performansını etkilemektedir. Biyolojik arıtma tesislerinde erken uyarı sistemleri toksik bileşiklerin saptanması için kritik öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında üç farklı tetrasiklin antibiyotiklerinin (terasikilin, klortetrasiklin ve oksitetrasiklin) mikroorganizmalar üzerindeki toksik etkisinin mikrobiyal yakıt hücresi (MYH) tabanlı biyosensörler kullanılarak tespiti araştırılmıştır. MYH reaktörlerine enjekte edilen antibiyotik konsantrasyonu 0.25-50 ppm aralığında olacak şekilde ayarlanmıştır. Söz konusu antibiyotik konsantrasyonları altında MYH reaktörünün performansı detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Çalışma sonuçları MYH sistemine enjekte edilen antibiyotik konsantrasyonu ile MYH'nin güç üretiminde meydana gelen inhibisyon oranı arasında korelasyonun mevcut olduğunu göstermiştir. En yüsek toksik etki klortetrasiklin antibiyotiğinde meydana gelmiştir. Diğer taraftan, antibiyotik konsantrasyonunun artışı ile biyofim direncinin arttığı belirlenmiştir. İşletme süresi sonunda anot yüzeyinden alınan SEM görüntülerinde az sayıda bakterinin varlığına rastlanmıştır. Ayrıca membran yüzeyinde yüksek miktarda bir çökelti tabakasının mevcut olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlar MYH tabanlı biyosensörlerin antibiyotiklerin tespiti için kullanılabileceğini göstermiştir.
Kreatin tayini için yeni bir amperometrik biyosensör hazırlanması
Bu çalışmada, kreatin tayini için yeni bir amperometrik biyosensör geliştirldi. Bu amaçla, platin levha üzerinde pirolün polivinilsülfonatlı ortamda elektropolimerleşmesi ile polipirol-polivinilsülfonat filmi hazırlandı. Kreatinaz ve sarkozin oksidaz enzimleri, polipirol-polivinilsülfonat film üzerine glutaraldehit ile çapraz bağlama yöntemiyle immobilize edildi. Kreatin tayini, hazırlanan biyosensörün yüzeyinde gerçekleşen enzimatik tepkime sonucu oluşan hidrojen peroksitin 0,4 V `da yükseltgenmesine dayanarak yapıldı. Kreatin biyosensörün cevabına pH, sıcaklık, substrat konsantrasyonu, enzim oranı ve enzim miktarının etkisi araştırıldı. Biyosensörün kreatin için doğrusal çalışma aralığı tayin edildi. Biyosensörün tekrar kullanılabilirliği ve raf ömrü belirlendi. Hazırlanan biyosensörle biyolojik sıvıda (kan) kreatin tayini yapıldı. Biyolojik ortamlarda olabilecek girşimlerin biyosensör cevabı üzerine etkileri incelendi.
Glukoz tayini için polianilin-polivinilsülfonat filme glukoz oksidaz enziminin immobilizasyonu ile yeni bir biyosensör hazırlanması
Bu çalışmada, glukoz tayini için yeni bir amperometrik biyosensör geliştirildi. Bu amaçla, platin levha üzerinde anilinin polivinilsülfonat, potasyum ferrisiyanür ve metilen mavili ortamda elektropolimerleşmesi ile polianilin-polivinilsülfonat-ferrisiyanür ve polianilin-polivinilsülfonat-metilen mavisi filmleri hazırlandı ve özellikleri birbirleriyle karşılaştırıldı. Polianilin-polivinilsülfonat-ferrisiyanür filminin optimum çalışma şartları belirlendi. Glukoz oksidaz enzimi, polianilin-polivinilsülfonat-ferrisiyanür film içine hapsetme yöntemiyle immobilize edildi. Glukoz tayini, hazırlanan enzim elektrodun yüzeyinde gerçekleşen enzimatik tepkime sonucu oluşan hidrojen peroksitin ve ferrisiyanür medyatörünün indirgenmiş halinin 0,30 V'da yükseltgenmesine dayanarak yapıldı. Biyosensörün glukoz tayini için çalışma aralığı tayin edildi. Glukoz biyosensörünün cevabına pH'nın ve sıcaklığın etkisi araştırıldı. Biyosensörün tekrar kullanılabilirliği ve raf ömrü tayin edildi. Biyolojik ortamlarda olabilecek girişimlerin biyosensör cevabı üzerine etkileri incelendi.
