İlaç ve DNA (biyo)sensörlerinin tasarımı ve uygulamaları

Abstract

Çalışmamızda Epirubisin (EPR) ve Mitoksantron (MTX) gibi bazı antikanser ilaçların ve bir hibridizasyon indikatörü olan metal kompleksi, [Co(phen)3 ]3+l nin DNA ile etkileşmesi, elektrokimyasal yöntemlerle; katı fazda, karbon pastası elektrodu (CPE) kullanılarak incelendi. Bu maddelerin çift sarmal DNA (dsDNA) ve tek sarmal DNA (ssDNA) ile etkileşmesi voltametrik yöntemler ile incelendi. Deneysel parametrelerdeki farklılık (ortam ve pH, madde konsantrasyonu, DNA konsantrasyonu, madde-DNA etkileşme süresi) diferansiyel puis voltametri tekniğiyle incelendi; ayrıca tayin sınırı ve tekrarlanabilirlik parametreleride incelendi. EPR ve MTX'nun dsDNA ve ssDNA ile etkileşmesinde, asetat tamponu (pH 4,8) ve fosfat tamponunda (pH 7,4) elde edilen sonuçlara bakıldığında, CPE ile elde edilen yanıtın, dsDNA modifiye edilmiş CPE ile elde edilenden daha büyük olduğu gözlenmiştir. EPR ve MTX'nun DNA ile etkileşmesi sonucunda elde edilen voltametrik sinyaller azalan şekilde sırasıyla; CPE, ssDNA modifiye edilmiş CPE, dsDNA modifiye edilmiş CPE şeklinde bulunmuştur. Buna karşın [Co(phen)3]3+ ile DNA'nın etkileşmesi sonucunda elde edilen voltametrik sinyaller azalan şekilde sırasıyla; dsDNA modifiye edilmiş CPE, ssDNA modifiye edilmiş CPE, CPE olarak bulunmuştur. Oligonükleotidlerle yapılan çalışmalarda da benzer sonuçlar elde edilmiştir. EPR, MTX ve [Co(phen)3]3+lnin DNA ile etkileşme türü elektrokimyasal yöntemlerle saptanıp, ayrıca EPR'nin belirli koşullar altında yeni bir hibridizasyon indikatörü olarak kullanılabileceği bulunmuştur. Hepatit-B virüsüne (HBV) ilişkin DNA dizisinin [Co(phen)3]3+ indikatörü kullanılarak gerçekleştirilen elektrokimyasal tayin çalışmasında, öncelikle hibridizasyon koşulları optimize edildi. Seçimlilik çalışmasında ise, CPE'ye tutturulmuş probun rastgele dizi içeren oligonükleotit ve tek bazı farklı dizi içeren oligonükleotit ile tepkimesi sonucu elde edilen yanıtlar, probun hedef dizi ile elde edilen yanıtı ile kıyaslandı; prob'un hedef olmayan dizi ile verdiği yanıtın sadece prob ile elde edilen yanıta yakın olduğu; tek bazı farklı dizi içeren dizi ile verdiği yanıtın ise hemen hemen probun hedef diziyle verdiği sinyale yakın olduğu gözlendi.

In this study, the interaction of DNA at the electrode surface in the solid state with some anticancer drugs; Epirubicin (EPR) and Mitoxantrone (MTX) and the metal complex as a hybridization indicator, [Co(phen)3 ]3+/ was studied electrochemically by using carbon paste electrode (CPE). The interaction of double- stranded DNA (dsDNA) and single-stranded DNA (ssDNA) with these compounds was studied by using voltammetric methods. The difference in the experimental parameters for this study (buffer solution and pH, the concentration of compound, the concentration of DNA and the interaction time of DNA with the compound) was studied by using differential pulse voltammetry; in addition, the detection limit and the reproducibility was determined. It was observed for the interaction of dsDNA and ssDNA with EPR and MTX in acetate buffer (pH 4.8) and phosphate buffer (pH 7.4) that the signal of bare electrode was higher than the signal of the dsDNA modified CPE. The observed signals caused by the interaction of DNA with EPR and MTX as the decreasing signals, respectively; CPE, ssDNA modified CPE, dsDNA modified CPE were found. However, the observed voltammetric signals caused by the interaction of DNA with [Co(phen)3 ]3+ as the decreasing signals, respectively; dsDNA modified CPE, ssDNA modified CPE, CPE were found. The similar results were also found with the oligonucleotides. The way in which DNA interacts with EPR, MTX and [Co(phen)3 ]3+ was determined by using electrochemical methods; as a result, it was also determined that EPR can be used as a hybridization indicator in optimum conditions. In the study for the detection of the DNA sequence related to the Hepatitis-B virus (HBV) by using [Co(phen)3 ]3+ indicator, firstly, the conditions for hybridization were optimized. For the study of specificity, the voltammetric signals obtained from the interaction of the probe modified CPE with the non-complementary oligonucleotide modified CPE and from the interaction of the probe modified CPE with the single-base mismatch containing oligonucleotide modified CPE were evaluated in comparison with the voltammetric signal obtained from the hybrid modified CPE. It was observed that the response of the probe modified CPE with the non-complementary oligonucleotide was close to the response of the probe modified CPE and the response of the probe modified CPE with the single-base mismatch containing oligonucleotide was close to the response of the hybrid modified CPE.