Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Prof. Dr. İsmail Hakkı BOYACI Hacettepe Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Beytepe Ankara Yüzey plazmon rezonans sistemi ve mikroorganizma.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Prof. Dr. İsmail Hakkı BOYACI Hacettepe Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Beytepe Ankara Yüzey plazmon rezonans sistemi ve mikroorganizma."— Sunum transkripti:

1 Prof. Dr. İsmail Hakkı BOYACI Hacettepe Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Beytepe Ankara Yüzey plazmon rezonans sistemi ve mikroorganizma tayinine yönelik biyosensör hazırlanması

2 Neden mikroorganizma tayini? Halk sa ğ lı ğ ı Çevre sa ğ lı ğ ı Gıda güvenli ğ i Biyogüvenlik Biyoterör ajanı Staphylococcus aureus 2

3 Kültürel yöntemler Mikroskobik yöntemler Kimyasal yöntemler Fiziksel yöntemler Biyokimyasal yöntemler Moleküler yöntemler İ mmünolojik yöntemler Biyosensörler Mikroorganizma tayini yöntemleri 3

4 A. Diret sayım yöntemleri Kültür sayım yöntemleri (dökme plak, çift tabakalı dökme plak,agar damlatma yöntemi, membran filtre sayım yöntemleri ve di ğ er yöntemler) Mikroskopik sayım yöntemleri (Thoma lamı, Howard lamı, membran fitre ve di ğ er sayım yöntemleri) Flow sitometresi B. İ ndiret sayım yöntemleri En muhtemel sayı yöntemi, Tüp dilisyon yöntemi Türbidimetrik sayım yöntemi Hücre içi reaktifine dayalı yöntemler Metabolik aktiviteye dayalı sayım yöntemleri Kuru maddeye tayinine dayalı sayım yöntemi 4

5 Kültürel yöntemler Uzun inkübasyon sürelerine gereksinim duyulmaktadır. Zahmetli yöntemlerdir. Analiz süresi 1-7 gün arasında de ğ i ş mektedir. 5

6 Mikrobiyolojik analizlerde hızlı yöntemlere gereksinim duyulmaktadır. 100 ml içme suyu içerisindeki 1 Escherichia coli’nin saptanması. HEDEF HızlıHassasSeçici 6

7 BİYOSENSÖR biyosensör Biyolojik tanıma mekanizmasına sahip, hedef molekül der ş imine orantılı sinyaller üreten analiz sistemlerine biyosensör denir. (a) Biyoajan (b) Çevirici (c) Yükseltici (d) İş lemci (e) Gösterge Referans 7

8 Bioajanlar Antikor DNA Enzim Protein Mikroorganizma Bitkisel ve hayvansal dokular Aptamer Çeviriciler Elektrokimyasal Elektriksel Optik Kütle hassas Termal 8

9 Yüzey plazmon rezonans sistemi (SPR): 9 Polarize ışık, yüzeyi altın kaplı bir prizmaya gönderildiğinde ışığın bir kısmı absorplanmakta, bir kısmı da yansımakatdır. Geliş açısı değiştirilip yansıyan ışığın şiddeti izlendiğinde yansıyan ışık şiddetinde azalma görülür. Yansıyan ışığın şiddetinde maksimum kaybın gerçekleştiği açıya rezonans açısı ya da SPR açısı adı verilir. Bu geliş açısında ışık, yüzey plazmonlarını (elektron paketçikleri) harekete geçirecek, yüzey plazmon rezonans olayı gerçekleşecektir. Yüzey plazmon rezonansı iki optik ortamın ara yüzeyine ince iletken bir film yerleştirildiğinde meydana gelir. Spesifik bir geliş açısında metal yüzeyindeki elektron frekanslarının eşleşmeleri nedeniyle gelen ışık ile rezonans durumuna gelecektir. Bu rezonans durumunda enerji absorblanacağı için yansıyan ışının yoğunluğunda bir azalma meydana gelmektedir. Uyarma Yansıma Altın tabaka(~50 nm) Cam SPW ( penetrrasyon derinliği ~400 nm) Dielektrik (tampon + örnek)

10 10 Metal yüzeyiyle temas halinde ortamın özelliklerinin değişmesi veya yüzeyde birikim sağlanması durumunda rezonans açısı değişmektedir. Yüzeyde birikim kontrollü olarak sağlanması durumunda birikin madder derişimiyle ilgili kantitatif sensör çalışmalaırnda kullanılabilmektedir. Bu amaçla zamana karşı SPR açısını takip eden ticari sistemler geliştirilmiştir. Molecule Rinse SPR Sinyalinde Kayma Reflaktif Indeks (RI) Kayması-Zaman Grafiği

