Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması

0 0

Proje Grubu: KBAG Sayfa Sayısı: 47 Proje No: 214Z167 Proje Bitiş Tarihi: 01.05.2016 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 20-02-2020

Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması

Öz:
Alzheimer hastalıgı senil dönem hastalıgı olup, beyinde tabakalar halinde biriken Amiloid ? 1- 42 proteinin bir sonucudur. Hastadaki fizyolojik ve psikolojik etkilerinin yanında toplum açısından da çok büyük problemlere neden olan hastalıgın erken dönemde tespit edilebilmesi ve en azından hastalıgın geciktirilebilmesi için girisimde bulunulması büyük önem arz etmektedir. Bu noktada vücut sıvılarından (kan, idrar, salya vs.) Amiloid ? proteinin tespitine yönelik olarak yapılan ELISA ve PCR gibi yüksek maliyetli ve uzmanlık gerektiren testlerle karsılasılmaktadır. Kanın karmasık yapısı veya beyin omurilik sıvısının temini ile ilgili riskler bu vücut sıvılarından proteininin erken dönemde tespitini zorlastırmaktadır. Bu noktada salyadan Amiloid ? proteininin takip edilebilmesi öne çıkmakta ve bunun için tek molekül seviyesinde biyokimyasal tespitine olanak verebilen yüzey artırılmıs Raman spektroskopisi (SERS) dikkat çekmektedir. Bu yöntem kullanılarak metaller üzerine modifiye edilmis moleküllerin kendilerine özgü titresim sinyalleri optik uyarım sonrası etkin olarak arttırılarak tespit edilebilmektedir. Yüzey morfolojisine baglı olarak sinyal artırıcı nokta yogunlugun (hot spot density) kontrol edilebildigi bu yöntem, çalısmamızda su ve salya içerisindeki Amiloid ?? nın nanomotifli polimerler üzerinden tespiti için kullanılmıstır. Bu bilgiler ısıgında, projemizde iki asamalı anodizasyon ile üretilen anodize alüminyum oksit (AAO) kalıplar kullanılarak farklı nanokolon topografilerinde üretilen nanomotifli polikarbonat filmler farklı kalınlıklarda altın ile kaplanmıs ve kaplama kalınlıgı ile kolon topografisinin SERS sinyaline etkisi Amiloid ? proteini ile etkilesimi bilinen Thioflavin ? T kullanılarak arastırılmıstır. Bu molekülden alınan SERS sinyalleri 20 nm altın kaplama kalınlıgına sahip 100 nm çatal baslıklı nanoyapıların sinyal siddeti açısından diger yüzeylere göre daha basarılı oldugunu göstermistir. Farklı konsantrasyonlardaki Thioflavin ? T çözeltileri içerisinde bekletilen yüzeyler SERS ile analiz edilmis ve 10-5 M çözelti konsantrasyonu ile çalısılan 100 nm çatal baslıklı yüzeylerin protein çalısmaları için daha uygun oldugu görülmüstür. Üretilen yüzeylerin SEM ile karakterizasyonu ve tekrarlanabilirlik çalısmalarının ardından bu yüzeyler çözücüsü su ve yapay salya olan farklı konsantasyonlardaki Amiloid ? proteininin çözeltileri içerisinde bekletilmistir. Çözücüsü su olan çözeltiler ile yapılan SERS çalısmalarında Amiloid ? konsantrasyonundaki artmaya baglı olarak Thioflavin ? T sinyallerinin azaldıgı gözlemlenmis ve bu egilimden proteinin tayin limiti 0.5 pg/ml olarak hesaplanmıstır. Çözücüsü salya olan protein çözeltileri ile yapılan SERS çalısmalarında ise farklı yıkama/seyreltme protokollerine ragmen anlamlı veri alınamamıstır. Özetle, projemizin amacına uygun olarak Alzheimer proteininin miktar tayinine yönelik optik temelli bir tanı test modeli gelistirilmis olup bununla su ortamında basarılı sonuçlar elde edilmistir. Hastalıgın gün geçtikçe artan prevalansı dikkate alındıgında erken teshis açısından üretilen platformun ilerleyen çalısmalara temel olusturabilecegi düsünülmektedir.
Anahtar Kelime: SERS Amyloid ? ? Thioflavin ? T Polikarbonat AAO

Konular: Kimya, Uygulamalı Nörolojik Bilimler Kimya, Tıbbi
Erişim Türü: Erişime Açık
  • Akin M, Yilmaz M, Babur E, Ozdemir B, Erdogan H, Tamer U (2014) Large area uniform deposition of silver nanoparticles through bio-inspired polydopamine coating on silicon nanowire arrays for practical SERS applications. Journal of Materials Chemistry B 2, 4894- 4900.
  • The Use of Nanopatterned Polycarbonate Films as SERS Substrates for Detecting Alzheimer`s Protein (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Poster Sunum),
  • Altuntas S, Buyukserin F (2014) Fabrication and characterization of conductive anodic aluminum oxide substrates. Applied Surface Science 318, 290-296.
  • Investigation Of The Use Of Ordered Nano-patternedPolycarbonate Films For Detecting Alzheimer`s Protein (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Sözlü Sunum),
  • Altuntas S, Buyukserin F, Haider A, Altinok B, Biyikli N, Aslim B (2016) Protein-releasing conductive anodized alumina membranes for nerve-interface materials. Materials Science and Engineering: C 67, 590-598.
  • Assoc A, Assoc A (2015) Alzheimer's Association Report 2015 Alzheimer's disease facts and figures. Alzheimers & Dementia 11, 332-384.
  • Austin L, Kang B, Yen C, El-Sayed M (2011) Plasmonic Imaging of Human Oral Cancer Cell Communities during Programmed Cell Death by Nuclear-Targeting Silver Nanoparticles. Journal of the American Chemical Society 133, 17594-17597.
  • Bermejo-Pareja F, Antequera D, Vargas T, Molina J, Carro E (2010) Saliva levels of Abeta1- 42 as potential biomarker of Alzheimer's disease: a pilot study. Bmc Neurology 10. Bezares F, Caldwell J, Glembocki O, Rendell R, Feygelson M, Ukaegbu M (2012) The Role of Propagating and Localized Surface Plasmons for SERS Enhancement in Periodic Nanostructures. Plasmonics 7, 143-150.
  • Biancalana M, Koide S (2010) Molecular mechanism of Thioflavin-T binding to amyloid fibrils.
  • Biochimica Et Biophysica Acta-Proteins and Proteomics 1804, 1405-1412.
  • Buyukserin F, Altuntas S, Aslim B (2014) Fabrication and modification of composite silica nano test tubes for targeted drug delivery. Rsc Advances 4, 23535-23539.
  • Buyukserin F, Martin C (2010) The use of Reactive Ion Etching for obtaining "free" silica nano test tubes. Applied Surface Science 256, 7700-7705.
  • Chetelat G, Baron J (2003) Early diagnosis of Alzheimer's disease: contribution of structural neuroimaging. Neuroimage 18, 525-541.
  • Christopher P, Xin H, Linic S (2011) Visible-light-enhanced catalytic oxidation reactions on plasmonic silver nanostructures. Nature Chemistry 3, 467-472.
  • Daglar B, Khudiyev T, Demirel GB, Buyukserin F, Bayindir M (2013) Soft biomimetic tapered nanostructures for large-area antireflective surfaces and SERS sensing. Journal of Materials Chemistry C 1, 7842-7848.
  • Das G, Mecarini F, Gentile F, De Angelis F, Kumar H, Candeloro P (2009) Nano-patterned SERS substrate: Application for protein analysis vs. temperature. Biosensors & Bioelectronics 24, 1693-1699.
  • Draz M, Lu X (2016) Development of a Loop Mediated Isothermal Amplification (LAMP) – Surface Enhanced Raman spectroscopy (SERS) Assay for the Detection of Salmonella Enterica Serotype Enteritidis. Theranostics 6,522-532.
  • Dreaden E, Mackey M, Huang X, Kang B, El-Sayed M (2011) Beating cancer in multiple ways using nanogold. Chemical Society Reviews 40, 3391-3404.
  • Gopinath A, Boriskina S, Reinhard B, Dal Negro L (2009) Deterministic aperiodic arrays of metal nanoparticles for surface-enhanced Raman scattering (SERS). Optics Express 17, 3741-3753.
  • Guerrini L, Graham D (2012) Molecularly-mediated assemblies of plasmonic nanoparticles for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy applications. Chemical Society Reviews 41, 7085-7107.
  • Hulstaert F, Blennow K, Ivanoiu A, Schoonderwaldt H, Riemenschneider M, De Deyn P (1999) Improved discrimination of AD patients using β-amyloid((1-42)) and tau levels in CSF. Neurology 52, 1555-1562.
  • Humpel C (2011) Identifying and validating biomarkers for Alzheimer's disease. Trends in Biotechnology 29, 26-32.
  • Kasztelanic R, Kujawa I, Stepien R, Harasny K, Pysz D, Buczynski R (2013) Fresnel lens fabrication for broadband IR optics using hot embossing process. Infrared Physics & Technology 60, 1-6.
  • Kaushik A, Jayant RD, Tiwari S, Vashist A, Nair M (2016) Nano-biosensors to detect betaamyloid for Alzheimer’s disease management. Biosensors and Biolectronics, 80, 273-287.
  • Khurana R, Coleman C, Ionescu-Zanetti C, Carter S, Krishna V, Grover R (2005) Mechanism of thioflavin T binding to amyloid fibrils. Journal of Structural Biology 151, 229-238.
  • Kraus R, Emmons E, Thompson J, Covington A (2008) Infrared absorption spectroscopy of polycarbonate at high pressure. Journal of Polymer Science Part B-Polymer Physics 46, 734- 742.
  • Lal S, Grady N, Kundu J, Levin C, Lassiter J, Halas N (2008) Tailoring plasmonic substrates for surface enhanced spectroscopies. Chemical Society Reviews 37, 898-911.
  • Larmour I, Graham D (2011) Surface enhanced optical spectroscopies for bioanalysis. Analyst 136, 3831-3853.
  • Larsson E, Langhammer C, Zoric I, Kasemo B (2009) Nanoplasmonic Probes of Catalytic Reactions. Science 326, 1091-1094.
  • Li J, Huang Y, Ding Y, Yang Z, Li S, Zhou X (2010) Shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy. Nature 464, 392-395.
  • Lopez-Tobar E, Antalik M, Jancura D, Canamares M, Garcia-Leis A, Fedunova D (2013) Adsorption and Detection of Amyloid Marker Thioflavin T on Ag Nanoparticles by Surface- Enhanced Raman Scattering. Journal of Physical Chemistry C 117, 3996-4005.
  • Maiti N, Chadha R, Das A, Kapoor S (2015) Adsorption and sub-nanomolar sensing of thioflavin T on colloidal gold nanoparticles, silver nanoparticles and silver-coated films studied using surface-enhanced Raman scattering. Spectrochimica Acta Part a-Molecular and Biomolecular Spectroscopy 149, 949-956.
  • Maskevich A, Kurhuzenkau S, Lavysh A, Kivach L, Maskevich S (2015) Surface-Enhanced Raman Scattering Spectra of Thioflavin T: Manifestation of the Electromagnetic and Molecular Enhancement Mechanisms. Journal of Applied Spectroscopy 82, 532-539.
  • Moskovits M (1985) Surface-Enhanced Spectroscopy. Reviews of Modern Physics 57, 783- 826.
  • Nestor P, Scheltens P, Hodges J (2004) Advances in the early detection of Alzheimer's disease. Nature Medicine 10, S34-S41.
