30
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Klinik analizlere yönelik aptamer tabanlı elektrokimyasal biyosensör tasarımı
Bu çalışmada, kanser hücresi tayinine yönelik aptamer tabanlı bir nanobiyosensör tasarımı yapılmıştır. Sensör yüzeyleri olarak elektroeğirme yöntemiyle oluşturulmuş iletken PAN (poliakrilonitril) ve PPy (polipirol) kompozit nanofiberleri geliştirilmiştir. Aptamer ile modifiye edilmiş nanofiber sensör yüzeyleri model hücre olarak kullanılan A549 akciğer kanser hücresinin tayinine olanak sağlamıştır. Çalışmada tek kullanımlık grafit elektrotlar (PGE) kullanılmıştır. Elektrot yüzeyinde oluşturulan nanofiberlerin (NFPGE) nitril gruplarını karboksil gruplarına çevirmek için elektrot bir NaOH sulu çözeltisi ile kısmen hidroliz edilmiştir. Aptamer dizisi, karbodimid (kovalent bağlanma) kimyası aracılığıyla fonksiyonelleştirilmiş nanofiber modifiyeli elektrot (f-NFPGE) yüzeyine tutturulmuştur. Kanser hücrelerinin 37.5 oC sıcaklıkta aptamer modifiye edilmiş elektrot yüzeyi ile olan etkileşimi, 5mM [Fe(CN)6]3-/4- varlığında Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) yöntemi ile izlenmiştir. Tasarlanan aptasensörün seçiciliği HeLa hücreleri kullanılarak sağlanmıştır. Aptasensörün en uygun çalışma koşullarının belirlenmesi için optimum aptamer ve hücre konsantrasyonları ve yıkama zamanı koşulları optimize edilmiştir. Belirlenen optimum koşullar altında tasarlanan sensörün seçiciliği sırasıyla, biyolojik tanıma molekülü olarak başka hedefe özgül aptamer ve hedef molekül olarak deforme olmuş hücreler kullanılarak doğrulanmıştır. Kanser teşhisinde kullanılan diğer yöntemlere kıyasla hızlı teşhis imkanı sunan düşük maliyetli bir aptasensör geliştirilmiştir. Ayrıca tek kullanımlık elektrot sistemi ile bir mikrçip tasarmının temeli olduğu kanıtlanmıştır.Yapılan çalışmada tayin limiti 3.41 hücre/mL olarak hesaplanmıştır ve tasarlanan aptasensörün yüksek hassasiyette tayin yapabildiğini göstermiştir.
2017/745 sayılı Avrupa Tıbbi Cihaz Regülasyonu'nun getirdiği değişiklikler ve Türkiye'deki tıbbi cihaz üretici kuruluşlarının yeni düzenlemelere adaptasyon seviyesinin ölçülmesi
(EU) 2017/745 sayılı Tıbbi Cihaz Tüzüğü'nün, yerini aldığı mevzuattan farklılıkları; bu farklılıkların önceki mevzuatın zayıf olarak nitelendirilen alanlarını desteklemekteki başarısı ve Türkiye'deki tıbbi cihaz imalatçılarının bu değişiklikler konusundaki farkındalıkları ve adaptasyon seviyeleri araştırılmıştır. Mevzuat farklılıklarının tespiti ile önceki eleştirilere yanıt verip vermediğinin araştırılması için literatür tarama yöntemi; imalatçıların farkındalık ve adaptasyonlarının saptanabilmesi amacıyla ise anketle veri toplama yöntemi kullanılmıştır. Araştırma kapsamına (EU) 2017/745 tüzüğü kapsamındaki cihazların imalatçıları dahil edilmiş; ancak onaylanmış kuruluş denetimine tabi olmayan 'Sınıf I diğer' sınıfındaki cihazların imalatçıları araştırma kapsamı dışında bırakılmıştır. Toplanacak veri adedi için ana kütleyi % 10 oranında temsil edebilecek bir örneklem büyüklüğüne ulaşılması hedeflenmiştir. Tespit edilen sounuçlara göre (EU) 2017/745 tüzüğü, "kurallar ve tanımlar"; "taraflar ve uzmanlık şartları"; "izlenebilirlik, altyapı ve raporlama şartları"; "cihazlar için şartlar" ve "süreç şartları" olarak gruplandırılabilecek alanlarda köklü değişiklikler getirmiştir. Yeni mevzuat önceki direktiflerin zayıf noktalarını büyük ölçüde kuvvetlendirmiştir; ancak "mevzuata uyumdan sorumlu kişi" için getirilen şartlar tamamen uygulansa bile, imalatçıların klinik bilgi ve uzmanlık eksikliğine yöneltilen eleştirilerin kök nedenini ortadan kaldırabilecek yeterlilikte değildir. Ayrıca, nano malzemelerin özellikleri ve nitelikleri hakkındaki köklü bilimsel bilgi eksikliğinin, nanomateryallerin tıbbi cihazlarda kullanımına ilişkin tanımlarda neden olduğu çelişkili durumlar nedeniyle; tıbbi cihaz mevzuatının MDR sonrasında bile bazı hususlarda hala yeni teknolojilere uyum sağlama kabiliyetinde gelişmeye açık noktaların bulunduğu söylenebilir. Türkiye'deki Sınıf I steril, Sınıf I ölçüm fonksiyonlu, Sınıf IIa, Sınıf IIb ve Sınıf III tıbbi cihaz imalatı yapan firmaların hepsinde mevzuat değişikliklerine adaptasyonun sağlanması için gerekli olan insan kaynağının sahip olması gereken uzmanlık tam olarak sağlanamamaktadır. Bazı işletmelerde tıbbi cihaz teknolojisi üzerine uzmanlığı olmayan kişiler prosedürel şartlara ilişkin bilgileri ile teknik uzmanların önüne geçebilmekte, bazılarında ise teknik uzmanlar bulunmakta; ancak bu işletmelerde de mevzuat bilgisine dayalı eğitim eksikliği ortaya çıkmaktadır. Mevzuat bilgisinin verildiği eğitimler teknik uzmanların lisans ya da lisansüstü eğitim programlarının bir parçası değildir. Türkiye İlaç ve Tıbbi Cihaz Kurumu'nun eğitim ve bilinçlendirme politikası ise imalatçılar tarafından yetersiz olarak değerlendirilmektedir. Türkiye'deki tıbbi cihaz imalatçıların büyük çoğunluğu, bu çalışmanın yapıldığı tarihler itibariyle, Mayıs 2020'de uygulamaya alınacak (EU) 2017/745 tüzüğü şartları için henüz bir aksiyon almamıştır. Her 10 tıbbi cihaz imalatçısından en az biri, yeni mevzuat şartlarının getirdiği yükümlülükler karşısında en az bir ürününün imalatını durdurmayı planlamaktadır ve imalatçıların yarısından fazlası, yeni mevzuat şartları kapsamında yüksek klinik araştırma maliyetleri ile karşı karşıyadır.
Yeni nesil dizileme sisteminin tanıda uygulanması ve sonuçların biyoinformatik yöntemlerle değerlendirilmesi
Son 50 yıl boyunca araştırıcıların çoğu DNA ve RNA moleküllerinin dizi analizlerini gerçekleştiren teknik ve teknolojilerin üretilmesi için çaba harcamıştır. Yeni Nesil Dizileme (YND) yönteminin temeli DNA'nın enzimatik reaksiyonlarla kesilerek çok sayıda DNA parçasıyla bir kütüphane oluşturulması, kütüphaneyi oluşturan DNA parçalarının çoğaltılmasına dayanmaktadır. OMIM istatistiklerine göre günümüzde 6000'den fazla tek gen hastalığı bulunmakta ve bunların nerdeyse üçte ikisinin moleküler temeli bilinmemektedir. YND teknolojileri ile tüm genom, tüm ekzom dizilenmesinin yanısıra hedefe yönelik olarak oluşturulan YND panelleri ile etiyolojisi genetik heterojenite gösteren hastalıklar için çok sayıda gen aynı anda dizilenebilmektedir. Yeni nesil dizi analizlerinin gelişmesi ile birlikte fenotipik ve genotipik heterojenite gösteren hastalıkların genetik temelinin ortaya konması mümkün olmaktadır. Bu tezde belirtilen zaman aralığında DNA dizilemenin temelini oluşturan önemli gelişmeler, dizilemede kullanılan tekniklerin ve teknolojilerin ortaya çıkışı, gelişmeleri ve uygulama alanları açıklanmaktadır.
Prokinetisin reseptör 2'nin kardiyak hücre etkileşimindeki rolü
Prokinetisin 1 ve prokinetisin 2 işlevlerini, prokinetisin reseptör 1 ve prokinetisin reseptör 2 olarak adlandırılan G protein bağlı reseptörler aracılığı ile gerçekleştiren aktif proteinlerdir. Prokinetisin ve reseptörleri çok sayıda hücrede eksprese edilir ve vücut üzerinde farklı etkileri vardır. Bu tez kapsamında prokinetisin reseptör 2'nin, kardiyomiyosit-endoteliyal hücre etkileşimindeki rolü araştırılmıştır. H9c2 kardiyomiyosit hücre hattında, transfeksiyon yöntemi ile prokinetisin reseptör 2'nin over-ekspresyonu sağlanmıştır. Kardiyomiyositlerde, prokinetisin reseptör 2'nin ekspresyon düzeyindeki artışa bağlı olarak değişen sitokin düzeyleri, sitokin antikor analizi yöntemi ile belirlenmiştir. Seçilen potansiyel sitokinlerin western blot ve gerçek zamanlı kantitatif polimeraz zincir reaksiyonu yöntemleri ile ekspresyon seviyeleri ve protein düzeyleri belirlenmiştir. Bu çalışma sonucunda, aktivin ve endoglin başta olmak üzere, kardiyomiyositlerden salgılanan ve parakrin faktör olarak endoteliyal hücrelerde vasküler sızıntıya neden olabilecek sitokinler belirlenmiştir.
Biyomoleküllerin algılanmasına yönelik elektrokimyasal nanobiyosensörlerin geliştirilmesi
Bu çalışmada biyomoleküllerin algılanmasına yönelik elektrokimyasal nanobiyosensörlerin geliştirilmesi ile birden fazla ölçümün tek kanal üzerine aktarılmasını sağlayan çoklu ara yüz ölçüm kartının tasarımı yapılmıştır. Çoklu ara yüz ölçüm kartı, tek katmanlı baskı devre kartı (PCB) olarak üretilip, tüm devre bileşenleri devre kartı üzerine manuel lehimleme yöntemi ile dizilerek üretilmiştir. Tasarlanan çoklu ara yüz ölçüm kartı üzerinde bulunan birden fazla kanal vasıtasıyla, çeşitli biyomoleküllerin birden fazla ölçümleri alınmıştır. Çalışma kapsamında, tasarlanan çoklu ara yüz ölçüm kartı ile standart tek bir ölçüm kanalına sahip potansiyostatın çoklu ara yüz ölçüm kartında bulunan birden fazla kanal yardımı ile ölçüm alınabilmesi sağlanmıştır. Tasarlanan devre, tek giriş kanalını, üçlü çıkış kanalına dağıtmaktadır. Devre üzerinde oluşabilecek kaçak akımın yaratacağı ölçüm hatasını en aza indirgeyebilmek için anahtarlama sisteminde elektro-mekanik röleler kullanılmıştır. Ölçüm cihazına hasar verme riskini minimize etmek için ölçüm kartı ve ölçüm cihazı birbirinden elektriksel olarak izole edilmiştir. Ayrıca, ölçüm hatalarını etkileyebilecek yüksek frekanslı elektromanyetik gürültünün azaltılması için güç kaynağı olarak kurşun asit batarya ve lineer bir voltaj regülatör kullanılmıştır. Tasarlanan çoklu ara yüz ölçüm kartı üzerinden DNA, Aptamer gibi biyomoleküllerin algılanmasına yönelik elektrokimyasal yöntemlerle ölçüm yapılmıştır. Tasarlanan çoklu ara yüz ölçüm kartı kullanılarak alınan ölçümlerin doğrulaması, üçlü elektrot sistemi tarafından alınan ölçümler ile karşılaştırılarak sağlanmıştır. Tasarlanan çoklu ara yüz ölçüm kartı üzerinden yapılan elektrokimyasal analizlerde elektrot yüzeyi olarak tek kullanımlık elektrot (PGE) ile biyolojik tanıma molekülleri olan DNA ve Aptamer'in en uygun çalışma koşulları optimize edilmektedir. Günümüzde elektronik teknolojinin ilerlemesiyle, hasta başı teşhis cihazlarının kullanım alanları genişlemektedir. Yeni bir klinik tespit yöntemi olan hasta başı teşhis cihazların, elektronik ve biyosensör tabanlı çip tasarımı sayesinde küçültülüp, taşınabilir olmasını sağlamıştır. Bu tez kapsamında tasarlanan çoklu ara yüz ölçüm kartı ile tasarımı küçültülmüş, taşınabilir ve çoklu kanallar vasıtasıyla daha hızlı analizlerin yapılabileceği bir cihaz geliştirilmiştir.
