Nanopartiküllerin biyolojik aktivite çalışmaları ve patojen tanılamaya yönelik nano boyutlu immünosensör tasarımı


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2013

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: HANDE YEĞENOĞLU

Danışman: Belma Aslım

Özet:

Manyetik özelliğe sahip olan demir-altın yapısında ve farklı şekillere sahip (küre, çubuk, küp) nanopartiküllerin biyolojik aktiviteleri araştırılmıştır. Ayrıca, bu partiküllerden biyo-uyumluluğu en yüksek bulunan avidinli küre partiküllerin patojen algılanmasında kullanılabilmesi için örnek bir immünosensör modeli tasarlanmıştır. Partiküllerin biyo-uyumluluklarının ve biyo-karakterizasyonlarının belirlenebilmesi için yapılmış biyolojik aktivite çalışmalarında; partiküllerin antimikrobiyal ve antioksidan aktiviteleri, sağlıklı hücre hattında sitotoksisite ve bazı kanserli hücre hatlarında antikanserojenik özellikleri, genotoksik etkileri, bakteri yüzeyindeki tutunumları çalışılmıştır. Partiküllerin antioksidan aktiviteleri yüzde DPPH (2,2-difenil-1-pikrilhidrazil) giderim ve lipid peroksidasyon inhibisyonuna göre belirlenmiştir. En yüksek DPPH giderimine 5mg/mL'lik konsantrasyondaki avidin bağlı küre partiküllerin sahip olduğu (% 69,1) tespit edilmiştir. Benzer şekilde, lipid peroksidasyon gideriminde de avidin bağlı küre partiküller aynı konsantrasyonda en yüksek aktiviteyi (% 44,8) göstermiştir. Böylece küre partiküllerin kullanımının daha avantajlı olduğu saptanarak izleyen çalışmalarda avidin bağlı küre nanopartiküller kullanılmıştır. Nanopartiküllerin antikanserojenik etkilerinin saptanması amacıyla kolorekteral kanser hücre (CCL-221), serviks kanser hücre (HeLa) ve göğüs kanser hücre (Mcf-7) hatları çalışılmıştır. Sitotoksik etkilerinin belirlenebilmesi amacıyla da sağlıklı hücre (gingival fibroblast) hattı çalışılmıştır. En yüksek antikanserojenik etki (%34) küre nanopartiküllerin 0,1 mg/mL'lik konsantrasyonunda gözlenmiştir. Bu partikülün aynı dozdaki sitotoksik etkisi ise gingival fibroblast hücresinde %19 olarak bulunmuştur. Nanopartiküllerin neden olabileceği DNA hasar yüzdesini saptamak amacıyla genotoksisite testi uygulanmıştır. Küre ve avidin bağlı küre şeklindeki nanopartiküllerin değişik konsantrasyonlarıyla (0,005 ? 0,1 mg/mL) insan kanından izole edilmiş olan lenfosit hücreleri üzerinde komet testi uygulanmış ve partiküllerin genotoksik etkisi gözlenmemiştir (% 0,66). Tüm çalışmalarda artan nanopartikül konsantrasyonları ile sonuçlar arasında korelasyon olup olmadığı incelenmiş ve bu sonuçlar istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (p < 0,01). Yapılmış olan tutunum çalışmasında küre nanopartiküllerin L. monocytogenes bakterisi yüzeyinde tutunum gösterdikleri tespit edilmiştir (2,8 x 107 cfu/mL kadar canlı bakteriden, 5,7 x 106 cfu/mL bakteri tutunmuştur). Biyolojik karakterizasyonu yapılmış olan nanopartiküller ile tasarlanmış olan immünosensör modelinde ise L. monocytogenes'e partiküller yüksek ve seçici bağlanma göstermiştir (4,6 x 107 cfu/mL kadar canlı bakteriden, 2,1 x 106 cfu/mL bakteri tutunmuştur). İmmünosensör başarısını doğal bir ortamda test etmek amacıyla süt ortamı seçilmiş ve süt içerisindeki hedef bakteriyi tanılama başarısını ölçmek amacıyla Raman cihazı ile de çalışmalar yapılmıştır. Raman cihazında artan konsantrasyonlarda artan düzeyde güçlendirilmiş Raman saçılması (SERS) sinyalleri elde edilmiştir ve bu sonuçlar tutunma sonuçları ile de uyumlu bulunmuştur.