Grafen oksit modifiye elektrotların geliştirilmesi ve voltametrik miRNA tayinine yönelik uygulamaları

mikroRNA'lar (miRNA), 19-25 nükleotit uzunluğundaki RNA dizileridir. miRNA'ların ekpresyonlarındaki değişimler, insan sağlığını tehtid eden kanser, Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıklar ve diyabet gibi metabolik hastalıklarla ilişkilendirilmektedir. Bu nedenle miRNA'ların kısa sürede, duyarlı ve seçimli bir şekilde analizini yapabilen, aynı zamanda kullanımı pratik, hazırlanışı kolay, minyatürize edilebilmeye uygun biyosensör platformlarının geliştirilmesine yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Grafen, sp2 hibritleşmesine sahip karbon atomlarının bal peteği örgüsü oluşturmasıyla meydana gelen iki boyutlu düzlemsel yapıdaki nanomalzemedir. Yakın bir geçmişte keşfedilen grafen; kusursuz fiziksel, kimyasal, elektriksel, termal ve optik özelliklere sahiptir. Grafen oksit (GO), kimyasal gruplarca aktif grafenin büyük kapasiteyle ve en ucuz şekilde üretilebildiği formudur. Geniş yüzey alanı sunduğundan modifiye edildiği yüzeyin immobilizasyon ve adsorpsiyon kapasitesini arttırır. Çalışmamızda geliştirdiğimiz GO modifiye tek kullanımlık voltametrik temelli biyosensörler ile seçimli ve duyarlı bir şekilde elektrokimyasal miRNA analizleri yapılmıştır. Bu kapsamda kullan-at tipi elektrot olan kalem ucu grafit (PGE) yüzeyler GO ile modifiye edildikten sonra, analiz platformu olarak kullanılmıştır. Bu çalışmada hedef miRNA dizisi olarak seçtiğimiz Alzheimer ile ilişkilendirilen miRNA-34a'ya spesifik DNA probu ve hedef miRNA-34a dizisi arasında gerçekleştirilen DNA-miRNA hibridizasyonu, voltametrik yöntemle tayin edilmiştir. GO modifiye PGE yüzeyi taramalı elektron mikroskobisi (SEM), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve dönüşümlü voltametri (CV) teknikleri ile karakterize edilmiştir. miRNA tayinine yönelik geliştirilen GO modifiye biyosensör tasarımında, GO konsantrasyonu, DNA prob konsantrasyonu, hedef miRNA konsantrasyonundaki değişimin yanıta etkisi incelenmiş, deneysel koşullar optimize edilmiş ve optimum koşullarda miRNA-34a'ya spesifik biyosensörün seçimliliği test edilmiştir. Geliştirdiğimiz elektrokimyasal biyosensörler, PGE'lerin kullanımının kolay olması, GO ile PGE yüzeyinin modifikasyonunun kısa zamanda ve ekstra kimyasal madde kullanımını gerektirmeden yapılabilmesi açısından önemli avantajlara sahiptir. Çalışmamızda herhangi bir elektrokimyasal indikatöre gerek kalmaksızın hedef miRNA'nın seçimli ve duyarlı bir şekilde voltametrik yönteme dayalı analizini mümkün kılan GO modifiye elektrokimyasal biyosensör geliştirilmiştir.