Titanyum implantlarına antibiyotik yüklenmesi ve biyoaktivitelerinin değerlendirilmesi
Bazı omurga hastalıklarının tedavisi için cerrahi müdahale gerekir. Omurga implantları kullanılarak omurganın stabilitesi, iki omurun füzyonu ile sağlanabilir. Böylece omurilik güçlendirilir ve deformasyonlar düzeltilir. Titanyum ve alaşımları, uygun biyouyumluluk özellikleri, hafif ve dayanıklı olmaları ve osseointegrasyonu destekleyici kapasiteleri nedeniyle omurga implantları için en sık kullanılan malzemelerdir. Bununla birlikte, omurga implantlarının başarılı bir performansa sahip olması, implant bölgesinin çevresinde enfeksiyon bulunmamasına da bağlıdır. Bu durumun önlenmesi için, gentamisin sülfat, hem gram pozitif hem de gram negatif bakterilerdeki etkinliği sayesinde lokal tedavi için yaygın olarak kullanılan bir antibiyotiktir. Bu çalışmada, hücre büyümesini ve çoğalmasını arttırdığı bilinen biyouyumlu bir doğal polisakarit olan agaroz (Agr) ve agaroz ile çapraz bağ oluşturabilen doğal bir katekol olan tannik asit (TA) içeren bir hidrojel hazırlanarak titanyum disklerin üzerine kaplanmıştır. Agr'nin gentamisin sülfat (GS) ile yüklenmesiyle, Ti6Al4V yüzeylerinde antibakteriyel aktivite sağlanırken aynı zamanda osseointegrasyon hızını arttırıcı etki oluşturması hedeflenmiştir. 14 mm çapındaki kumlamalı Ti6Al4V diskler, temizlendikten sonra 2,5 M sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi ile yüzeylerinde hidroksil grupları oluşturulmuştur. Daha sonra, pH 8,7'de 10 mM Tris tamponu (2 mg/mL) içinde çözülmüş dopamin (DOPA) çözeltisinde 24 saat bekletilerek yüzeylere DOPA aşılaması yapılmıştır. GS yüklemesi için % 1 Agr'den oluşan sulu çözeltisine, saf suda çözülmüş % 0,1 TA, % 0,1 kalsiyum klorür (CaCl2) ve 1 mg/mL GS ilave edilmiştir. Bu karışım daha sonra Ti6Al4V-DOPA yüzeyi üzerine kaplanmış ve 2 saat boyunca UV ışık altında bekletilmiştir. Yüzey modifikasyonlarının etkinliği XPS analizleri, su temas açısı ölçümleri, profilometre analizleri ve hidrojel karakterizasyonu ise FTIR analizleri ile değerlendirilmiştir. Yüzeyin atomik konsantrasyonunu belirlemek için yapılan X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) analizleri, DOPA'nın yüzeye başarılı bir şekilde aşılandığını ve Agr'nin yüzeye kaplanmasının da başarılı olduğunu açıkça göstermektedir. Nitekim, Ti6Al4V disklere kıyasla karbon yüzdesi önemli ölçüde yükselmiştir. Aynı zamanda kaplanmış olan disklerde Ti elementine rastlanmamıştır. Ayrıca, GS yüklü Agr'nin Ti6Al4V-DOPA yüzeyine kaplanması, DOPA'dan kaynaklanan azot elementinin XPS analizi sonucunda yüzeyde görülmemesi ile kanıtlanmaktadır. Su temas açısı değerleri ve profilometre analizleri ile Ti6Al4V-DOPA ve Ti6Al4V-Agr'nin homojen olarak aşılanmış olduğunu ve FTIR analizleri ile GS'nin Ti6Al4V yüzeylerinde kaplanan Agr hidrojeline etkin bir şekilde yüklendiği kanıtlanmıştır. GS salımı fizyolojik koşullar altında 28 gün bekletilerek salınan miktar ELISA testi ile belirlenmiştir. 6. saatte ani salım ile gentamisinin büyük bir miktarı salınmıştır. Fakat TA içeren kaplamalarda 21. güne kadar S. aureus bakterileri üzerinde gentamisinin minimum inhibitör konsantrasyonu (MİK) değerinden daha yüksek miktarda salım devam etmiştir. Antibakteriyel testlerde kaplamaların antibakteriyel etkinliği 7. güne kadar test edilmiş ve GS yüklü kaplamaların S. aureus bakterileri üzerinde antibakteriyel etkisi kanıtlanmıştır. Hücre kültürü çalışmalarında farklı içeriklerde Agr ile kaplanmış disklerin biyoaktiviteleri değerlendirilmiştir. Saos-2 hücre hattı üzerinde yapılan indirekt testler sonucunda disklerin hücre canlılığını arttırıcı etki gösterdiği tespit edilmiştir. Ayrıca aynı hücreler üzerinde direkt test yapılmış ve en yüksek miktarda canlı hücre sayısı, içeriğinde GS, TA, CaCl2 bulunan Agr kaplamalı disk yüzeyinde tespit edilmiştir.
Patojenik mikroorganizmaların tanısına yönelik elektrokimyasal nanogenosensör tasarımı
Bu çalışmada, patojenik mikroorganizmaların tayinine yönelik elektrokimyasal temelli bir nanogenosensör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tek kullanımlık kalem ucu elektrotlar (PGE) sensör yüzeyi olarak kullanılmış ve bu sensör yüzeyleri Grafen Oksit (GO) nanomateryali ile zenginleştirilmiştir. Tasarımı yapılan nanogenosensörde model mikroorganizma olarak Escherichia coli (E. coli) bakterisine ait 22 baz uzunluğundaki gen bölgesi kullanılmıştır. Model patojenik mikroorganizma E. coli'nin hem sentetik dizileriyle hem de gerçek örnekleriyle çalışılmıştır. Genosensörün hassasiyet ve seçiciliğini artırmak için Grafen Oksit nanomateryali kullanılmıştır. Grafen, karbon atomunun sp² hibritleşmesi yapan bal peteği örgülü yapılarından meydana gelen iki boyutlu bir nanomateryaldir. Grafen Oksit (GO) ise; grafitin oksidasyonu ile elde edilen grafen türevidir. Grafen oksitin yapısında farklı oksijen grupları bulunduğu için diğer moleküller ile daha iyi bağlanma imkanı sunmaktadır. Bu amaçla, Grafen Oksitin yüzeye daha iyi bağlanması için sensör yüzeylerine karbodimid kimyası uygulanarak, Grafen Oksit modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. GO kaplı sensör yüzeylere kovalent yolla E. coli prob dizisi immobilize edilerek, E. coli hedef dizi ve tüm bazları hedeften farklı Mycobacterium tuberculosis hedef dizi ile hibridizasyona tabi tutulmuştur. Sensör yüzeyindeki etkileşimler 5mM [Fe(CN)6]3-/4- varlığında Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) yöntemi ile analiz edilmiştir. Tüm nanogenosensörün seçiciliği ve optimizasyon koşulları sentetik diziler ile elde edilmiştir. En uygun hibridizasyon koşullarını (prob ve hedef konsantrasyonu, hibridizasyon tamponu, yıkama tamponu vb.) saptamak amacıyla çalışmalar yapılmıştır. Optimizasyon koşullarının elde edilmesinin ardından PCR ürünleri (gerçek örnekler) ile çalışmaya başlanmıştır. Belirlenen tüm optimum koşullar altında tasarlanan nanogenosensörü doğrulayıcı çalışmalar ile devam edilmiştir. Kalıtsal ve bulaşıcı hastalıkların tanısında kullanılan diğer yöntemlere göre; daha hızlı, kolay ve maliyeti düşük bir nanogenosensör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Yüzey alanları ve hassasiyetlerini artıran bu nanogenosensörler, klinik tanıya uygulanabilirliği ve tek kullanımlık sistem ile mikroçip teknolojilerinin temeli olduğu belirlenmiştir.
Üç boyutlu in vitro dinamik kan beyin bariyeri modeli geliştirilmesi ve modelin geçirgenliğinin incelenmesi
Merkezi sinir sistemine ilaç hedefleme ve ilaç geliştirme çalışmalarında sıklıkla kullanılan mevcut in vitro Kan Beyin Bariyeri (KBB) modelleri henüz beyinde bulunan bu özel bariyerin geçirgenlik özelliklerini tam anlamıyla taklit edememektedir. Deney hayvanlarının kullanımına getirilen etik kısıtlamalar ve hayvanlardaki bariyer sisteminin insanlardan farklılıklar göstermesi, KBB'yi etkileyebilecek unsurların araştırılmasında ve beyne ilaç hedefleme çalışmalarında güvenle kullanılabilecek gerçekçi bir KBB modelinin üretilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu tez çalışmasında KBB'yi hem hücre organizasyonu bakımından, hem de mekanobiyolojik açıdan gerçekçi bir şekilde taklit eden in vitro bir deneysel model üretilmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda üç boyutlu (3B) KBB modelinde bazal membran yerine hücre dışı matriksi iyi taklit ettiği önceki çalışmalarda gösterilmiş olan bakteriyel selüloz (BS) kullanılmıştır. BS'nin luminal kısmına beyin mikrosvasküler endotel hücreleri (BMEH), abluminal kısmına astrosit (AH) ve beyin mikrovasküler perisit hücreleri (BMPH) ekilmiştir. Bu üç hücre tipinin KBB modellerinde beraber kullanılması, geçirgenliğin azaltılarak modelin gerçekçiliğinin arttırılması açısından önem taşımaktadır. Hücreler hem iki boyutlu (2B) statik olarak hem de kılcal damarlarının fizyolojik olarak maruz kaldığı kan akışını, kayma gerilimini ve kalpten pompalanan kanın basınçla oluşturduğu dairesel germe kuvvetini modelleyebilmek amacıyla 3B bir KBB biyoreaktör sistemi içerisinde kültive edilmiş, sıkı ve adherens bağlantı proteinlerinin ifade miktarları belirlenmiş, hücrelerin morfolojik değişiklikleri, canlılıkları incelenmiş, modelin geçirgenliği hem moleküler olarak hem de transendotelyal elektrik direnci (TEER) ölçülerek belirlenmiştir.