11 11 Krestschmann ATR Otto

12 12 I ş ık Kayna ğ ı Dedektör Pirizma Altın yüzey Akı ş hüçresi

13 Deney düzeneği Spreeta TM sesnör (Texas Instruments, Dallas, TX) 13

14 Antikorun tutuklanması Yüzeyin temizlenmsi Avidin ile kaplanması (1 mg/ml, 10 μ l/min) Yıkama Au yüzey Streptavidin 14

15 Antikorun tutuklanması-2 Biyotin i ş aretli anti-E. coli antikorunun yüzeye ba ş lanması Yıkama, tampon Yıkama, % 1SDS Biotin conjugated antibodies 15

16 Antikor tutuklama Yüzeye streptavidinin ve biyotin işaretli antikorun bağlanması sonucunda sensör cevabı Streptavidin PBS SDS Antikor PBS SDS Glisin PBS SDS 16 Süre (Saniye)

17 17 Bakteri tayini Örnek enjeksiyonu (1 ml) Yıkama Rejenerasyon, % 1 SDS E. coli Farklı deri ş imlerde E. coli (~ 10 2 to 10 6 kob/ml) örneklerden 1 mL sensör yüzeyle etkil ş emesi sa ğ lanmaktadırwere injected. Uygun yıkama çözeltileri ile yıkama gerçekle ş mektedir. Örneklem sonrasında sensör cevabında meydana gelen de ğ i ş imler kaydedilmekte ve sonrasında kalibrasyon grafi ğ i üretilmketedir. Sensör yüzeyi uygun çözeltilerle temizlenerek tekrar kullanılmaktadır.

18 18 The response (RU) to binding of E. coli and regeneration. Injection of A) E. coli solution (9.0×10 1 cfu ml-1); B) PBS; C) %1 SDS solution; D) E. coli solution(1.8×10 3 cfu ml-1); E) E. coli solution(1.8×10 5 cfu ml-1). Immunosensors using surface plasmon resonance ( Real time antigen determination)

19 Reusability The sensor responses for E. coli solution (~10 3 cfu/ml) intra-day. 19

20 Selectivity The change in RU induced by the binding E. aerogenes (1.8×10 5 cfu/ml) and E. dissolvens (1.4×10 4 cfu/ml) and E. coli (1.8×10 4 cfu/ml). 20

21 Real water samples Water Source SPR-based immunosensor (cfu ml -1 ) Plate counting method (cfu ml -1 ) River< Detection LimitNot Detected Lake2.4 × × 10 2 E. coli inoculated tap water1.9 × × 10 4 Table. The results of real water samples obtained from the developed immunosensor and plate counting method 21

22 Sonuç… SPR sistemi kullanılarak çok farklı hedef moleküle karşı biyonsensör geliştirilebilmekte farklı etkileşimler takip edilebilmektedir. Diğer biyosensörlere göre daha hızlı, hassas ve seçici uygulamalar gerçekleştirilebilmektedir. En önemli avantajı sandviç analizlerde olduğu gibi ikincil tanıyıcı molekül gereksinim duymamasıdır. Aynı SPR yüzeyleri tekrar tekrar kullanılabilmektedir. Sistem optimize edilerek taşınabilir sistemlerin geliştirilmesi mümkün olabilmektedir. Yaygın kullanıma uygun bir teknolojidir. 22

23 Daha fazla bilgi için: 23 F. Baldini, A. N. Chester, J. Homola, and S. Martellucci (editors): Optical Chemical Sensors, NATO Science Series II, Vol. 224, Springer, J. Homola (editor): Surface Plasmon Resonance Based Sensors, Springer, M. Piliarik, H. Vaisocherová, J. Homola: Surface Plasmon Resonance Biosensing, in Biosensors and Biodetection, Methods in Molecular Biology, Vol. 503, editors A. Rasooly, K. E. Herold, Humana Press, 2009, Dudak F.C., İ.H. Boyacı, Development of an Immunosensor Based On Surface Plasmon Resonance for Enumeration of Escherichia coli in Water Samples, Food Research International, 40, (2007). Dudak F.C., İ.H. Boyacı, Rapid and label-free bacteria detection by surface plasmon resonance (SPR) biosensors, Biotechnology Journal (2009).


"Prof. Dr. İsmail Hakkı BOYACI Hacettepe Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Beytepe Ankara Yüzey plazmon rezonans sistemi ve mikroorganizma." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları