Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Untitled Prezi

No description
by

Aykut Çil

on 20 February 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Untitled Prezi

Biyosensörün Yapısı
Biyosensörlerin Kısımları
BİYOBİLEŞEN
TRANDUSER
KAYDEDİCİ

BAZI GIDA NUMUNELERİNDE BİYOJENİK AMİNLERİN TAYİNİ İÇİN BİYOSENSÖR GELİŞTİRiLMESİ
Diğer Yöntemler
BİYOSENSÖRLERİN SINIFLANDIRILMASI
Biyosensörlerin Bazı Üstünlükleri
Yüksek seçicilik
Az miktarda numune ile çalışabilme
Yüksek duyarlılık
Yüksek hız
Kullanım basitliği
Kolay üretilebilme
Ön işlemlere gereksinim duyulmaması
Biyosensör Yapımında Dikkat Edilmesi Gerekenler
Biyosensörlerin Kullanım Alanları

Sensör
Fiziksel olguları elektrik sinyallerine dönüştüren cihazlardır.


Biyosensör
Biyolojik olarak elde edilen sinyalleri ölçmek için kullanılan cihazlardır.
Analizlenecek madde-biyobileşen ilişkisine göre
Biyoafinite esaslı biyosensörler
Enzim, bakteri,virüs,maya,mantar,
hücre organelleri, doku parçaları

Biyokatalitik esaslı biyosensörler
Antibadiler, nükleik asitler, lektinler, hücre membran reseptörleri
Biyo bileşen-iletim ve ölçüm sistemi kombinasyonlarına göre
Amperometrik esaslı biyosensörler
Potansiyometrik esaslı biyosensörler
Yarı iletkenlikleri esas alan biyosensörler
Optik esaslı biyosensörler
Kalorimetrik esaslı biyosensörler
Piezoelektrik esaslı biyosensörler
Analite uygun biyobileşen seçilmeli
Uygun ve verimli immobilizasyon yöntemi geliştirilmeli
Uygun dönüştürücü seçilmeli
Ölçüm aralığı, duyarlılık ve ölçümlerdeki girişim etkileri dikkate alınmalı
Cihaz kullanışlı, taşınabilir, ucuz bir hale dönüştürülebilmelidir.
Biyosensörlerde İmmobilizasyon Yöntemleri
Tayini yapılacak analite uygun biyobileşen ve dönüştürücü seçildikten sonra bu iki eleman birbirine bağlanmalı yani biyobileşen dönüştürücü yüzeyine sabitlenmelidir.
Fiziksel Adsorpsiyon
Enzimin konformasyonunda veya aktif merkezinde kayda değer değişikliğe neden olmaz.
Sıcaklık, pH , iyonik şiddet gibi faktörlerin değişimine bağlı olarak enzim taşıyıcıdan kopabilir
Tutuklama
Enzim, bir membran içerisine hapsedilir ve herhangi bir taşıyıcıya bağlı değildir
Çapraz Bağlama
Kovalent bağlanma esasına dayanır. Tutuklama ve kimyasal bağlanmanın birleştirilmiş şeklidir.
Kovalent Bağlama
Enzimde yer alan fonksiyonlu gruplar üzerinden gerçekletirilir. Fiziksel koşulların değişimine karşı dirençlidir.
İyonik Bağlama
Enzimin yapısında değişikliğe neden olmaz. fiziksel şartların değişmesiyle birlikte enzim taşıyıcıdan kopabilir.
Biyojenik Aminler
Biyojenik aminler, aminoasitlerden karbondioksitin ayrılması ile oluşan küçük organik bileşiklerdir. Alifatik, aromatik ve heterosiklik yapıda olabilirler.
Önemli Biyojenik Aminler
Histamin
Tiramin
Putresin
Kadaverin
Spremidin
Spermin
Adrenalin
Noradrenalin
ADRENALİN
NORADRENALİN
HİSTAMİN
KADAVERİN
PUTRESİN
TİRAMİN
SPERMİDİN
SPERMİN
Biyojenik Aminlerin
Sağlık Açısından Önemi
Protein, hormon ve nükleik asit sentezinin ilk basamağını oluştururlar.
Metabolik fonksiyonların sürdürülmesinde gereklidirler.
Gıdalarla fazla miktarda alındıklarında toksik etki gösterebilirler.
Histamin Zehirlenmesi
Scombroid sendromu olarak bilinen zehirlenme durumudur.
En sık görülen biyojenik amin zehirlenmesidir.
Balık, peynir ve et ürünlerinde görülen en toksik amindir.
Bu zehirlenmeye daha çok bazı balık türleri neden olmaktadır.
Dolaşım sisteminde ve çeşitli salgı bezlerinin hücre membranlarında bulunan reseptörlere bağlanarak etkisini gösterir.
Tiramin Zehirlenmesi
Peynir zehirlenmesi olarak da bilinir.
Sempatik sinir sistemine yaptığı etki ile kan basıncını artırır.
Hipertansiyon krizi oluşumunu tetikler.
Putresin ve Kadaverin
Nitritlerle reaksiyona girme yatkınlıkları ve kanserojen nitrozamin oluşturmaları nedeniyle mutasyona neden olan, öncül maddelerdir.
Spermin ve spermidin
Nitrozamin oluştururlar, kanserojendirler.
En çok balık, et ve sebze ürünlerinde bulunurlar.
Çeşitli Gıdalarda Bozunma Sırasında Miktarı Artan Biyojenik Aminler
Nano partikül
Polimer bir malzemeye gömülü olarak modifiye edilen metal nanpartiküller biyobileşenlerin elektrot yüzeyi ile elektron transferlerini artırarak biyolojik aktivitelerini ve sensörün hassasiyetini artırırlar.
İki ya da üç boyutlu 1-100 nm uzunluktaki parçacıklardır.
Boyutları küçüktür
Yüzey alanları geniştir.
Serbest yüzey enerjileri yüksektir.
Hedef analite gösterdiklerduyarlık yüksektir.
İletkenlikleri ve katalitik özellikleri iyidir.
Nanotüp
Karbon nanotüpler son yıllarda biyosensör uygulamalarında yaygın biçimde kullanılmaktadır.
Nanotüplerin

Biyouyumluluk
Geniş yüzey alanı
Hızlı elektron aktarımı
Küçük boyut
Kolay modifiye edilebilirlik
Yüksek hassasiyet
Kimyasal ve termal olarak kararlılık
Sertlik ve dayanıklılık

gibi üstün özelliklerinden faydalanılır.
MEDYATÖRLER
Medyatörler, biyobileşen ile transduser arasında redoks dengesiyle karşılıklı elektron transferi sağlayan bileşiklerdir.
İnfirgenmiş enzimle hızlı reaksiyon vermesi ve indirgenmiş ve yükseltgenmiş hallerinin kararlı olması
Çözeltideki oksijen ile reaksiyon vermemesi
Redoks potansiyelinin çözeltideki diğer elektroaktif türler ile etkileşmeyecek kadar farklı olması
Toksik olmaması
İdeal bir medyatörden indirgenmiş ve yükseltgenmiş formlarında kararlı olması
Yan reaksiyonlar vermemesi istenir.
Biyosensör Yapımında Kullanılan Bazı Medyatörler
Ferrosen
Ferrosen
karboksilik asit
Dimetilamino
metilferrosen
Tetratiyafulvalen
Metilen mavisi
Benzokinon
BİYOJENİK AMİN-ENZiM REAKSİYONLARI
Histaminin İnsan Sağlığı Üzerinde Etkileri
En iyi cevap veren elektrotlara monoamin oksidaz , daimin oksidaz, gibi enzimler immobilize edilerek ilgili substratlara duyarlığı belirlenecektir. Modifiye enzim elektrotlar için:

• Tampon Cinsi
• Tampon derişimi
• pH En uygun çalışma koşullarını belirlemek amacıyla bu
Sıcaklık elektrot parametrelerin cevabına etkisi araştırılacaktır.