Kapsaisin-DNA etkileşiminin tek kullanımlık elektrokimyasal biyosensör ile tayini
Bu çalışmada, antikanserojen özelliklere sahip olduğu bilinen, kırmızı acı biberin öz maddesi kapsaisin (CPS) ile çift sarmal DNA ve Huh7 insan hepatoselüler karsinoma hücre hattından izole edilen total RNA'dan elde edilen cDNA ve PCR örnekleri arasında biyomoleküler etkileşim, tek kullanımlık elektrokimyasal biyosensör kullanılarak ilk kez incelenmiştir. CPS ile çift sarmal DNA, cDNA ve cDNA PCR örnekleri arasındaki etkileşim voltametrik yöntemle incelenmiştir. 1 - 5 µg/mL DNA konsantrasyon aralığında tayin sınırı, 0,62 µg/mL olarak bulunmuştur. CPS'nin nükleik asitlerle etkileşimi 1 dakika ile 30 dakika arasında zamana bağlı bir şekilde çift sarmal DNA, cDNA ve cDNA PCR örneklerinden gelen guanin sinyalindeki değişimlere bağlı olarak incelenmiştir. CPS'nin farklı nükleik asitlerle etkileşimi tek kullanımlık kalem grafit elektrot (PGE) ile diferansiyel puls voltametrisi (DPV) tekniği kullanılarak literatür de ilk kez incelenmiştir. Ayrıca CPS'nin PCR örnekleri ile etkileşimini doğrulamak için, CPS ile çift sarmal DNA arasındaki etkileşim agaroz jel elektroforezi tekniği kullanılarak belirlenmiştir. Çalışmamızda, CPS ile DNA etkileşiminin elektrokimyasal algılanmasına yönelik tek kullanımlık düşük maliyetli, güvenilir ve hızlı sonuçlar veren biyosensör teknolojisi geliştirilmiştir. Kişiselleştirilmiş tıp teknolojilerinin gelişmesi ile ilaç, toksin, kimyasal maddeler ile nükleik asitlerin etkileşmesine yönelik çalışmaların sayısı artmaktadır. Elektrokimyasal biyosensörler, bu etkileşim mekanizmalarını araştırmaya yönelik kullanılan en yaygın yöntemlerdendir. Bu kapsamda, elektrokimyasal biyosensörler, DNA hedefli moleküllerin nükleik asitler üzerindeki etkilerini açığa kavuşturmak için bilgi sağlayabilir ve özellikle kanser üzerine etkili tedavi yöntemlerinin belirlenmesi için yeni fırsatlar sunabilir. Anahtar sözcükler: Kapsaisin, çift sarmal DNA, Huh7 insan hepatoselüler karsinoma hücre hattı, tek kullanımlık kalem grafit elektrot, elektrokimyasal biyosensör, diferansiyel puls voltametrisi, agaroz jel elektroforezi.
Göze uygulanan kesikli ışığın sürekli ışık olarak algılanma eşiğinin ölçülmesi için bir yöntem geliştirilmesi
İnsan gözü belli bir frekansın üzerinde yanıp sönen bir ışığı sürekli yanan bir ışık gibi algılar. Tezin amacı insanda göze uygulanan ve yanıp sönen belli bir renkteki ışığın sürekli yanan ışık olarak algılanabildiği eşik frekansı hassas bir şekilde bulmaya çalışacak bir yöntem ve cihaz geliştirmektir. Daha sonra bu yöntemin retinayı da etkileyen bir sistemik rahatsızlık olan diyabet hastalığının erken tanısında değeri araştırılacaktır. Bu amaçla önce retinadaki rod ve koni hücrelerini uyaracak renklerde ışık verebilen, frekansı ve ışık şiddeti ayarlanabilen bilgisayar kontrollü ışık kaynakları tasarlanacaktır. Daha sonra bu ışık kaynakları kullanılarak normal gönüllülerde ve diyabet hastalarında denemeler yapılarak yöntemin tanısal değeri olup olmadığı araştırılacaktır. Yöntemin ve cihazın başarılı olması durumunda hem yeni elektrofizyolojik araştırmalar yapılabilecek, hem de retinayı etkileyen diğer göz hastalıkları ile nörolojik bazı hastalıkların tanısı veya tedavisinin takibi için yeni araştırmaların yapılmasına imkan doğabilecektir.
Diş hekimi koltuğunda tedavi gören hastalar için iletişimi sağlayacak bir aygıt geliştirilmesi ve etkinliğin değerlendirilmesi
Diş hekimi koltuğunda oturan hastanın ağzı açık olduğu durumda tedaviyi uygulayan diş hekimi ile iletişimini sağlayacak yeni bir cihaz ve yöntem geliştirilmesi ve bu yeni yöntemin etkinliğinin değerlendirilmesidir. Diş hekimi koltuğunda tedavi gören hastanın tedavi sırasında hekimi ile konuşarak iletişim kurması genellikle pek mümkün değildir. Hastanın bu durumda çoğu zaman birtakım anlamsız sesler çıkarmaktan başka şansı yoktur. Bu nedenle böyle bir araştırmaya ve yeni bir yöntemin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmuştur. Tenis topuna benzeyen ve uygun basınçta hava ile şişirilmiş bir kese içinde balon hazırlanarak, hastanın bu balon-keseği çeşitli şiddetlerde sıkmasıyla hekime sesli uyarılar verilecektir. Aynı zamanda hekime hastanın hissettiği ağrının şiddetini seviyelendirilmiş ışıklarla görebilecektir. Sesli uyarıyı vermek ve basınç değişimlerini ölçmek amacıyla taşınabilir bir bilgisayar ile özel olarak tasarlanacak şişirme ve basınç ölçme düzeneklerinden faydalanılacaktır. Anahtar sözcükler: İletişim, Basınç Değişimi, Diş Hekimliği, Sesli Uyarı, PIC mikro denetleyici, Dasylab Programı.
Diz eklemi kıkırdak kalınlığının titreşim analizi ile ölçümünün araştırılması
Kıkırdak, eklemi oluşturan kemiklerin uçlarını saran ve kemiklerin birbirleri üzerinde kaymalarını sağlayan yumuşak, parlak, mavimsi beyaz renkte ve kaygan bir dokudur. Yaşlanma, kaza ve yaralanmalar, geçirilmiş iltihabi veya romatizmal hastalıklar, doğuştan gelen eklem düzensizlikleri, eklem kıkırdaklarında dejenerasyona, kıkırdağın sıvı kaybetmesine ve incelmesine neden olabilir. Böylece eklemi oluşturan kemikler arasındaki mesafe de kısalır. Bu çalışmada girişimsel olmayan bir yöntem olarak insan dizindeki patella kemiği üzerinden kas yorgunluğuna bağlı oluşan titreşimleri kaydederek analiz yapmak böylece bu titreşimlerin özelliklerinden faydalanarak eklem kıkırdak kalınlığının tespit edilip edilemeyeceğini belirlemeye çalışmak amaçlanmıştır. Bu amaçla piezoelektrik titreşim transdüseri, transdüsere uygun bir yükselteç ile kayıt almak ve analiz yapabilmek amacıyla bir bilgisayar ve bu amaçla hazırlanacak olan özel bir yazılımdan faydalanıldı. Ayrıca titreşimleri oluşturacak kas kasılmaları ve titreşim kayıtları ile eş zamanlı olarak yüzeyel elektromiyografi de kaydedildi. Ön denemeleri yapılan bu yeni yöntemin başarılı olması durumunda birkaç dakika içinde diz eklemi kıkırdağının durumu hakkında hekimin bilgi sahibi olma imkânı olabilecektir. Anahtar sözcükler: Diz eklemi kıkırdak titreşimi, titreşim dalgalarının analizi, DASYLAB, piezoelektrik transdüser.
Manyetik partiküllere dayalı dizi seçimli nükleik asit hibridizasyonunun elektrokimyasal sensörlerle tayini
Nükleik asitler organizmanın bütün genetik bilgilerini depolar ve yeni nesillere aktarır. Temel hayat olaylarından hücrenin üremesi, protein ve enzim sentezi de nükleik asitler tarafından yönetilir. Bu üstün özellikleri, nükleik asitleri birçok alanda olduğu gibi analitik kimyada da önemli bir araştırma konusu haline getirmektedir. Gelecekte nükleik asit analizine dayanan elektrokimyasal DNA biyosensörlerinin (genosensörlerin) tıp alanında birçok hastalığın analizinde önemli bir yere sahip olacağı düşünülmektedir. Ayrıca son dönemlerde bu analizlere yönelik olarak, biyoteknoloji alanında manyetik partiküller kullanılarak dizi seçimli nükleik asit hibridizasyonunun tayinine yönelik çalışmaların sayısı giderek artmaktadır. Çalışmamızda, manyetik nanopartikül yüzeyinde dizi seçimli nükleik asit hibridizasyonunun en seçimli ve en etkin bir şekilde gerçekleştirilmesi, ardından dizi seçimli DNA hibridizasyonun voltametrik yönteme dayalı tayini için tek kullanımlık elektrokimyasal sensör teknolojisinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda, amino işaretli manyetik nanopartikül sentezi yapıldıktan sonra, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroskopik ve fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile spektroskopik karakterizasyonları yapılmıştır. Ayrıca, manyetik nanopartiküllerin manyetik özelliği, elektron spin rezonans (ESR) spektrometresi ile gösterilmiştir. Çalışma boyunca nanopartiküllerin dağıtılıp, saklanacağı uygun tampon çözeltisinin araştırılmasına yönelik çalışmalar yapılmıştır. Böylece nanopartiküllerin daha stabil kaldığı çözelti ortamı araştırılıp, çalışmalara belirlenen tampon çözeltisinde devam edilmiştir. Çalışmamızın ikinci bölümde, seçilen tampon çözelti ortamında dağıtılan amino işaretli manyetik nanopartikül yüzeyinde DNA hibridizasyon analizlerine yönelik optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Manyetik nanopartikül yüzeyine immobilize edilen Hepatit B virüsünü (HBV) temsil eden prob DNA konsantrasyonu, hibridizasyon için hedef DNA konsantrasyonu, hibridizasyon için en verimli hibridizasyon süresi ve diğer DNA dizilerine karşı seçimlilik incelenmiştir. Manyetik nanopartikül yüzeyinde gerçekleşen DNA hibriti, alkali muamele sonucu partikül yüzeyinden koparılıp, tek kullanımlık kalem grafit elektrot yüzeyine (PGE) immobilize edilmiştir. Yüzeyine DNA immobilize edilmiş PGE' lerin elektrokimyasal davranışı, diferansiyel puls voltametri (DPV) tekniğiyle kullanılarak guanin yükseltgenme sinyalindeki değişim ölçülerek incelenmiştir. Sonuç olarak, tez çalışmamızda manyetik nanopartiküllere dayalı geliştirilen elektrokimyasal sensör teknolojisi ile dizi seçimli HBV DNA hibridizasyon analizi, duyarlı, seçimli ve güvenilir bir şekilde gerçekleştirildi. Anahtar sözcükler: Manyetik nanopartikül, tek kullanımlık grafit elektrot, elektrokimyasal sensör, diferansiyel puls voltametrisi, HBV DNA.
Biyomedikal uygulamalar için fonksiyonel manyetik nanoparçacıkların üretimi ve polarizasyon optiği yöntemiyle karakterizasyonu
Manyetik nano parçacıklar son yıllarda büyük ilgi odağı olmuştur. Manyetik alana karşı sergiledikleri davranışlar ve ayarlanabilen boyutları ile DNA ve Protein gibi moleküller ile biyo uyumlu şekilde yapabildikleri bağlanmalar sayesinde optik, elektronik, tıp, ilaç taşıma, hastalıkların tanı ve tedavisi gibi birçok alan için umut vericidir. Bu sebeplerle, çalışma içeriğinde manyetik nanoparçacıkların üretimi, fonksiyonelleştirilmesi, karakterizasyonu yapılmıştır. Ayrıca DNA ile bağlanması sonucu verdiği manyeto-optik etkileri araştırılmıştır. Nano parçacık üretimi ortak çöktürme yöntemiyle daha küçük boyut elde edilmesi sebebiyle azot ortamında yapılmıştır. Manyetik nanoparçacıkların çökelmesini önlemek ve diğer moleküller ile aktif olarak bağlanmasını sağlamak üzere yapılan araştırmalar sonucu üretilen manyetit (Fe3O4) parçacıklarının yüzeyi TMA, Oleik asit, APTES gibi moleküller ile işlevselleştirilmiştir. Sentezlenen manyetik nanoparçacıkların içindeki makro boyutta olan parçacıklar santrifüj yöntemiyle ayrılmıştır. Manyetit nanoparçacıkların boyut analizi, yapısal tayini, manyetik karakteristiği ve manyeto-optik özellikleri sırasıyla DLS, XRD, VSM ve bu çalışma kapsamında tasarlanan çift soğrulma spektroskopi ölçüm sistemi ile incelenmiştir. Aynı zamanda, çift iplikli DNA (dsDNA) ve tek iplikli DNA (ssDNA) ile manyetik nanoparçacık sistemleri birleştirilmiş ve uygulanan farklı manyetik alan değerleri için polarizasyona bağlı manyeto-optik özellikleri üzerine çalışma genişletilmiştir. Anahtar sözcükler: Manyetik nanoparçacık, Fe3O4, çift soğrulma, çift iplikli DNA, tek iplikli DNA, manyeto-optik
Doku yenilenmesi için çözünebilir yumurta kabuğu zarı proteini/plga nanofiberlerinin elektroçekme ile hazırlanması ve karakterizasyonu
Yara iyileşmesinde uygun koşulların sağlanması için, genellikle bir örtüye veya uygun materyallerden yapılmış bir kaplamaya ihtiyaç vardır. Kullanılan materyallerin zarar görmüş dokuyu koruması ve iyileşme sürecini uyarması beklenir. Geleneksel çin tıbbında yumurta kabuğu zarı (ESM) 'anka örtüsü' olarak isimlendirilir ve tedavi amaçlı olarak birkaç yüzyıldır sıklıkla kullanılmıştır. Dekspantenol içeren kremler deri yaraları ve mukoz membranlardaki lezyonların tedavisinde sıklıkla kullanılmaktadır. Elektroçekim, nanofiber elde etmek için hızlı ve kolay bir yöntemdir. Hücre dışı matrikse benzer doku iskelelerinin üretimi için oldukça ümit vermektedir. Bu çalışmada poli(laktik-ko-glikolik asit), PEO (Polietilen oksit) ve PCL (Polikaprolaktorn) ile elektroçekim yöntemi kullanılarak çözünebilir yumurta kabuğu zarı ve dekspantenol içeren yenilikçi bir nanofibröz biyoaktif yara örtüsü formülasyonu geliştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda etkin madde salım çalışması, şişme testi yapılmış, elektron mikroskopu ile morfolojik yapıları, TPA ile mekanik dayanımları incelenmiştir.