Polianilin / altın nanoçubuk kompozit film elektrot tabanlı elektrokimyasal glikoz sensörünün geliştirilmesi
Polianilin/Au nanoçubuk kompoziti platin elektrot üzerine elektrokimyasal olarak inşa edildi. Model olarak, GOx yüklenmesinde destek materyal olarak bu kompozit kullanılarak glikoz biyosensör hazırlanmıştır. Bu kompozit, taramalı voltametri (CV), taramalı elektron mikroskopu (SEM), yüzeyi-güçlendirilmiş raman spektroskopisiyle (SERS) karakterize edildi. altın nanoçubukların varlığı nanokompozitin daha yüksek elektroaktiviteye sahip olmasına neden oldu. GOx enzimi, iletken PANI/Au nanoçubuk kompozite kovalent olarak bağlandı ve amperometrik cevap pH 6.4'de 0.1 M fosfat tamponunda Ag/AgCl elektrotla 0.6V potansiyelde glikoz konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak ölçüldü. Kalibrasyon eğrisinin doğrusal aralığı 17.6 µM-1 mM arasındadır ve gözlenebilme sınırı 5.9 µM'dır. Mishaelis-Menten sabiti Km 1.0 olarak hesaplandı ve cevap süresi 3 saniyeden daha azdır. Sonuçlar nanoçubuk kompozit elektrodun düşük seviyede glikoz izlenmesi ve biyosensör olarak potansiyel uygulamaya sahiptir.
Hipoksantin tayini için polipirol-polivinil sülfonat filme ksantin oksidaz ve ürikaz enzimleri immobilizasyonu ile yeni bir biyosensör hazırlanması
Bu çalışmada, hipoksantin tayini için yeni bir amperometrik biyosensör geliştirildi. Bu amaçla, platin levha üzerinde pirolün polivinilsülfonatlı ortamda elektropolimerleşmesi ile polipirol-polivinil sülfonat filmi hazırlandı. Ksantin oksidaz ve ürikaz enzimleri, polipirol-polivinil sülfonat film içine tutuklama yöntemiyle immobilize edildi. Hazırlanan enzim elektrodun optimum çalışma şartları belirlendi. Hipoksantin tayini, hazırlanan enzim elektrodun yüzeyinde gerçekleşen enzimatik tepkime sonucu oluşan hidrojen peroksitin 0,40 V'da yükseltgenmesine dayanılarak yapıldı. Hipoksantin tayini için biyosensörün çalışma aralığı tayin edildi. Hipoksantin biyosensörünün cevabına pH'nın ve sıcaklığın etkisi araştırıldı. Biyosensörün tekrar kullanılabilirliği ve raf ömrü tayin edildi. Biyosensörün gerçek numunedeki performansı incelendi.
Si(100) disk yüzeyine kovalent bağlı akıllı biyolojik aktiviteye sahip polimer katkılı molekül tasarımı
Bu çalışmada, 12-Hidroksidodekonik asit (HDA), bis (3-aminopropil) sonlu poli (dimetilsiloksan) [NH2-(PDMS)n=2500-NH2], biyotin, streptavidin ve biyotinlenmiş Protein A moleküllerini içeren Si(100) yüzeyinde kovalent bağlı yeni bir çoklu tabaka sistemi oluşturuldu ve tasarlanan yüzeyler yönlendirilmiş immünoglobulin G (IgG) immobilizasyonu için kullanıldı. Bu moleküller şu sebeplerden dolayı seçilmiştir: 1) HDA molekülü hem iyi mekanik özelliklere hem de hidroksil ve karboksilik asit gibi iki farklı fonksiyonel gruba sahiptir. Bu nedenle kendiliğinden düzenlenen tek tabakaların (KDTT) hazırlanmasında sıklıkla kullanılan bir moleküldür. 2) NH2-(PDMS)n=2500-NH2 molekülü, yüksek zincir esnekliğine ve amin uç gruplarına sahip olması nedeniyle seçilmiştir. Bu esnek yapı sayesinde amin grupları biotin molekülü ile kolayca etkileşebilmektedir. 3) Biyotin (vitamin H) molekülü streptavidin molekülüne karşı çok yüksek bir bağlanma sabitine (Kayrılma=10-15 M) sahiptir. 4) Streptavidin bağlanması ile yüzeyler biyotinlenmiş Protein A immobilizasyonu için hazır hale getirilmiştir. 5) Protein A molekülü ise IgG molekülünün immobilizasyonu için kullanılan spesifik bir moleküldür. Hazırlanan çoklu tabakaların kalınlıkları spektroskopik elipsometre (SE) ile ölçülmüştür. Yüzeylerin karakteristik özellikleri hafifletilmiş toplam yansıtma Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (ATR-FTIR), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), flüoresans mikroskobu ve su değme açısı ölçümleri ile analiz edilmiştir. Bu sonuçlara göre; Protein A sonlu ve elipsometre bileşimli yüzeyler, immünosensör protein çip geliştirilmesinde önemli bir potansiyele sahip olacaktır.Anahtar Kelimeler: Nanoteknoloji, kendiliğinden düzenlenmiş tek tabakalar, protein çip, immünosensör
Biyokütleden karbonize iletken elektrot malzemesi üretimi ve biyoelektronik uygulamalarda kullanımı
Biyosensörler ve yakıt hücreleri biyobelirteçlerin tayini başta olmak üzere birçok alanda kullanılmaktadır. Enzimatik biyosensörler ve enzimatik yakıt hücreleri enzimlerin fizyolojik şartlarda çalışabilmeleri, yüksek özgüllükleri ve küçük ölçekte tasarım imkânı sağlamaları nedeniyle öne çıkan sistemlerdir. Bu çalışmada, farklı biyokütle kaynakları kullanılarak karbonizasyon yöntemiyle iletken elektrot malzeme hazırlanmış ve elde edilen bu karbonize malzemenin biyoelektronik uygulamalardaki performansının incelenmiştir. Bu kapsamda ilk olarak, hasır otu püskülü (TT) ve kedi söğüdünden (PW) karbonizasyon yöntemiyle iletken karbonize malzemeler elde edilmiştir (CTT ve CPW). Elde edilen karbonize malzemeler fiziksel, kimyasal ve elektrokimyasal yöntemlerle karakterize edilmiş, baskı devre karbon elektrotlar üzerine kaplanmış ve yüzeylerine glikoz oksidaz enzimi tutuklanmıştır. Daha sonra en uygun enzim tutuklama yöntemi belirlenmiş ve biyosensör çalışma potansiyeli, uygulanan enzim ve mediyatör miktarları optimize edilmiştir. Hazırlanan elektrotlar test edilerek, tekrar edilebilirlikleri, raf ömürleri, girişim etkileri, doğrusal çalışma aralıkları, tayin limitleri (LOD ve LOQ) belirlenmiş ve gerçek numune testleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra bu elektrotlar platin karası ile geliştirilen katot ile birleştirilerek yakıt hücresi testleri gerçekleştirilmiştir. CTT ve CPW modifiye elektrotların 5 mM glikoz derişimde tekrar edilebilirlik bağıl standart sapma değerleri sırasıyla % 6,67 ve %12,85 olarak elde edilmiş, 30 günün sonunda akım değişiminin sırasıyla %12,33 ve %19,56 olarak bulunmuştur. Biyosensör, muhtemel girişim yapması beklenen ürik asit, askorbik asit ve insülin varlığında test edildiğinde glikoz cevabına karşı bu maddelerin anlamlı bir girişim etkisi görülmemiştir. Sensörün doğrusal çalışma aralığı her iki malzeme için de 0 – 10 mM olarak belirlenmiş, CTT ve CPW için LOD değerleri ise sırasıyla, 0,45 mM ve 0,31 mM; LOQ değerleri ise sırasıyla 1,35 mM ve 0,93 mM olarak hesaplanmıştır. Biyosensörlerin glikoz tayini için uygulanabilirliği gerçek numune (çilek, vişne ve kayısı reçeli) testleri ile gösterilmiştir. Son olarak, CTT ve CPW ile hazırlanan yakıt hücrelerinden üretilen maksimum güç yoğunluğu değerleri ise sırasıyla 3,54 µW/cm2 ve 3,31 µW/cm2 olarak elde edilmiştir.