Enuygun cevabı veren elektrotlarla

Cevap Süresi
Tekrar kullanılabilirlik Gibi performans faktörleri incelenecektir.
Raf Ömrü
Seçicilik


En son olarak, geliştirilen biyosensör gerçek numunelerle denenecek, ticari bir ürüne dönüştürülüp dönüştüremeyeceği araştırılacaktır.
Biyosensör geliştirmek için modifiye elektrot hazırlama yöntemleri :

1. Polimer temelli modifiye elektrotlar
2. Karbon pasta temelli modifiye elektrotlar
3. Nanomataryel temelli modifiye elektrotlar
4. Kendi kendine oluşan tek tabaka temelli modifiye elektrotlar
5. Perde baskılı modifiye elektrotlar

Kromatografi
Spektrometri
Elektroforez
Titrasyon
Diğerleri

Modifiye Biyosensör Hazırlama
Medyatörlerde Aranan Özellikler
BİYOJENİK AMİNLER
BİYOJENİK AMİNLERİN SAĞLIK AÇISINDAN ÖNEMİ
SENSÖR VE BİYOSENSÖR
MODİFİYE BİYOSENSÖR HAZIRLAMA
MODİFİKASYONDA KULLANILAN MADDELER
ENZİM İMMOBİLİZASYONU
MATERYAL VE YÖNTEM
LİTERATÜR ARAŞTIRMASI
ÖN DENEMELER
1995-2014 Yılları Arasında Yapılan Benzer Çalışmalar
Modifikasyonda Kullanılan Maddeler
1- MEDYATÖRLER
2- KARBON NANOTÜPLER
3- NANOPARTİKÜLLER
4- CAMSI PARTİKÜLLER
ENZİM İMMOBİLİZASYONU
TEŞEKKÜRLER
Biyosensörlerde

Karşılaşılan Problemler
MATERYAL VE YÖNTEM
Elektrokimyasal analiz sistemi CHI 684

Biyosensör çalışmalarında üçlü elektrot sistemi:
Çalışma elektrodu olarak karbon pasta ve camsı karbon elektrot kullanılacak
Karşıt elektrot olarak : platin elektrot
Refereans elektrot olarak : Ag/AgCl referans elektrodu kullanılacaktır.
Karbon pasta elektrotlar ve camsı karbon elektrotlar nanopartikül, nanotüp ve medyatör özellikli maddeler ve polimerlerin farklı kombinasyonlarda kullanılmasıyla hazırlanacak.
Modifiye çalışma elektrotlarıyla dönüşümlü voltametri (CV) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) çalışmaları yapılacaktır.

1- Biyobileşenlerin kararlılığı ile ilgili olanlar
2-Sensörlerin sterilize edilebilirliği ve canlılar üzerinde uygulanabilirlikleri
3- Biyo uyumluluk sorunları
4- Spesifik olmayan cevaplar
5- İmmobilizasyon ve medyatör sorunları
6- Girişim problemleri
7- Sensörlerini küçültülebilirliği vs.
Amperometrik Yöntem
Sabit bir potansiyeldeki akım şiddetinin ölçümü esasına dayanır. Akım şiddeti çalışma elektrodunda yükseltgenen ya da indirgenen elektroaktif türlerin derişiminin bir fonksiyonu olarak tanımlanır.
Amperometrik sinyal elektrot yüzeyine kütle aktarım hızına bağlıdır.
Amperometrik metotlar potansiyometrik metotlara göre daha hızlı ve daha duyarlıdır.
Karbon pasta CV
Karbon pasta + ITO CV
Karşılaştırma
Karbon pasta empedans
Karbon pasta + ITO empedans
Karşılaştırma
Ön Denemeler
Balık numunelerinde, histamin tayini için amperometrik, bienzimatik (DAO ve HRP) biyosensör perde baskılı elektrot yüzeyi modifiye edilip enzim immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bunun için elektrot yüzeyi kimyasal, biyolojik ve termal kararlılık gösteren aşırı pH değerlerine karşı dirençli ve poröz yapıda, iletken olmayan Polisülfon polimer, DMF’de çözülüp elektrot yüzeyinde biriktirilerek kaplanmış, bu sensör çok duvarlı karbon nano tüpler ve ferrosenle modifiye edilmiş ve nicel analizde mükemmel sonuçlar alınmıştır.
Full transcript