Improving sensitivity biosensors by using micro/nano magnetic particles

Halihazırda, manyetik boncuklar gibi mikro/nano parçacıklar sadece biyosensörlerden sinyal elde etmek için değil, aynı zamanda biyosensörlerden elde edilen sinyalleri güçlendirmek için de kullanılmaktadır. Hem algılama hem de işaret artırımı için çoğunlukla antikor-antijen bağlanması gibi biyomoleküllerin etkileşimi esasına dayalı bağlanmalar kullanılır. Bu biyomoleküler bağlanma olayı bir çok dezavantaja sahiptir. Biyomoleküler bağlanma pH ve sıcaklık gibi ortam şartlarına karşı hassastır, bağlanma için kullanılan etiketler pahalıdır ve moleküler bağlanma fazla zaman alabilir. Bu tez çalışmasında, manyetik mikro/nano parçacıkların manyetik etkileşimine dayandırılan ve hiçbir biyomoleküler kaplama gerektirmeyen kısa sürede ve düşük maliyetli sinyal kuvvetlendirme yöntemi geliştirilmiştir. Dış manyetik alana maruz bırakılan manyetik parçacıklar manyetize olurlar ve bu parçacıklar etraflarında bölgesel bir manyetik alan oluşturarak, birbirlerini çekerler. Bu kontrol edilebilen manyetik etkileşim ve topaklanma, optik mikroskoplar ile elde edilen görüntülerdeki piksel alanının veya renk kontrastının yoğunluğundaki değişimler ölçülerek analiz edilebilir. Manyetik alan altındaki manyetik parçacıkların topaklanma dinamikleri teorik ve deneysel olarak irdelenmiştir ve bu yöntemin Escherichia Coli 0157:H7 bakterisine bağlanmış manyetik boncuklara uygulaması gösterilmiştir. Son olarak, bu sinyal kuvvetlendirme yöntemi akış kanalıyla birleştirilmiş ve model hedef protein olarak streptavidinin algılanması gösterilmiştir. Akış kanalı içerisindeki altın yüzey üzerine sabitlenmiş mikro/nano parçacıklar, bu sıvı içerisinde hareket eden demir parçacıkları zincir şeklinde toplar. Manyetik alanda oluşturulan bu topaklanmalar görüntülerin Kontrast Gürültü Oranını artırmak için kullanılır ve böylece elde edilen işaret 6-8 kat artırılır.