İletken polimer içeren nanokompozit tabanlı elektrokimyasal immünosensör sistemlerinin geliştirilmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, bir kanser belirteci olan prostat kanser antijeni (PSA)'nin elektrokimyasal tayini için hibrid malzeme sentezlenerek elektrot yüzeyine modifikasyonu yapılmıştır. Yeni bir immünosensörü geliştirilmiş ve yapay insan kan serumunda uygulaması gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, 8-(4-nitrofenoksi)piren-1,3,6- trisulfonik asit trisodyum tuzu (3), 8-(4-nitrofenoksi)piren-1,3,6-trisulfonil triklorür (4), N1 , N3 , N6 -tris(4-(9H-karbazol-9-yl)fenil)-8-(4-nitrofenoksi)piren-1,3,6- trisulfonamid (6) ve N1 , N3 , N6 -tris(4-(9H-karbazol-9-yl)fenil)-8-(4- aminofenoksi)piren-1,3,6-trisulfonamid (7) bileşikleri sentezlenmiştir. Bileşiklerden 2 tanesi literatürde bulunan yöntemlere göre sentezlenirken, 2 tanesi ise bu tez kapsamında literatüre kazandırılan orijinal bileşiklerdir. Sentez sonrası, FT-IR, UV-Vis, 13C-NMR ve 1H-NMR gibi spektroskopik yöntemlerle karakterizasyonu gerçekleştirilen bileşiklerden N1 , N3 , N6 -tris(4-(9H-karbazol-9- yl)fenil)-8-(4-aminofenoksi)piren-1,3,6-trisulfonamid (7) hizalanmış çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) varlığında polimerleştirilerek (CP@MWCNT) hibrid malzeme sentezlenmiştir. Bu hibrid malzemenin karakterizasyonu, termal kararlılığı ve yüzey analizleri FT-IR, UV-Vis spektroskopisi, TGA, SEM ve TEM kullanılarak aydınlatılmıştır. Anti-PSA, hibrid malzeme yüzeyine moleküler arası çapraz bağlanma yöntemiyle modifiye edilmiştir. Hazırlanan PSA immünosensörün immobilizasyon süresi, CP@MWCNT miktarı, antikor miktarı ve gluteraldehit konsantrasyon optimizasyonu DPV ile yapılmıştır. Ayrıca, elektrokimyasal karakterizasyon çalışmaları CV ve EIS teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Optimum şartlarda immünosensörün tekrarlanabilirliği, uzun süre stabilitesi ve seçicilik gibi parametreleri belirlenmiş ve kalibrasyon grafiği elde edilmiştir. Kan serumu kullanılarak gerçek örnekteki sensörün cevabı araştırıldı ve geri kazanımları hesaplandı. Hazırlanan CP@MWCNT tabanlı yeni immünosensörlerin validasyon çalışmaları ELISA kiti ile gerçekleştirilmiştir.In this thesis study, the modification of hybrid materials which synthesize for the electrochemical determination of prostate cancer antigen (PSA) that is a cancer biomarker performed through the surface of glass carbon electrodes. A new immunosensor was developed and its application was carried out by using commerical human blood serum. Firstly, 8-(4-nitrophenoxy)pyren-1,3,6-trisulfonic acid trisodium salt (3), 8-(4-nitrofenoxy)pyren-1,3,6-trisulfonil trichloride (4), N1 , N3, N6-tris(4-(9H carbazol-9-yl)phenyl)-8-(4-nitrofenoxy)pyren-1,3,6-trisulfonamid (6) and N1 , N3, N6-tris(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-8-(4-aminofenoxy)pyren-1,3,6-trisulfonamid (7) were synthesized for the synthesis of the hybrid material. Two of these compounds were synthesized according to the methods available in the literature, while the other two are original compounds introduced to the literature within the scope of this thesis. N 1 , N3 , N6 -tris(4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl)-8-(4-aminofenoxy)pyren-1,3,6- trisulfonamid (7) was polymerized in the presence of aligned multi-walled carbon nanotube (MWCNT) to sytnhesize the hybrid material (CP@MWCNT) and was characterized by spectroscopic methods such as FT-IR, UV-Vis, 13C-NMR ve 1H NMR. Characterization, thermal stabilities and surface analyzing of the hybrid materials were elucidated by using FT-IR, UV-Vis spectroscopy, TGA, SEM and TEM. The intermolecular cross-linking method was used for the interaction of anti-PSA with hybrid material. Time of immobilizastion, amount of CP@MWCNT, amount of antibody ve the concentration of gluteraldehyde of the prepared PSA immunosensor were optimized by using DPV. Additionaly, electrochemical characterization studies were performed buy using CV and EIS techniques. Parameters such as reproducibility, long-term stability and selectivity of immunosensor were determined under optimal conditionds, and a calibration chart was obtained. Response of sensor in a real sample was investigated by using blood serum, and recoveries were calculated. Validation studies of newly preapared CP@MWCNT-based immunosensors were conducted using an ELISA kit.