Akut böbrek hasarının potansiyel biyomarkerlarından KIM-1 tayini için elektrokimyasal immünosensör sisteminin geliştirilmesi

Abstract

Böbrek Hasarı Molekülü-1 (KIM-1), bir tip I transmembran glikoproteinidir ve akut böbrek hasarı durumunda idrarda seviyesinin değişkenlik gösterdiği için böbrek hasarını saptamak adına potansiyel bir biyomarkerdır. Tez kapsamında, KIM-1 biyomarkerının tayinine yönelik elektrokimyasal bir immünosensör tasarlanmıştır. Geliştirilen biyosensör sistemi için çalışma elektrodu olarak Quartz Tuning Fork (QTF) kullanılmıştır. Altın uçlu QTF elektrodu yüzeyi, SAM tabakası oluşturmak için 11-Merkaptoundekanoik asit (11-MUA) ile modifiye edilmiştir. Biyosensör için, tasarımında kullanılan parametreleri üzerinde detaylı optimizasyon çalışmaları, ardından karakterizasyon çalışmaları ve gerçek idrarda uygulanabilirlik çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmalar, elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve döngüsel voltametri (CV) yöntemleri ile analiz edilmiştir. Geliştirilen immünosensörün elektrot yüzeyindeki morfolojik değişimleri incelemek için Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) cihazlarında görüntüler alınmıştır. Geliştirilen biyosensör sistemi, geniş bir tayin aralığını (0,05-250 fg/mL) algılamak için yüksek kapasiteye sahiptir.

Kidney Injury Molecule-1 (KIM-1) is a type I transmembrane glycoprotein and is a potential biomarker for detecting kidney injury as its level in the urine varies in acute kidney injury. Within the scope of the thesis, an electrochemical immunosensor was designed for the determination of the KIM-1 biomarker. Quartz Tuning Fork (QTF) was used as the working electrode for the developed biosensor system. The gold-tipped QTF electrode surface was modified with 11-Mercaptoundecanoic acid (11-MUA) to form the SAM layer. For the biosensor, detailed optimization studies were carried out on the parameters used in its design, followed by characterization studies and applicability studies in real urine. These studies were analyzed by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltammetry (CV) methods. Images were taken in Atomic Force Microscope (AFM) and Scanning Electron Microscope (SEM) devices to examine the morphological changes on the electrode surface of the developed immunosensor. The developed biosensor system has a high capacity to detect a wide detection range (0.05-250 fg/mL).