Ruscus bitkisi saponin molekülünün mikroakışkan sistemde enzimatik hidrolizi
Bu tez çalışmasında mikroakışkan sistemler için aljinat-silika hibrit monolit formülasyonun optimize edilerek; mikroakışkan sistem içerisinde, birçok ticari ilaçta etken maddesi olarak kullanılan aglikon moleküllerinin Ruscus aculeatus ekstresine ait saponin moleküllerinden hidrolizi amaçlanmıştır. Enzim immobilizasyonunda kullanılan, difüzyon ve iç jelleşme yöntemleriyle elde edilen aljinat-silika boncuk ve monolitlerin karakterizasyonu amacıyla SEM, EDS/mapping, BET yüzey alanı ve BJH por hacmi, FTIR analizleri yapılmıştır. Serbest enzim, immobilize enzim ile ilgili kinetik çalışmalar ve karakterizasyon çalışmaları 4-Nitrophenyl β-D-glukopiranosit substratı ile gerçekleştirilmiştir. Beta-glukozidaz enziminin aljinat-silika hibrit boncuklara immobilizasyonu sonucu %73 nispi aktivite elde edilmiştir. Serbest enzim ve immobilize enzim için Vmax ve Km değerleri ise sırasıyla; 0.016 mmol mg-1dk-1, 4 mM ve 0.012 mmol mg-1dk-1, 6 mM'dir. pNPG substratının dönüşümü aljinat-silika hibrit jel türevli mikroreaktörde 1 µl/dk akış hızında gerçekleştirilmiştir. İlk kalış süresi sonunda (100 dk), dönüşüm % 20, 24 saat sonra ise dengeye ulaşarak % 94 olarak hesaplanmıştır. R. aculeatus ekstresinin enzimatik hidrolizi aljinat-silika hibrit jel türevli mikroreaktör içerisinde 1 µl/dk akış hızında gerçekleştirilmiştir. Enzimatik hidroliz sonucu ara ürüne ulaşılmıştır. Enzim miktarı 40 µg olan, aljinat-silika hibrit jel türevli mikroreaktörde 5 saat sonunda % 78.92 oranında ara ürün dönüşümü elde edilmiştir. Sonuçlar, mikroakışkan sistem parametrelerinin optimizasyonu ile aglikon formun elde edilebileceğini desteklemektedir.
Discrimination of acidic and alkaline alpha/beta hydrolase enzymes through data-driven machine learning approaches
Alpha/beta-hydrolases form a broad and versatile enzyme superfamily that includes lipases, esterases, carboxylesterases, and amidases key catalysts in both cellular metabolism and industrial biotechnology. Although they share a similar α/β fold and catalytic triad, members of this family often exhibit very low sequence identity, which makes it challenging to classify them solely based on sequence similarity. This challenge becomes even greater in extremophilic hydrolases that have adapted to survive and function in very acidic or alkaline environments. In this study, we aimed to classify α/β-hydrolase enzymes originating from acidophilic and alkaliphilic microorganisms by using a machine learning approach. A total of 403 bacterial enzymes were analysed based on their amino acid composition and physicochemical characteristics, without relying on secondary structure information. Several supervised learning models were tested, including Decision Tree, Random Forest, eXtreme Gradient Boosting, and Support Vector Machine. Among them, the Random Forest model showed the highest performance, reaching 76% accuracy with an AUC value of 0.90 ± 0.03. Alanine, lysine, and the grand average of hydropathicity (GRAVY) emerged as the most influential features in distinguishing acidic and alkaline enzymes. Overall, the results suggest that integrating sequence-derived and chemical descriptors through machine learning can effectively separate acidic from alkaline α/β-hydrolases. The findings not only shed light on molecular adaptation mechanisms to extreme pH but also provide a computational basis for guiding the discovery and engineering of new extremozymes for industrial applications such as bioremediation, detergent design, and biomining.
Production of biodegredable and biocompatible polymeric tissue scaffolds with different surface charges and evaluation of cell-scaffold interactions
The aim of this thesis study is to produce biodegradable and biocompatible poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) nanofiber mats with different surface charges for tissue engineering applications. It is important for a scaffold to mimic fibrous form of the natural extracellular matrix (ECM). In the present study, nanofiber materials with morphologies similar to the native ECM were produced by electrospinning technique. Most polymeric materials are hydrophobic in nature, therefore their surfaces are not favorable for cellular adhesion. In this sense, modification of the hydrophobic surfaces of polymers with plasma surface modification technique is proposed. In this study, hydrophobic PHBV polymer was used as the main matrix. In order to increase the surface hydrophilicity of the PHBV and also improve cell adhesion and proliferation, radio-frequency (RF) plasma surface modification technique was used. The nitrogen and oxygen gases were used as plasma atmosphere to create positive and negative surface charges, respectively. The hydrophilicity of the electrospun PHBV nanofiber mats was significantly increased by the plasma treatment, as confirmed by contact angle measurements. But, the sustainability of surface hydrophilicity of plasma-treated polymeric mats is the main problem for the fabrication of tissue scaffold due to hydrophobic recovery. This problem was minimized by silk fibroin (SF) modification via preventing the reorientation of polar groups. Biomineralization results showed that incorporation of SF as well as oxygen plasma strongly activates the precipitation rate of the Ca-P minerals. Obtained nanofiber mats especially nitrogen plasma-treated and silk fibroin modified (PS/N2) ones provide the most favorable environment for SaOS-2 osteoblastic cell attachment and growth. In addition, the mats showed no noticeable cytotoxic effect on SaOS-2 cell and L929 mouse fibroblast-like cells.These results indicate that the plasma treated and silk fibroin modified PHBV nanofiber mats have great potential in the development of novel polymeric scaffolds for bone tissue engineering applications.
Daubechies dalgacıkları kullanılarak EEG sinyallerinden epileptik nöbetlerin belirlenmesi
A seizure is a sudden and abnormal activity of brain, caused by disorderly electrical discharge of cerebral neurons. One of the most known seizures is recurrent attacks namely epileptic seizures which result from uncontrolled discharges of nerve cells. A traditional electroencephalogram (EEG) is often helpful to detect this uncontrolled process that indicates epilepsy. The visual detection of the seizures is required noticeable effort and time, especially in the long recordings, therefore alternative methods are needed. In the literature, there have been various epilepsy detection studies using different approaches. However, most of them utilizes patient-specific classifiers. In this study, wavelet-based algorithm is adopted to different classification methods for detection of epileptic seizures. To detect the effective frequency intervals of epileptic seizure, it is important to reach subbands of signal. Thus, choosing the suitable mother wavelet that resembles epileptic seizure is challenging. Consequently, ideal order Daubechies (db) wavelet becomes a critical point to achieve best performances. Here, it is selected Daubechies wavelets from db2 to db10 which have strong correlation with seizures to decompose the original EEG signal. The algorithm is applied on two different datasets. Eventually, the most appropriate eight features are used for classification model. Various machine learning algorithms namely, Decision Trees, Discriminant Analysis, Naive Bayes, Support Vector Machine (SVM), and k-Nearest Neighbor are used to differentiate epileptic and non-epileptic groups. The results show that db10 gives the best ACC performance of 95.83-100% in beta band using SVM classifier. This method can be a good alternative to the traditional approaches.
Manyetik rezonans görüntüleme sistemleri için 23NA/1H çift bantlı, bilateral esnek meme bobini
A dedicated breast coil plays a significant role in the diagnosis of breast cancer because it can increase the signal to noise ratio (SNR) and therefore the image quality. Since breast coils used in the clinics have a fixed target volume and are not compatible with every patient, the resulting image may be insufficient for an accurate diagnosis. In this thesis, a dual band sodium/proton bilateral breast coil made of a wearable elastic conductive textile (WECOT), which can be compatible with the volume of interest, was described. The design of the breast coil consisted of the production of the conductive textile, the design of a single-channel sodium WECOT breast coil (BC), a two-channel lateral proton WECOT-BC, and a four-channel bilateral proton WECOT-BC. First, a high-conductive silver thread was woven with elastofiber in a weaving machine to produce WECOT with 115 percent elasticity. Phantom studies of the single-channel sodium WECOT-BC demonstrated that SNR was between 30-140 and the coil yielded correct estimations in sodium chloride solutions having different concentrations. A two-channel lateral proton WECOT-BC having a three-stage impedance matching circuit providing broad-band matching was tested in three different sized phantoms, namely, small, medium, and large. While, SNR of the two-channel WECOT-BC was between 60-120 in the small and medium phantom and 60-100 in the large phantom, the minimum resolution of 0.25 mm was obtained. SNR of the four-channel bilateral proton WECOT breast coil was between 100-200 in all three phantoms and the minimum resolution of 1 mm was achieved.
Tıbbi görüntüleme sistemlerine yönelik bilgisayar laboratuvarı deneylerinin tek bir nesne için tasarlanması, uygulanması ve değerlendirilmesi
Medical imaging systems (MIS), a crucial aspect of the electrical and electronics engineering (EEE) curriculum, encompasses a wide range of approaches, including physics, instrumentation, data gathering, image production, modeling, and quality evaluation. Although many EEE curricula include a well-structured MIS course that introduces students to all contemporary diagnostic imaging systems, MIS laboratory work is confined to image processing. In this thesis, a set of laboratory experiments has been designed in order to increase the applicability and understanding of studies related to MIS. The functioning of conventional X-ray, Computed Tomography (CT), and Magnetic Resonance Imaging (MRI) modalities are simulated by utilizing the Shepp-Logan phantom. Traditional biomedical image acquisition techniques have been analyzed using the same phantom to facilitate an understanding of their differences and similarities. Through simulations for each modality, a hands-on learning strategy for imaging systems is developed. In the developed experimental procedures, multiple states can be displayed for each imaging system by using adjustable parameters during the simulation of each modality through algorithms created for each specific case. All conceivable scenarios are aimed to be simulated. The acquired outcomes offer the possibility of comparing the different modalities as well as various conditions of the imaging systems. The content consists of projection and back-projection for X-ray radiography and CT, while k-space is described processed and several reconstruction methods are analyzed for MRI.
Transradiyal kol hareketleri için iki kanal EMG sınıflandırması
In this thesis, the classification algorithm for electromyography (EMG) based prosthesis which can be developed for individuals who have undergone transradial arm amputation has been studied using artificial neural networks (ANN). Surface electromyography (sEMG) has been preferred for ease of application in order to receive EMG signals. The data were processed and various features were extracted. Mean absolute value (MAV), root mean square (RMS), simple square integral (SSI), variance of EMG (VAR), log detector (LOG), maximum fractal length (MFL), wavelength (WL), average amplitude change (AAC), difference absolute standard deviation value (DASDV), Willison amplitude (WAMP) and slope sign change (SSC) features are given as an input matrix to the ANN to be trained for classification purposes. In this study, four different movements as relaxed hand, hand close, wrist flexion, and forearm supination are classified. The accuracy, sensitivity, specificity, and precision performance metrics were calculated as a result of ANN training and examined and interpreted. As a result of the study carried out within the scope of this thesis, the effects of the number of hidden layer neurons, feature extraction, feature selection and individualization of ANN to classification performance were evaluated. A classifier that provides high classification performance metrics were established by training with feature sets formed by grouping and combining features with individual low accuracy rates. The two feature sets created achieved 88 percent accuracy with generalization and 95 percent accuracy with individualization.
Denge ve lokomotor sistem fonksiyon testleri için denge platformu gömülü tasarımı
In this study, a balance platforms prototype with three motor two degrees of freedom was designed for advanced physiotherapy scenarios by taking of the consideration with general features of parallel mechanisms, kinematics and study spaces is constructed. This prototype structure, considering the problems that limited usage areas such as existing balance assessment and training platform systems need fixed and large areas lack of portable features, is designed to be portable, small in size and movable in two degrees of freedom. By Portable active balance platform prototype controlled by an embedded computer, it will also be possible to conduct tests and exercises routinely in clinics with a remote and traceable manner. As a result of these studies, two pre-prototype and a real scale prototype which testable movement of humanoid robot which is average human weight has produced. During the ongoing process within this project; development of software and improved interface which one processing of data that comes from prototype and user friendly interface software has completed. A patent application has been made for the entire platform with the combination of mechanic, electronic and cloud data software systems by the Scientific Research Project Group from Dokuz Eylül University.
Performance analysis of features obtained by PCA (principal component analysis) dimensionality reduction method for diagnosing PAF (paroxysmal atrial fibrillation) patients
Principal Component Analysis (PCA) is an offered scheme for feature extraction and dimension reduction. It has been used extensively in many applications involving high-dimensional data. In this study, we compared the effectivity of PCA features extracted from 33 short-term Heart Rate Variability (HRV) features obtained from normal sinus rhythm (NSR) ECG records for the diagnosis of Paroxysmal Atrial Fibrillation (PAF) disease. Within this framework, different data sets consisting of 33 to 1 features obtained from PCA were used as input to the classification algorithm, which is chosen as the K-Nearest Neighbor (kNN) algorithm. Different values for K and difference distance metrics were utilized to find the best performance. Then the same procedure is applied to another HRV dataset. This set consists of 8 best HRV indices chosen from among the 33 HRV indices by a Genetic Algorithm. The obtained results from both studies elicit that it is possible to further reduce the number of input dimension of a classification system by using PCA algorithm without a reduction in the performance of the system.
Erıca arborea L. bitkisinin asetilkolinesteraz aktivitesinin ve antioksidan kapasitesinin belirlenmesi
Erica arborea L., also known as "wild heather", is an evergreen shrub that grows between one and seven meters tall. It has dark green, needle-shaped leaves and numerous white, bell-shaped flowers. It exhibits antioxidant activity, as it can produce certain phytochemicals, such as flavonoids and phenolic molecules. It has been used in traditional medicine to promote urination and reduce inflammation. In this context, the current study investigates the plant's acetylcholinesterase inhibitory activity and antioxidant capacity. For this reason, the ethanolic extract was prepared from the dried aerial parts of the plant, and FRAP, DPPH, total flavonoid content, and total phenolic content were determined to identify these activities of the plant. 50, 100, 150, and 200 μg/mL concentrations were tested for the activity assays. The IC50 value for DPPH free radical scavenging activity was determined to be 82.09719 μg/mL. At 0.1 mg/mL, the extract showed a gallic acid equivalent phenolic content of 5.72 μg/mL. Acetylcholinesterase inhibitory action was determined employing the Ellman method, with IC50 calculated as 0.5285±0.025 mg/mL. The cytotoxic and antitumor effects of Erica arborea extract were also evaluated on multiple models (L929, HUVEC, and U87M cells) using the MTT assay. The extract successfully reduced the viability of U87MG cells through selective cytotoxicity, while proliferative responses were observed in both L929 and HUVEC cells. Due to its selective properties, which show low toxicity to non-neuronal cell types, Erica arborea can be a suitable option for targeted cytotoxicity, an admirable source for the production of antioxidant agents, natural source for the treatment of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease. Keywords: Erica arborea, Acetylcholinesterase, Antioxidant activity, Alzheimer's disease, Cytotoxicity, DPPH, FRAP, Neurodegenerative diseases.
