Farklı nanopartiküller kullanılarak bakteri tayinine yönelik gradient yöntemi geliştirilmesi

Günümüzde etiketsiz, kolay uygulanabilen, düşük maliyetli ve kısa sürede sonuç veren analiz yöntemlerinin geliştirilmesi büyük önem kazanmıştır. Bu çalışmada patojenik bakteri tayinine yönelik olarak, kolay uygulanabilir ve düşük maliyetli olan nanopartikül temelli yoğunluk gradient yönteminin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, immünolojik etkileşim sonrası bağlanmayan bakteriler, bakteri yakalayan nanopartiküller ve bakteriye bağlanmadan kalan nanopartikül-antibadi çiftleri yoğunluklarına ve boyutlarına bağlı olarak yoğunluk gradienti içerisinde farklı fazlarda toplanmıştır. Fazların optik yoğunluk değişimlerin takibi için basit ve düşük maliyetli bir optik düzenek kullanılmış, veriler MatLab yazılımı ile grafiksel olarak bilgisayarda işlenmiştir. Biyoanaliz yöntemlerinde sıklıkla kullanılan nanopartiküllerden; altın nanopartiküller, manyetik nanopartiküller, kuantum noktalar ve karbon nanokürelerin kullanımıyla sükroz gradientinde bakteri-partikül bandı oluşumu ve bant değişimlerinin detaylı olarak anlaşılması için ön çalışmalar yapılmıştır. Nanopartikül ve bakteri-nanopartikül fazlarının incelenmesi için bölgesel santrifüj prensibinin kullanılması uygun bulunmuştur. Partikül hacmi, tek faz ve iki faz gradient etkisi, çözelti konsantrasyonları ve hacmi, tampon çözeltinin etkisi gibi band oluşumunu etkileyen gradient parametreleri ayrı ayrı incelenmiştir. Nanopartiküllerin karakterizasyonu için TEM ve UV-Vis spektroskopisi kullanılmıştır. Ayrıca kuantum noktaların karakterizasyonu için floresans spektroskopisi, karbon nanokürelerin yüzey karakterizasyonu için FTIR-ATR kullanılmıştır. Gradientteki bantlardan çekilen örneklerden katı besiyerinde koloni sayımı yapılmış, partiküllerin hedefe özgü olan ve olmayan etkileşimlerde bakteri bağlama verimlilikleri hesaplanmıştır. Hedefe özgü olmayan etkileşimlerde bakteri miktarına bağlı olarak, kuantum nokta bantlarının göç mesafeleri ve CNP bantlarının alt sınır değerlerinin değişimi takip edilmiştir. Hedefe özgü etkileşimlerde ise bakteri-NP fazlarının ortalama optik yoğunluk değerinde bakteri miktarıyla orantılı değişim görülmüştür. Sistem CNPler ile kalibre edildikten sonra gerçek örneklerde analiz için hazır hale gelmiştir. Geliştirilen yöntem ile sütte Escherichia coli tayini yapılmıştır. Yöntemin tespit limiti ve tayin limiti sırasıyla 8 ve 28 kob/ml olarak belirlenmiştir. Enterobacter aerogenes çalışmalarıyla yönteminin seçiciliği ispatlanmıştır. Sonuç olarak, hemen her laboratuvarda kolaylıkla bulunan santrifüj cihazı ve cep telefonu kamerası kullanılarak basit bir düzenekle, hızlı ve hassas bakteri teşhisi yapılabileceği gösterilmiştir. Patojenik bakteri teşhisi için bakteri-NP faz takibine dayanan bu yöntem literatürdeki santrifüj çalışmalarına da yenilikçi bir yaklaşım getirmiştir. Geliştirilen bu yöntem; düşük maliyetli oluşu, kolay uygulanabilnmesi, işlem basamaklarını azaltarak kısa sürede sonuç verebilmesi nedeniyle literatürdeki yöntemlere alternatif oluşturmuştur.