Polimer fırça-nanoparçacık hibrit sistemlerin hazırlanması ve biyosensör uygulamaları

Bu çalışmanın ilk aşamasında, silisyum (100) yüzeyler üzerinde yüzeyde başlatılan tersinir katılma-ayrılma zincir transfer polimerleşme (RAFT) yöntemi ile sülfidril uç gruplara sahip sıcaklık duyarlı poli((2-metoksietoksi etil)metakrilat) P(MEO2-MA) fırçalar sentezlenmiştir. Elde edilen fırçaların yapısal karakterizasyonu için X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve grazing angle aksesuarlı fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (GA-FTIR) kullanılmıştır. Polimer fırçaların hidrofilik/hidrofobik karakteri su değme açısı ölçümleri ile ve yüzey morfolojileri atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile belirlenmiştir. Hazırlanan polimer fırçaların elipsometre karakterizasyonu sonucu yüzeyler üzerinde yaklaşık 27 nm kalınlığında, 0,7 zincir/nm2 aşılama yoğunluğunda ve yüzeydeki iki makromolekül arası uzaklığın ise 1,35 nm olduğu belirlenmiştir. Sıcaklık kontrol elementli su değme açısı ölçümleri ile hazırlanan polimer fırçaların yaklaşık olarak 34 °C faz geçiş sıcaklığına sahip olduğu belirlenmiştir. Polimer fırçaların üzerine ortalama çapları 15 nm olan altın nanoparçacıklar immobilize edilerek polimer fırça-nanoparçacık hibrit sistem hazırlanmıştır. Hibrit sistemde bulunan altın nanoparçacık yoğunluğu AFM ile 185 parçacık/µm2 olarak belirlenmiştir. Hazırlanan hibrit sistemlerin yüzeyde güçlendirilmiş Raman spektroskopisi (surface enhanced Raman spectroscopy, SERS) temelli olması ve Hepatit B teşhisinde kullanılabilmesi için yüzeyler üzerinde ?sandviç tip? DNA hibritleşmesi gerçekleştirilmiştir. Oda sıcaklığında Hepatit B teşhisi için tayin edebilme sınırı 0,44 fM ve faz geçiş sıcaklığının üzerinde ise 0,13 fM olarak belirlenmiştir. Ayrıca yapılan detaylı analizler sonucunda, silisyum yüzeyinde hazırlanan hibrit sistemin klinik olarak kullanılabilme potansiyelinin olduğunu göstermiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise, ilk olarak ortalama çapları 62 nm olan silika nanoparçacıklar sentezlenmiştir. Parçacıkların yüzeyi 3-iyodopropil tirmetoksisilan (IPTS) molekülü ile modifiye edildikten sonra yüzeyde başlatılan tersinir zincir transfer katalizlenmiş polimerleşme (RCTP) yöntemi ile ortalama 7 nm kalınlığında poli(glisidil metakrilat) P(GMA) fırçalar sentezlenmiştir. Polimer fırçalar üzerine ilk olarak anti-karsino embriyojenik antijen (anti-CEA) ve daha sonra karsino embriyojenik antijen (CEA) bağlanmıştır. Hazırlanan hibrit sistemin SERS temelli olabilmesi için manyetik gümüş nanotanecikler sentezlenmiş, Raman etiket molekülü ve anti-CEA ile modifiye edilmiştir. CEA bağlı silika nanotanecikler ile anti-CEA bağlı manyetik gümüş nanotanecikler arasında ?sandviç kompleks? oluşturulmuştur. SERS karakterizasyonu ile hazırlanan hibrit sistemin dış manyetik alan yokken CEA antijeni tayin edebilme sınırı 0,08 ng/mL, dış manyetik alan varken ise 1 pg/mL olarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, hibrit sistemin akciğer kanseri hastalığının teşhisinde klinik olarak kullanabilme potansiyelinin olduğunu göstermiştir.