Mikotoksin tayini için aptamer temelli biyosensörlerin geliştirilmesi
Bu tez çalışmasında, gıda güvenliğinde ciddi risk oluşturan mikotoksinlerden patulin (PAT)'in güvenilir, hızlı ve seçici tayini amacıyla aptamer temelli elektrokimyasal biyosensörlerin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Mikotoksinler, özellikle meyve ve meyve ürünlerinde sıklıkla rastlanan, insan ve hayvan sağlığını tehdit eden toksik bileşiklerdir. PAT'ın, başta elma ve elma suyu olmak üzere çeşitli gıda maddelerinde sınır değerin üzerinde bulunması, yeni ve etkili analiz yöntemlerinin geliştirilmesini zorunlu kılmıştır. Bu bağlamda, aptamerler gibi sentetik biyo-tanıma elemanlarının kullanıldığı biyosensörler hem özgüllük hem de hassasiyet bakımından geleneksel analiz yöntemlerine önemli avantajlar sunmaktadır. Çalışma kapsamında, biri yapısal anahtarlama mekanizmasına sahip ve metilen mavisi ile işaretli aptamer kullanılan kare dalga voltametrisi (SWV) temelli, diğeri ise tiyol ile fonksiyonelleştirilmiş aptamerin kullanıldığı impedimetrik (EIS) temelli olmak üzere iki farklı sensör platformu tasarlanmış ve optimize edilmiştir. Elektrot yüzeyleri, altın kaplama ve uygun kimyasal modifikasyonlarla fonksiyonelleştirilerek aptamerlerin yüksek verimle immobilizasyonu sağlanmıştır. Optimal immobilizasyon parametreleri, Yanıt Yüzey Metodolojisi (RSM) ile istatistiksel olarak belirlenmiştir. Her iki sensörün analitik performansı, tampon çözeltilerde ve elma suyu gibi gerçek gıda örneklerinde kapsamlı olarak değerlendirilmiştir. SWV tabanlı yapısal anahtarlama sensöründe, 0,5–5 ng/mL doğrusal aralıkta çalışılmış, kalibrasyon doğrusu i=0,783x+1,649 (R²=0,99) olarak bulunmuştur. Bu platformda LOD (Tespit Sınırı) 0,33 ng/mL, LOQ (Kantitatif Sınır) ise 1,0 ng/mL olarak hesaplanmıştır. Duyarlılık 0,783 kΩ/(ng/mL) olarak belirlenmiştir. Elde edilen bu değerler, mevcut literatürde rapor edilen birçok aptasensörden daha üstün veya karşılaştırılabilir düzeydedir. İmpedimetrik sensörde ise 0,5–10 ng/mL doğrusal aralıkta çalışılmış, LOD 0,45 ng/mL, LOQ ise 1,35 ng/mL olarak tespit edilmiştir. Ayrıca bu sensörde elde edilen kalibrasyon doğrusu yüksek lineerlik göstermiştir (R²>0,98). Seçicilik testlerinde hem SWV hem de EIS tabanlı platformlarda PAT ile yapısal olarak benzer mikotoksinler olan zearalenon (ZEA) ve okratoksin A (OTA-A)' nın varlığında sensör çıkışlarında belirli oranlarda artış gözlenmiştir. EIS platformunda ZEA için %26,7 ± 11,7, OTA için %16,1 ± 6,9 oranında pozitif sinyal kayması saptanırken, SWV tabanlı platformda bu girişim oranları daha düşük bulunmuştur. Bu sonuçlar, özellikle aptamer dizilimi ve uç modifikasyonunun, mikotoksinler arası çapraz etkileşim üzerinde önemli etkisi olduğunu göstermektedir. Geliştirilen sensörlerin elma suyu gibi gerçek örneklerde uygulanabilirliği de test edilmiş ve yüksek geri kazanım (%91–104) ile düşük bağıl standart sapma (RSD<%8) değerleri elde edilmiştir. Her iki sensör de depolama süresince (raf ömrü testi) iki haftalık periyotta %90'ın üzerinde performans sergilemiştir. Çalışmanın en önemli çıktılarından biri, farklı elektrokimyasal yöntemlerin (SWV ve EIS) ve aptamer modifikasyonlarının (MB