Geri Dön

Detection of DNA hybridization and dehybridization with surface enhanced raman spectroscopy (SERS) by using gold nanovoids electrodes

DNA hibridizasyonu ve dehibridizasyonunun altın nanoboşluklu elektrotlar kullanarak yüzeyde zenginleştirilmiş raman (SERS) spektroskopisi ile tayini

PDF İndir

  1. Tez No: 456907
  2. Yazar: NERGİS ÇINAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HANDAN YAVUZ ALAGÖZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Yaklaşık olarak her 30 baz çiftinde tek nokta polimorfizmi (SNP) bulunabilir. Dolayısıyla SNP'lerin hızlı ve hassas şekilde tespit edilmesi önemlidir. Bu nedenle, tezde tek nokta polimorfizmi (SNP) tayini için yüzeyde zenginleştirilmiş Raman spektroskopisine dayalı DNA sensörü geliştirilmesine odaklanılmıştır. Çalışma üç aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk adım, SERS substratlarının hazırlanması ve yüksek hassasiyet elde etmek üzere bu substratların optimizasyonudur. Pürüzsüz Au plakakar Langmuir-Blodgett yöntemi kullanılarak polistiren küreler ile kaplanmıştır. Ardından nanoyapıları oluşturmak için elektrokimyasal Au kaplanması gerçekleştirilmiştir. Optimal Au kalınlığını belirlemek üzere Au kalınlık gradyanı oluşturmak için bipolar elektrokimya kullanılmıştır. Bipolar elektrotlar 4-nitrothiofenol (4-NTP) ile modifiye edilmiş ve elektrotlar boyunca sinyal yoğunlukları SERS kullanılarak tespit edilmiştir. 200 nm çaplı polistiren küreler 177.8 nm Au kalınlığı ile en yüksek sinyal sağlamıştır. İkinci adımda, optimize edilmiş SERS substratları üzerinde potansiyel destekli immobilizasyon yöntemi ile bir algılama platformu oluşturulmuştur. Hazırlanan sensörler tamamen eşleşen hedef DNA ile hibridize edilmiş ve elektrokimyasal DNA erime kinetiği, in-situ Raman ölçümleri ile izlenmiştir. Daha sonra, ssDNA desorpsiyon kinetikleri de in-situ Raman ölçümleri ile analiz edilmiştir. Elektrokimyasal erime potansiyeli başlangıcı Ag/AgCl (3 M KCl) için -1100 mV, ve ssDNA desorpsiyon başlangıcı Ag/AgCl (3 M KCl) için -1300 mV'de olduğu için dsDNA dehibridizasyonu için Ag/AgCl (3 M KCl) için -1250 mV seçilmiştir. Son adımda, SNP tespiti, uygulanan potansiyel nedeniyle zamanla sinyal azalması izlenerek gerçekleştirilmiştir. Modifiye edilmiş SERS substratlar, tek eşleşmeyen hedef DNA ve tamamen eşleşen hedef DNA ile ayrı ayrı hibridize edilmiştir. Potansiyel yardımlı DNA erimesi in-situ Raman ölçümleri ile izlenmiştir. Sonuçlar SNP içeren hedef DNA'dan gelen sinyalin % 60'ının 60 saniye erime sonrasında kaybolduğunu ortaya koyarken, tam olarak eşleşen hedef DNA'nın sadece %10'u aynı zaman süresinde dehibridize edilmiştir. Tasarlanan sensörün tekrarlanabilirliği de tatmin edicidir.

Özet (Çeviri)

Approximately every 30 base pairs may contain an SNP. Thus rapid and sensitive detection of SNPs is essential. Therefore, this thesis was focused on the development of a DNA sensor with the surface enhanced Raman spectroscopy based detection of single nucleotide polymorphism (SNP). The study was accomplished in three steps. The first step was the preparation of the SERS substrates and their optimization in order to obtain high sensitivity. Smooth Au wafers were covered with polystyrene beads using the Langmuir-Blodgett method. Subsequently, electrochemical Au deposition was performed to form the nanostructures. In order to determine the optimal Au thickness the bipolar electrochemistry was employed to form an Au thickness gradient. The bipolar electrodes were modified with 4-nitrothiophenol (4-NTP), and the signal intensities along the bipolar electrodes were detected using SERS. The polystyrene spheres with 200 nm diameter provided the highest signal enhancement with 177.8 nm Au thickness. The second step was the formation of a sensing platform by means of the potential-assisted immobilization method on optimized SERS substrates. The prepared sensors were then hybridized with fully-matched target DNA and the electrochemical DNA melting kinetics was monitored via in-situ Raman measurements. Furthermore, the ssDNA desorption kinetics was also analysed via in-situ Raman measurements. Since the electrochemical melting starts at potential of -1100 mV vs. Ag/AgCl (3 M KCl) and the ssDNA starts to desorb at -1300 mV vs. Ag/AgCl (3 M KCl), -1250 mV vs. Ag/AgCl (3 M KCl) was chosen for further dsDNA dehybridization. In the last step, SNP detection was accomplished by monitoring the signal decrease with time due to the applied potential. Modified SERS substrates were hybridized with single mismatched target DNA and fully-matched target DNA separately. Potential-assisted DNA melting was monitored via in-situ Raman measurements. The results showed that 60% of the signal from SNP-containing target DNA was lost after 60 s of melting, while only 10% of fully matched target DNA was dehybridized in that time. Furthermore, the reproducibility of the designed sensor was satisfying.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    711088

    Piezoelectric Plate Sensor for in situ Genetic Detection of Hepatitis B Virus in Serum without DNA Isolation and Amplification

    DNA İzolasyonu ve Amplifikasyonu Olmadan Serumda Hepatit B Virüsünün Yerinde Genetik Tespiti için Piezoelektrik Plaka Sensörü

    MEHMET ÇAĞRI SOYLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    BiyomühendislikDrexel Unıversıty

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. WAN Y. SHIH

  2. Tez No

    229935

    Kuartz kristal mikrobalans ile DNA hibridizasyon tayini ve bazı maddelerin DNA ile etkileşiminin biyosensörlerle algılanması

    Determination of DNAhybridization by quartz crystal microbalance and sensation of interactions of some substances with DNA by biosensors

    YASEMİN MARABA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    BiyoteknolojiEge Üniversitesi

    Analitik Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ŞENGÜN ÖZSÖZ

  3. Tez No

    48140

    Hepatit B virüs DNA`sının saptanmasında hibridizasyon ile polymerase chain reaction (PCR) uygulamalarının karşılaştırılması

    Comparison of polymerase chain reaction (PCR) and hybridization assay in the detection of hepatitis B virus DNA

    DERYA YÜKSEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Mikrobiyolojiİstanbul Üniversitesi

    PROF.DR. SELİM BADUR

  4. Tez No

    493238

    KANSL1 gen delesyonunun saptanmasında ACGH ve MLPA yönteminin karşılaştırılması

    Comparison of ACGH and MLPA method for detection of KANSL1 gene deletion

    SELİN AKAD

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    GenetikBaşkent Üniversitesi

    Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZERRİN ÇELİK

  5. Tez No

    70548

    Floresan in situ hibridizasyon (FİSH) yöntemi ile X ve Y kromozomlarının belirlenmesi

    Detection of X and Y chromosomes by floresan in situ hybridization (FISH) method

    METİN BİRIŞIK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Tıbbi BiyolojiGaziantep Üniversitesi

    Tıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. M. EMİN ERDAL

Geri Dön