  • Papastavrou E, Kalokerinou A, Papacostas S, Tsangari H, Sourtzi P (2007) Caring for a relative with dementia: family caregiver burden. Journal of Advanced Nursing 58, 446-457.
  • Pieczonka N, Aroca R (2008) Single molecule analysis by surfaced-enhanced Raman scattering. Chemical Society Reviews 37, 946-954.
  • Qi J, Li Y, Yang M, Wu Q, Chen Z, Wang W (2013) Large-area high-performance SERS substrates with deep controllable sub-10-nm gap structure fabricated by depositing Au film on the cicada wing. Nanoscale Research Letters 1-6.
  • Qu B, Gong Y, Moore C, Fu M, German D, Chang L (2014) Beta-amyloid auto-antibodies are reduced in Alzheimer's disease. Journal of Neuroimmunology 274, 168-173.
  • Singhal RK, Anand S (2014) Salivary Aβ-40, Aβ-42, IGF-I, IGF-II, Alpha Amylase, IL-1β, and TNF-alpha in Alzheimer's Disease: A Useful Diagnostic Tool. WebmedCentral Neurosciences 5, 1-10.
  • Schlucker S (2014) Surface-Enhanced Raman Spectroscopy: Concepts and Chemical Applications. Angewandte Chemie-International Edition 53, 4756-4795.
  • Schulz U, Munzert P, Rickelt F, Kaiser N (2013) Hybrid antireflective coating with plasmaetched nanostructure. Thin Solid Films 532, 119-122.
  • Shi R, Ding T, Liu Q, Han Y, Zhang L, Chen D (2006) In vitro degradation and swelling behaviour of rubbery thermoplastic starch in simulated body and simulated saliva fluid and effects of the degradation products on cells. Polymer Degradation and Stability 91, 3289- 3300.
  • Sonntag M, Klingsporn J, Zrimsek A, Sharma B, Ruvuna L, Duyne RV (2014) Molecular plasmonics for nanoscale spectroscopy. Chemical Society Reviews 43,1230-1247.
  • Standridge S, Schatz G, Hupp J (2009) Distance Dependence of Plasmon-Enhanced Photocurrent in Dye-Sensitized Solar Cells. Journal of the American Chemical Society 131, 8407-8409.
  • Wathuthanthri I, Liu Y, Du K, Xu W, Choi C (2013) Simple Holographic Patterning for High- Aspect-Ratio Three-Dimensional Nanostructures with Large Coverage Area. Advanced Functional Materials 23, 608-618.
  • Zengin A, Tamer U, Caykara T (2013) A SERS-Based Sandwich Assay for Ultrasensitive and Selective Detection of Alzheimer's Tau Protein. Biomacromolecules 14, 3001-3009.
APA BÜYÜKSERİN F (2016). Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması. , 1 - 47.
Chicago BÜYÜKSERİN Fatih Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması. (2016): 1 - 47.
MLA BÜYÜKSERİN Fatih Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması. , 2016, ss.1 - 47.
AMA BÜYÜKSERİN F Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması. . 2016; 1 - 47.
Vancouver BÜYÜKSERİN F Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması. . 2016; 1 - 47.
IEEE BÜYÜKSERİN F "Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması." , ss.1 - 47, 2016.
ISNAD BÜYÜKSERİN, Fatih. "Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması". (2016), 1-47.
APA BÜYÜKSERİN F (2016). Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması. , 1 - 47.
Chicago BÜYÜKSERİN Fatih Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması. (2016): 1 - 47.
MLA BÜYÜKSERİN Fatih Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması. , 2016, ss.1 - 47.
AMA BÜYÜKSERİN F Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması. . 2016; 1 - 47.
Vancouver BÜYÜKSERİN F Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması. . 2016; 1 - 47.
IEEE BÜYÜKSERİN F "Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması." , ss.1 - 47, 2016.
ISNAD BÜYÜKSERİN, Fatih. "Sıralı Nanomotifli Polikarbonat Yüzeylerin Alzheimer Proteininin Tespitinde Kullanımın Araştırılması". (2016), 1-47.