Montmorilonit kili içinde yağların kapsüllenmesi: Potansiyel yara iyileşmesi için antibakteriyel ve antioksidan aktivitelerin araştırılması
Vegetable oils and essential oils have advantageous uses in different fields of science and technology, such as antibacterial activities, antioxidant and anti-inflammatory properties. Encapsulation of these oils often require different formulations such as emulsifiers and/or different types of synthetic additives. On the other hand, there is still room for development of natural based formulations for oil encapsulation. In this study, montmorillonite clay is used for a one-pot encapsulation of different types of oils, which are tea tree oil, tamanu oil and safflower oil. Clay-oil mixtures were characterized using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), ferric reducing antioxidant assay (FRAP) and antibacterial tests. Results show that these formulations are effective against Gram-positive and Gram-negative bacteria and have potential uses in different applications.
Effect of quasi-cryogelation on antimicrobialproperties of cerium-doped biopolymer films.
This study examines how cryogelation affects sodium alginate films crosslinked with cerium nitrate by comparing two types: AlgCe³⁺ and cryogelated QuasiAlgCe³⁺. The films were prepared by dissolving sodium alginate in water, then crosslinking with cerium nitrate for 12 hours at room temperature, and QuasiAlgCe³⁺, adding a freeze-thaw step at - 21°C for 24 hours. FTIR spectroscopy, swelling behavior in different solutions, water vapor transmission rate (WVTR), and UV-Vis absorbance characteristics were used to examine the physical and chemical structure of the films. Swelling tests revealed QuasiAlgCe³⁺ absorbed more water—reaching 115% in isotonic sodium chloride solution and 98% in deionized water—compared to AlgCe³⁺, and its WVTR was higher at 2614.15 g/day·m² versus AlgCe³⁺'s 1392.94 g/day·m², suggesting a more porous structure. However, when placed in PBS solution, they began to degrade and completely broke down in less than 15 minutes. UV-Vis results show AlgCe³⁺ is clearer above 300 nm, making it better for transparent uses like bandages, while QuasiAlgCe³⁺ blocks more UV light, which is better for protective coating applications. Overall, QuasiAlgCe³⁺ is more suited for moisture-regulating and UV-protective applications, like wound dressing.
Kanser kök hücrelerinin mikro doku oluşumuna ve organizasyonuna etkisi
Bu tez çalışmasında kanser kök hücrelerinin mikro doku oluşturma yetisi, mikro dokuda oluşturdukları yerleşim örüntüsü ve mikro doku kültür yönteminde karakterizasyon yöntemlerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda CD133+ hücreleri SaOs-2 hücre dizisinden manyetik aktif hücre ayırım sistemi (MACS) tekniği ile ayrımlanmıştır. Hücreler mikro doku oluşturma yetilerinin araştırılması amacıyla 3D Petri Dish® tekniği kullanılarak oluşturulan agar jellerde farklı sayılarda kültüre edilmiş ve mikro doku oluşturma yetileri ters faz ışık mikroskobu ile izlenmiştir. Daha sonra CD133+ hücre oranı sırasıyla %50, %25, %12,5, %10, %5 ve %2,5 olacak şekilde kırmızı ve yeşil floresan boya ile boyanan CD133+ ve CD133- hücreleri agar jellerde beraber kültüre edilmiştir. Son olarak CD133+, CD133- ve SaOs-2 hücreleri kullanılarak oluşturulan mikro dokuların karakerizasyonları yapılmıştır. Bu amaç doğrultusunda immünohistokimyasal analiz yöntemi ile CD133, Sox2, OCT3/4 ve Ki67 ifadesine, gerçek zamanlı RT-PZR ile CD133, Sox2, OCT3/4, nanog ve nestin gen ifadesine bakılmıştır. Ayrıca mikro dokulardaki canlı ve ölü hücrelerin varlığı canlı&ölü hücre analizi ile belirlenmiştir. Yapılan analiz sonucunda CD133+, CD133- ve SaOs-2 hücrelerinin yüksek hücre canlılığıyla mikro doku oluşturdukları ve CD133+ hücrelerinin üç boyutlu (3B) mikro dokularda rastgele bir yerleşim gösterdiği anlaşılmıştır. Yapılan karakterizasyon çalışması ile kontrol grubu olarak belirlenen iki boyutlu (2B) kültür sistemine göre köklükle ilişkilendirilen gen ifadelerinde belirgin bir fark olduğu anlaşılmıştır. Elde edilen bu veriler mikro dokuların 3B tümör modeli olarak kullanılabileceğini ve kanser çalışmalarında 2B ile hayvan çalışmaları arasında köprü görevi görebileceğini göstermiştir.
Bakteriyel selülozdan doğal yüz maskesi üretimi
Bakteriyel selüloz (BS) eşsiz özellikleri sayesinde kozmetik, medikal, biyomedikal, elektronik, gıda ve kağıt sektörlerinde kullanılabilen doğal bir polimerdir. Bu tez kapsamında, Gluconacetobacter xylinus suşu kullanılarak yeni geliştirilen besiyerinde BS üretimi istatistiksel olarak optimize edilmiş ve örnekler karakterize edilerek antioksidan madde yüklemesi sonrası yüz maskesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Sekiz parametre (karbon miktarı, protein miktarı, başlangıç pH, yüzey alanı/hacim, inokulum miktarı, inkübasyon süresi, sitrik asit, sıcaklık) Plackett-Burman Tasarımı ile elenmiş ve anlamlı üç parametre [inkübasyon süresi (%63,50), protein miktarı (%12,23), inokulum miktarı (%9,57)] Merkezi Bileşen Tasarımı ile optimize edilmiştir. Statik kültürde BS üretimi için optimum koşullar: 2,5 g/L karbon, 2,75 g/L protein, % 9,3 v/v inokulum oranı, 1,15 g/L sitrik asit, 2,7 g/L Na2HPO4, 30°C inkübasyon sıcaklığı, pH 5,5 ve 9 gün inkübasyon süresi olarak tespit edilmiştir. Elde edilen model, doğrulama deneyleri sonrasında CHb (Carob-Haricot bean) besiyeri ile BS üretiminin tahminlenmesi ve optimize edilmesi için kullanılmıştır. Bu tez, yeni geliştirilen CHb besiyerinin yüksek tamponlama kapasitesinde olduğunu ortaya koymuştur. Üretilen BS yüz maskesi örneklerinin karakterizasyonu X-Ray Diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) ve Texture Profile Analysis (TPA) ile gerçekleştirilmiştir. Taurin salım hızı ve stabilitesi (4 ay) Liquid chromatography–Mass spectrometry (LC/MS) ile, koruyucu etkinliği ise challenge ve mikrobiyal stabilite testleri ile analiz edilmiştir. Bu tez kapsamında üretilen BS tabanlı yüz maskesi, yüksek su içeriği (>%99) ile nemlendirme ve 30 ±3,5 taurin/5 dakika salımı ile de antioksidan özellik göstermektedir.
Lizozim adsorpsiyonu için yeni nesil kriyojellerin sentezi
Bu çalışma, organik dialdehit monomer sentezi ve bunların kopolimer olarak kullanıldığı kriyojel formundaki polimerlerin sentezi olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. Tezin ilk kısmında, monemerlerin sentezi ve bu monomerlerin spektroskopik yöntemlerle yapıları aydınlatıldı. Tezin ikinci kısmında, bu monomerler kullanılarak sentezlenen kopolimerik kriyojellerin yapı ve karakterizasyon analizleri yapıldı. Ayrıca, karakterize edilen kriyojeller lizozim saflaştırılmasında kullanılarak biyoteknolojik uygulaması yapıldı. Adsorpsiyon deneyleri, farklı ortam koşullarında (pH, başlangıç derişimleri, sıcaklık, iyon şiddeti) kesikli deney sisteminde incelendi. Son olarak adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsü 5 kez tekrarlandı ve adsorpsiyon kapasitesinde önemli bir değişim gözlenmeden lizozim saflaştırılmasında kullanılabilir olduğu gözlendi.