Ultra high quality factor microtoroidal optical resonators in label-free biosensing applications with high sensitivity and selectivity

Fısıldayan Galeri Modu tipi mikro-rezonatorler, tek molekul seviyesine kadar tespit saglayabilen etiketsiz biyoalgılamalar icin buyuk fırsatlar sunmaktadırlar. Optik rezonator olarak mikrotoroidler, yuksek kalite faktorlerine sahip olmaları nedeniyle oldukca hassas olduklarından tercih edilen biyoalgılayıcılardır. Ancak; secici bir biyoalgılama icin mikrotoroid yuzey tasarımı dikkatle uygulanmalıdır. Bu amacla, cesitli yuzey modifikasyonları kullanılarak DNA, RNA ve protein algılamaları icin bugune kadar yapılan WGM tipi biyoalgılama calısmaları ̈ozetlenmistir. Ancak en ̈onemlisi, bu tez esas olarak karma ̧sık ortam icinde antijen tespiti ve cozelti icinde tek baz DNA ayrımı gibi cesitli se ̧cici biyoalgılamalar icin mikrotoroidlerin mikrofabrikasyonu ve yuzey modifikasyonu uzerine yogunlasmıstır. Bu baglamda, ikili yuzey ̈ozelligi (protein direnci ve biyo-baglama) icin gelistirilmis mikrotoroid yuzey modifikasyonu ayrıntılı olarak tarif edilmi ̧stir. Gelistirilmis bu ikili yuzey yaklasımı, karmasık ortam icinde Interlökin-2 ve Ekzotoksin-A molekullerinin secici tespiti icin uygulanmıstır. Karmasık ortam icinde biyoalgılama, kalibrasyon yaklasımı kullanılmadıgı surece, zorlu bir gorevdir. Bu zorlu gorevi asmak icin, gelistirilen mikrotoroid yuzey yaklasımının nano molar mertebedeki biyoalgılama uygulamaları detaylı olarak acıklanmıstır. Ayrıca, tek bir baz ̧cifti degisikliklerine dayalı tek sarmal DNA molekulunun secici tespiti icin yeni bir mikrotoroid yuzey modifikasyonu yaklasımı da gosterilmistir.