Filtrasyon yöntemi ile sulardaki koliform bakterilerin tespiti için biyosensör tasarımı

Abstract

Günümüzde kaynağı suya bağlı birçok hastalık görülmektedir. Suların dışkı ve lağım yoluyla kirlenmesi halk sağlığını tehdit etmektedir. Koliform bakteri analizleri su kalitesini göstermek için indikatör testler olarak kullanılırlar. Bu nedenle su kalitesinin belirlenmesinde genellikle sudaki koliform miktarının analizi yapılırken, bu analizler 24 saat gibi çok uzun bir sürede gerçekleştirilebilmektedir. Tezin amacı; sudaki koliform miktarını yüksek maliyetli laboratuvarlarlara ihtiyaç duymaksızın, kısa sürede sonuç veren ve yüksek hassasiyete sahip bir biyosensör sistemi geliştirmektir. Bunun için enzim-substrat yöntemine dayalı 4 farklı yöntem denenmiştir. Bunlar; manyetik nanopartikül (MNp) yöntemi, hidrojel yöntemi, plunger tüp yöntemi ve şırınga ucu filtre yöntemleridir. Tez kapsamında manyetik nanopartikül yöntemi ile 3 saat içerisinde belirlenen en düşük bakteri miktarı 105 Cfu olmuştur. Hidrojel yöneminde 105 ve 104 Cfu ile yapılan denemede ilk 30 dk içinde renk oluşmaya başlamış, 1 saat sonunda tam tesbitin olduğuna dair mavi renk net olarak gözlenmiştir. Bununla birlikte, 103 ve 102 Cfu miktarlarında 24 saat içinde sonuç verirken, 10 ve 1 Cfu değerlerinde herhangi bir sonuç vermediği gözlenmiştir. Plunger tüp yöntemiyle yapılan çalışmalarda 30 dakika içerisinde en düşük 104 Cfu konsantrasyonu belirlenebilmiştir. Ancak daha düşük miktarlarda herhangi bir sonuç alınamamıştır. Şırınga ucu filtre yöntemiyle, inkübasyon yapılan yöntem ile en kısa sürede en düşük bakteri miktarı belirlenmiştir. İnkübasyonlu yöntemde 104 ve 103 Cfu ilk 10 dakikada sonuç verirken, 102 Cfu 1 saat içinde sonuç vermeye başlamıştır. 20 saat sonunda 10 Cfu'da da renk gözlenmiştir.At the present time, many diseases related to water source are seen. Pollution of water by faeces and sewage threatens public health. Coliform bacteria analyzes are used as indicator tests to show water quality. For this reason, while the amount of coliform in the water is generally analyzed in determining the water quality, these analyzes can be performed in a very long period of 24 hours. The aim of the thesis; to develop a highly sensitive biosensor that determines the amount of coliform in the water without the need for high-cost laboratories, giving results in a short time. For this purpose, 4 different methods based on enzyme-substrate method have been tried. These methods; magnetic nanoparticle (MNp) method, hydrogel method, plunger tube method and syringe filter methods. A minimum of 105 Cfu bacteria was determined within 3 hours with the Magnetic Nanoparticle Method. In the experiment performed with 105 and 104 Cfu in the hydrogel method, the color started to form within the first 30 minutes, and the blue color was clearly observed after 1 hour. 103 and 102 Cfu gave results within 24 hours, while 10 and 1 Cfu did not give any results. With the Plunger tube method, the lowest 104 Cfu could be determined within 30 minutes. With lower amounts, no results were obtained. With the syringe filter method, the lowest amount of bacteria was determined in the shortest time with the incubation method. While 104 and 103 Cfu yielded results in the first 10 minutes in the incubation method, 102 Cfu started to give results within 1 hour. Color was observed at 10 Cfu after 20 hours.