Biyofilm oluşumunun gözlenmesi için YZRS tabanlı in situ bir metot geliştirilmesi

Biyofilm, mikrobiyal hücrelerden ve hücre dışı polimerik maddelerden oluşan bir bileşimdir. Hücre dışı polimerik maddeler, mikroorganizmaların bir yüzeye geri dönüşümsüz olarak bağlanmasını sağlar ve onları çevresel stres koşullarından korur. Biyofilm oluşumu sırasında moleküler değişikliklerin yerinde izlenmesi, tıp, biyoloji ve ilgili endüstri alanları için değerli bilgiler sağlayabilir. Geleneksel olarak kullanılan moleküler ve mikroskobik teknikler, örnek hazırlama aşamalarının zorluğu sebebi ile zaman alıcıdır ve örnek hazırlama sürecinde biyofilmin yaşayan kaotik sistemini bozmaktadır. Bu çalışmada, biyofilm oluşumunun daha iyi anlaşılması ve tespit edilmesi amacı için klinik olarak önemli mikroorganizmalar olan Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis ve Candida albicans'ın biyofilm oluşumu yüzeyde zenginleştirilmiş Raman saçılması (YZRS) ile izlendi. Klinik açıdan önemli olan mikroorganizmalar, polimerik medikal cihazlar ve implantlar gibi çeşitli yüzeyler üzerinde biyofilm oluşturarak hastaların sağlıklarını tehdit etmektedir. Bu tez çalışmasında model mikroorganizmaların agar plakalarda, 2D ve 3D poli (metil metakrilat) yüzeylerde ve 3D glikoz-jelatin yapı iskeleti üzerinde biyofilm oluşturma süreçleri belirlendi ve yüzey tipinin biyofilm oluşumuna etkisi gösterildi. Spektrumlarda artan inkübasyon süresi ile birlikte karbonhidrat, lipid, protein ve genetik materyallerdeki önemli konsantrasyon değişiklikleri belirlenerek mikroorganizmaların biyofilm oluşum süreci moleküler düzeyde aydınlatıldı. Ayrıca, elde edilen spektral bilgiler konfokal lazer taramalı mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak teyit edildi. Belirlenen inkübasyon sürelerinde biyofilm oluşturan mikroorganizmaların ayrılması, SERS spektrumları kullanılarak temel bileşen analizi ve doğrusal ayırma analizi ile gösterildi. Geliştirilen metodun klinik uygulamalarda kullanılabilmesi için çoklu tür içeren biyofilm örnekleri SERS ile analiz edildi. Sonuç olarak, elde edilen çıktılar SERS tekniğinin klinik önemi olan biyofilmin analizi için kullanılmasının kapsamlı bir araştırmasını ortaya koymaktadır.