İmpedimetrik DNA analizi için yeni cam fiber karbon elektrotların hazırlanması ve uygulaması

Abstract

Bu tez çalışmasında, yüksek sıcaklık tüp fırınında inert ortamda, ısıl işlemle cam fiber üzerine kömür katranı esaslı karon malzeme kaplanarak iletkenliği yüksek karbon elektrot elde edilmiştir. Karbon malzeme, kimyasal oksidasyonla asit uçları olan yapıya dönüştürüldükten sonra karbodiimitle muamele edilmiş ve 4–aminotiyofenol ile amitleştirilmiştir. Elde edilen malzemenin tiyol uçlarına altın nanoparçacık (AuNP) bağlanarak elektrot tamamlanmıştır. Hazırlanan malzemelerin karakterizasyonu elektrokimyasal (doğrusal voltametri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi), spektroskopi (X-ışınları foroelektron spektroskopisi ve infrared spektroskopisi) ve mikroskopi (taramalı elektron mikroskopisi ve geçirimli elektron mikroskopisi) teknikleriyle karakterize edilmiştir.AuNP ihtiva eden elektrota, Hiv-1 DNA sekansına (T-DNA) uygun bir tiyol grubu ihtiva eden yakalayıcı DNA oligonükleotidi (C-DNA) bağlanmıştır. Elde edilen sensorün; T-DNA ile en uygun hibritleşme sıcaklığı ve süresi hesaplanmıştır. Optimum şartlarda sensörün, 0,1 pM – 10 nM konsantrasyon aralığındaki hedef analit (T-DNA)'le hibridizasyonu sonucunda redoks prob yardımıyla impedimetrik kalibrasyon çalışmaları yapılmıştır. Kalibrasyon eğrisi çizilerek, regrasyon eşitliği Rct = 0,7878[logC] + 11,8581 (R2: 0,9966) ve alt tayin sınırı (LOD) 0,013 pM (S/N:3) olarak hesaplanmıştır. Yedi günlük kararlılık deneyi sonucunda sensörün geri kazanımı % 96,7 ile % 101,4 değerleri arasında hesaplanarak, elektrotun kararlı olduğu tespit edilmiştir. Geliştirilen yöntemin hassasiyeti ve doğruluğu gün içi ve yedi ardışık günler arası incelenmiş olup doğruluğu ve kesinliği yüksek bulunmuştur. Girişim deneylerinde iki farklı sekans kullanılarak Rct değişimlerinin <1% ve >-1.5% aralığında olduğu, herhangi bir girişimin olmadığı sonucu elde edilmiştir.

In this study, carbon modified glass fiber from coal tar pitch was prepared with tube furnace under high temperature under nitrogen atmosphere. The carbonaceous material was converted to carboxylated carbonaceous materials via strong acid solution. The carboxylate terminated material was treated with carbodiimide and then converted to amide with 4-aminothiophenol. The materials was characterized with spectroscopic, electrochemical, microscopic and optical techniques. The –SH terminated material was self ordered with gold nanoparticles and capture-DNA (C-DNA) olgonucleotid sequence. The electrode was used in the determination of analyte (T-DNA for HIV-1) by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The linear equation for T-DNA was Rct = 0,7878[logC] + 11,8581 (R2: 0,9966) , with the linear range of 0,1 pM – 10 nM. The detection limits (S/N=3) was calculated as 0,013 pM. Precision and accuracy results of the developed method were studied. The influences of two different non-complementary sequence were studied. The values of charge transfer resistant change of the redox probe are approximately <1% and >-1.5%. In conclusion, it is not an important factor of interference effect of these sequences in the selected concentrations