Si(100) yüzeyler üzerine kendiliğinden düzenlenen biyolojik aktiviteye sahip tabakaların tasarımı

Si(100) YÜZEYLER ÜZERİNE KENDİLİĞİNDEN DÜZENLENENBİYOLOJİK AKTİVİTEYE SAHİP TABAKALARIN TASARIMI(Doktora Tezi)GÖKHAN DEMİRELGAZİ ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜEkim 2006ÖZETBu çalışmada, 3-aminopropiltrimetoksisilan (APTS), 12-hidroksidodekanoik asit (HDA) ve 2,2'-(etilendioksi)dietilamin (EDA)molekülleri kullanılarak Si(001) yüzeyler üzerine iki farklı amino uç gruplukendiliğinden düzenlenen tabaka hazırlandı. Dizayn edilen yüzeylerinkimyasal bileşimi X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) kullanılarakkarakterize edildi. XPS spektrumundan elde edilen C 1s ve N 1s pikleriAPTS, HDA ve EDA moleküllerinin yüzeyler üzerindeki varlığına bir kanıtoluşturmaktadır. APTS, HDA ve HDA-EDA ile hazırlanılan yüzeylerinortalama kalınlıkları spektroskopik elipsometre kullanılarak sırası ile 6,3,4,8 ve 6,7 nm olarak belirlenmiştir. Silikon yüzeyinde hazırlanılan APTS- veHDA-EDA-SAM'larının atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile belirlenenyüzey topolojilerinde hidroksillenmiş yüzeylere göre çeşitli yüksekliklerdeçok sayıda adacık içerdiği görüldü. Hidroksillenmiş, APTS, HDA ve HDA-EDA ile hazırlanılan silikon yüzeylerin su ile ölçülen değme açıları sırası ile0,3°, 57°, 38° ve 34° olarak bulundu. Amino uç gruplu SAM'lar üzerineprotein adsorpsiyonu biyotin, streptavidin ve flüoresans etiketli protein-Amolekülü kullanılarak gerçekleştirildi. Flüoresans mikroskopisi ile eldeedilen flüoresans görüntülerinden moleküllerin yüzeyler üzerindeoluşturduğu desenler belirlendi. Hazırlanılan yüzeylerde gerçekleştirilenantijen-antibadi ilişkisi elipsometre cihazı ile yüzeylerdeki kalınlıkdeğişiminin izlenmesi ile tespit edildi. Çalışmanın ikinci kısmında, APTS veHDA moleküllerinin Si(001)-(2x2) yüzeylere bağlanma mekanizmasıteoriksel olarak Viyena ab initio simulasyon paket programı (VASP)kullanılarak araştırıldı. İlk olarak, APTS molekülün bağlanmamekanizmasının belirlenmesi amacı ile (i) silikon dimerler üzerinde ve (ii)silikon dimerler arasında olmak üzere iki olası model önerildi. İlk durumikinci duruma göre yaklaşık 1,04 eV daha enerjitik olduğu bulundu. İkinciolarak ise hidroksillenmiş yüzeylere HDA molekülünün bağlanmamekanizması molekülün sahip olduğu iki farklı aktif uç grup (hidroksil vekarboksilik asit) göz önüne alınarak (a) lineer ve (b) açısal bağlanmalarönerildi. Modellerin Relaksasyonlarına bağlı olarak, HDA molekülü içinhidroksil uç grubundan silikon yüzeyine lineer bağlanma modeli diğerdurumlara göre 0,34 eV daha enerjitik olduğu belirlendi. Bunun yanında,APTS ve HDA bağlanmış yüzeylerin elektronik band yapıları temiz Si(001)-(2x2) yüzeyler ile karşılaştırılarak yüzey elektronik yapılarının değiştiğibelirlendi.Bilim Kodu : 201Anahtar Kelimeler : Nanoteknoloji, kendiliğinden düzenlenmiş tektabakalar, protein çip, yoğunluk fonksiyonuteorisi.Sayfa Adedi : 117Tez Yöneticileri : Doç. Dr. Tuncer ÇAYKARADoç. Dr. Mehmet ÇAKMAK