Bazı nörodejeneratif hastalıkların erken tanısına yönelik nöro-biyosensör sistemlerinin geliştirilmesi ve klinik uygulamalarının araştırılması

Abstract

Alzheimer ve Parkinson hastalıkları sinir hücrelerinin ölümüne yol açan demans ile karakterize nörodejeneratif hastalıklardandır. Bu hastalıkların klinik tanısının, ancak semptomlar çıktıktan sonra yapılması tedavi sürecini geciktirmektedir. Bununla birlikte, bu hastalıklar, devletlerin sağlık ekonomisi üzerinde artan bir yük oluşturmaktadır. Bu sebeple bu hastalıkların erken teşhisi önemli bir hedef haline gelmiştir. Bu doktora tezinin kapsamında, Alzheimer ve Parkinson hastalıkları için önem arz eden 4 biyo belirteç (CRP, SYN alfa, Tau-441 ve PARK-7) için elektrokimyasal temelli tek kullanımlık beş farklı nöro-biyosensör sistemi geliştirilmiştir. Nöro-biyosensörlerin tasarımları, optimizasyon parametreleri ve analitik performansları elektrokimyasal impedans spektroskopisi, döngüsel voltametri ve kare dalga voltametrisi ile takip edilmiştir. Yüzeydeki morfolojik ve kimyasal değişiklikler taramalı elektron mikroskobu, fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi ve atomik güç mikroskobu ile değerlendirilmiştir. Tasarlanan nöro-biyosensörlerin klinik uygulamalardaki potansiyeli, hedef analitlerin beyin omurilik sıvısı, serum sıvısı ve tükürük sıvısında analizlenmesiyle belirlenmiştir. Geliştirilen nöro-biyosensör sistemlerinin, femtogram ve pikoogram düzeyinde hassasiyete, geniş tayin aralıklarına, yüksek tekrar üretilebilirlik potansiyeline, uzun depolanma stabilitesi ve rejenerasyon kapasitesine sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca nöro-biyosensör sistemlerinin fizyolojik sıvılarda hedef analitin tespitinde yüksek duyarlılığa sahip olduğu gözlemlenmiştir.

Alzheimer's ve Parkinson's are neurodegenerative diseases that causes the death of nerve cells ve characterized by dementia. The late diagnosis of these diseases causes the delay of the treatment period. Moreover, these diseases are an increasing burden on the state's health economy. Therefore, early diagnosis of neurodegenerative diseases has become very important in many respects. In this phD thesis, five electrochemically-based disposable neuro-biosensor systems have been developed for four biomarkers (CRP, SYN alpha, Tau-441 ve PARK-7) which are potentialy important for Alzheimer's ve Parkinson's disease. The design of neurobiosensors, optimization parameters ve analytical performances were followed by electrochemical impedance spectroscopy, cyclic voltammetry ve square wave voltammetry. The morphological and chemical changes on the surface were evaluated by scanning electron microscopy, fourier transform infrared spectroscopy and atomic force microscopy. The validation of the designed neurobiosensors in clinical practice was determined by analyzing target analytes in cerebrospinal fluid, serum fluid and saliva fluid. It has been determined that the developed neurobiosensor systems have sensitivity at femtogram ve picogram level, wide determination range, high reproducibility features, long storage stability and, regeneration capacity. It has also been observed that neuro-biosensor systems have high sensitivity in detecting target analytes in physiological fluids.