ve SH) hem sinyal amplifikasyonu hem de seçicilik üzerinde farklı avantaj ve sınırlılıklar getirdiğinin ortaya konmasıdır. Metilen mavisi etiketli yapısal anahtarlama sensörü, daha yüksek sinyal amplifikasyonu ve düşük LOD değerleri sunarken, impedimetrik sensör, yüksek seçiciliği ve stabilitesiyle öne çıkmaktadır. Ayrıca her iki platform, gıda güvenliğinde sahada hızlı ve düşük maliyetli analiz yapma potansiyeli göstermektedir. Gelecekte, sensör platformlarının çoklu mikotoksin tespitine uyarlanması, yeni nesil nanomateryallerle modifikasyon ve aptamer diziliminde in silico optimizasyon ile daha yüksek performanslı biyosensörlerin geliştirilmesi mümkündür. Bu çalışma hem temel hem de uygulamalı analizlerde aptamer temelli biyosensörlerin özgün katkısını ve inovatif yönlerini vurgulamaktadır.
Viral yapıların tayininde kullanılmak üzere elektrokimyasal temelli biyosensör platformlarının geliştirilmesi
Virüslerin neden olduğu bulaşıcı hastalıklar (influenza, Zika, insan immün yetmezliği, Ebola, dang, hepatit ve Covıd-19 virüsü gibi) yüzyılın son çeyreği boyunca tüm dünyanın gündeminde olan ve insanların en önemli sorunlarından biri haline gelen hastalıklardır. Hastalığa yakalanan kişilerin acil olarak tanımlanması, hastalığa yakalanan bu kişilerin etkili bir şekilde tedavi edilmesini sağlayacaktır. Bu bağlamda, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) bazlı yöntemler, hassasiyetle yanıt veren en genel ve yaygın olarak kullanılan yöntem olmuştur. Bununla birlikte, PCR uygulamalarında karşılaşılan bazı dezavantajlar nedeniyle (özellikle; test protokolündeki detaylar, zaman açısından uzun sürmesi, ekonomik olmaması, kullanıcının uzman olması gerekliliği, alanda/alan ölçümleri vb. için uygun olmaması vb), yeni nesil (bir başka deyimle hızlı sonuç verebilen, ekonomik, hassas, yerinde uygulama için uygun vb.) çözüm sağlayabilecek sistemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Çok sayıda test tabanlı analiz yöntem ve tekniğinde kullanılan farklı test-teşhis uygulamaları konusunda elektroanalitik sistemlerin önemli avantajları vardır. Bu sunum kapsamında, elektrot yüzeylerinin uygun biyokimyasal ve viral yapılar kullanılarak yüzey baskılı elektrotlar için düşük maliyetli, minyatürleştirilmiş elektrokimyasal platformlar uygun ajanlarla dekore edilmiştir. Bu platformlar, viral patojenik hastalıkların tanımlanması için bazı özel viral proteinlerin belirlenmesi şeklinde kullanılabilir. Bu çalışmada; bakır ile modifiye edilmiş olan grafit elektrotlar geliştirilmiş ve SEM ile karakterize edilmiştir. Geliştirilen elektrotlar değerlendirilen numunelerdeki protein miktarını ölçmek için Covid-19 N proteini antikoru ile donatılmıştır. Dönüşümlü voltametri (CV) sinyallerine bakıldığında N protein antikoru kaplanmış elektrodun 1.156 mA olduğu, N protein antijeni ile kaplanan elektrodun 0.712 mA olduğu saptanmıştır. N protein saptamasında modifiye edilmiş elektrotların elektrokimyasal aktivitesi üzerinde bariz bir etkisi olduğu gösterilmiştir. Yapılan ölçümlerde önce bilinmeyen numuneler için bir kalibrasyon eğrisi hazırlanmış ve daha sonra N protein miktarı virüs pozitif veya virüs negatif olarak belirlenmiştir.
QCM heparin biyosensör tasarımı
Kandaki heparin miktarının izlenmesine olanak sağlayan direk ölçüm yöntemi bulunmamaktadır. Heparin; ekstrakorporal uygulamalarda pıhtılaşmanın önlenmesi için kullanılan sülfatlı polisakkarit molekülüdür. Sunulan tez çalışması kapsamında kuvars kristallerin yüzeyine kimyasal immobilize afinite ligand ile etkileşimin neden olduğu frekans değişimi ile bir akış hücresinde insan plazmadan heparin ölçümü yapılması hedeflenmektedir. Uygulanacak kimyasal immobilizasyon yöntemi ile ligand molekülünün kristal yüzeyinde uzun süre kalması ve tekrarlanarak kullanılması hedeflenmektedir. Sunulan tez çalışması kapsamında; 1 ) Elektromekanik ve Elektronik Tasarım 2) Sensör oluşturulması 3) Plazmadan heparin ölçümü gerçekleştirilmiştir. Kuvars kristal frekansının ölçülebilmesi için elektronik devre ( osilatör devresi ve frekans sayıcı devresi 12 MHz. LCD göstergeli ) tasarlanmış ve üretilmiştir. Akış hücresi teflon malzemeden tasarlanmış ve üretilmiştir. Kapalı akış devresi oluşturularak fosfat tamponundan ve plazmadan heparin ölçümü sıcaklık kontrollü ortamda gerçekleştirilmiştir.
Kumarin türevlerinin sentezleri, karakterizasyonlari ve sensör uygulamalari
Bu çalışmada çeşitli sensor uygulamalarında kullanılabilecek floresans özelliğe ve biyolojik aktiviteye sahip yeni organik boyaların sentezlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla hidroksi, metil, naftil, metoksi ve amino grubu içeren farklı kumarin türevleri sentezlenmiş ve bunların yapıları FT-IR, 1H-NMR ve elementel analiz spektroskopik teknikleri ile aydınlatılmıştır. Ayrıca sentezlenen tüm türevlerin çalışılan farklı çözücü ortamlarında maksimum absorpsiyon ve emisyon dalga boyu değerleri ve tüm spektral özellikleri belirlenmiştir. Sentezlenen bu kumarin türevlerinden ikisi 4-metil-2H-benzo[h]kromen-2-on (C-1) ve 7-metoksi-4-metil-2H-kromen-2-on (C-16) türevlerinin allilik konumdaki metil grupları selenik asit varlığında yükseltgenerek kumarin aldehitleri sentezlenmiştir. Bu aldehitler, farklı glisin türevleri ile etkileştirilerek Erlenmayer yöntemi ile N-açil aminoasitlerin halkalı anhidritleri olan ve beş üyeli heterohalkalı sistemlerinden oksazol-5-on türevleri elde edilmiştir. Sentezlenen bu türevlerin yapıları elementel analiz, FT-IR ve 1H-NMR spektroskopik teknikleri ile aydınlatılmıştır. Söz konusu türevlerin UV-vis absorpsiyon ve emisyon çalışmaları ile fotofiziksel özellikleri çözelti ve immobilize fazlarda incelenmiştir. 7-metoksi kumarin aldehitinden elde edilen (4Z)-4-[(7-metoksi-2-okso-2H-kromen-4-il)metilen]-2-fenil-1,3-oksazol-5(4H)-on (CAZ-5), (4Z)-4-[(7-metoksi-2-okso-2H-kromen-4-il)metilen]-2-(1-naftil)-1,3-oksazol-5(4H)-on (CAZ-6) ve (4Z)-4-[(7-metoksi-2-okso-2H-kromen-4-il)metilen]-2-(4-metilfenil)-1,3-oksazol-5(4H)-on (CAZ-8) türevlerin farklı çözücü ve immobilize ortamlarda pKa tayinleri florimetrik yöntemle gerçekleştirilmiş ve karbondioksit sensörü olarak indikatör uyumluluğu incelenmiştir. Yapılan başka bir çalışma da ise sentezlenen hidroksi kumarin türevi 3-hidroksi-7,8,9,10-tetrahidro-6H-benzo[c]kromen-6-on (C-8) ve 1,3-dihidroksi-7,8,9,10-tetrahidro-6H-benzo-[c]kromen-6-on (C-11) ile sığır serum albumi (BSA) arasındaki ilişki floresans sönümleme spektroskopisi ve UV-vis absorpsiyon spektroskopisi ile incelenmiştir .
E-health kalkan ve Arduino kullanılarak çoklu fizyolojik işaretlerin bilgisayar ortamında görüntülenmesi
İçinde bulunduğumuz yüzyılda bilim ve teknoloji hızla gelişmekte ve yaşamın her alanını etkilemektedir. Bu etki alanının en başta geleni şüphesiz sağlık ve biyomedikal alandır. İnsan bedeni çalışırken bazı organlar işlevleri ile ilgili birtakım izleme işaretleri üretir. Yatağa bağlı olmadan hareketli hastalardan kendi doğal yaşam alanlarında fizyolojik işaretlerin alınması, hastane ortamının negatif etkilerini de ortadan kaldırmakta ve sağlık merkezlerine bağlı kalmadan hastanın izlenebilmesini sağlamaktadır. İnsan vücudunda oluşan bu göstergelerden bazıları uygun sensörlerle hastalardan alınır, elektriksel verilere dönüştürülür ve cihazlar yardımıyla işlenerek yorumlanmak üzere alan uzmanına sunulur. Bu çalışmada gerçekleştirilen sistem sayesinde hastanın evden çıkmadan bir uzman tarafından takibi sağlanabilecektir. Bu şekilde kişilerin sağlık durumları uzaktan da olsa takip edilebilecek merkeze gelen verilerle gerektiğinde hastaya müdahale yapılabilecektir. Bu yöntem sayesinde hastaların sağlık merkezlerinde yoğunluk oluşturmaları önlenebilecektir. Giyilebilir sistem'ler günümüzde en popüler araştırma konularından biridir. Farklı sensörlerin kullanıldığı çalışmalar incelendiğinde çok sık ölçüm ihtiyacı duyulan fizyolojik işaretlerin; EKG, EMG, glikoz ölçümü, nabız, vücut sıcaklığı, kan basıncı, oksijen satürasyonu olduğu görülmektedir. Bu çalışmada EKG, EMG ve Pulse Oksimetre aracı ile elde edilen nabız ve SpO2 değerlerini izlemeye olanak tanıyan Libelium firmasının üretmiş olduğu e-Health algılayıcı platform kiti kullanılmıştır. Vücudun belirli bölgelerine yerleştirilen elektrotlar aracılığı ile EKG, EMG, SpO2 ve nabız değerleri ölçülüp işlenebilir değerlere dönüştürülmektedir. Analog olan bu sinyaller bir mikroişlemci yardımıyla sayısal işaretlere çevrilmektedir. İşaretlerin anlaşılır hale gelebilmesi için Visual Studio .NET platformu kullanılarak bir yazılım geliştirilmiş ve e-Health algılayıcı platformu ile bilgisayar sistemi arasında bağlantı kurularak hastanın gerçek zamanlı EKG, EMG ve SpO2 sinyallerinin, taşınabilir bir sistem olan Grafik LCD üzerinde veya bilgisayar ekranında görüntülenmesi ve yorumlanması sağlanmıştır.