Çocukluk çağı obezitesinin erken dönemde belirlenebilmesi için tek kullanımlık biyosensör sistemlerinin geliştirilmesi

Abstract

Vücutta artmış yağ miktarı olarak tanımlanan obezitenin görülme sıklığı cinsiyet, yaş ve ırka göre farklılık gösterir. Çocukluk çağı obezitesi son yıllarda dünya çapında artış göstermektedir. Obezite, tip 2 diabetes mellitus, non alkolik hepatosteatoz, hipertansiyon, hiperlipidemi ve kardiyovasküler hastalıklar gibi ciddi komplikasyonlara neden olmaktadır. Bu sebeple bu hastalığın erken teşhisi son derece önem teşkil etmektedir. Bu doktora çalışmasında çocukluk çağı obezitesinin erken teşhisi için potansiyel olabilecek leptin, adiponektin ve nöropeptit Y biyobelirteçleri için kullan-at biyosensörler geliştirilmiştir. Biyosensörlerin tüm immobilizasyon adımları, optimizasyon çalışmaları ve analitik karakterizasyonu elektrokimyasal impedans spektroskopisi, döngüsel voltametri ve kare dalga voltametrisi tekniklerinden yararlanılarak takip edilmiş ve değerlendirilmiştir. Biyosensörlerin immobilizasyon adımlarına ait yüzey morfolojisinin görüntülenmesi için taramalı elektron mikroskopu (SEM) cihazı kullanılmıştır. Tasarlanan biyosensörlerin klinik alanda kullanımının incelenmesi için gerçek serum örneklerine uygulanabilirliği test edilmiştir. Biyosensörlerin gerçek serum örneklerinde analit (leptin, adiponektin, nöropeptit Y) tayinine yüksek hassasiyette olanak sağladığı gözlemlenmiştir. Aynı zamanda geliştirilen biyosensör sistemlerinin uzun süre raf ömrü, femtogram ve pikogram düzeyinde analit konsantrasyonlarını tayin edebilme potansiyeli, tekrar üretilebilirlik, yüksek hassasiyet gibi avantajlara da sahip olduğu tespit edilmiştir.

The incidence of obesity, which is defined as increased amount of fat in the body, differs according to gender, age and race. Childhood obesity has been increasing worldwide in recent years. Obesity causes serious complications such as type 2 diabetes mellitus, non alcoholic hepatosteatosis, hypertension, hyperlipidemia and cardiovascular diseases. For this reason, early diagnosis of this disease is extremely important. In this phD study, disposable biosensors have been developed for leptin, adiponectin and neuropeptide Y which are potential biomarkers for early detection of childhood obesity. All immobilization steps of biosensors, optimization studies and analytical characterization were followed and evaluated by electrochemical impedance spectroscopy, cyclic voltammetry and square wave voltammetry techniques. A scanning electron microscope (SEM) was used for monitoring the surface morphology of the immobilization steps of the biosensors. The applicability of the designed biosensors to real serum samples was tested to investigate the potential of them in clinical use. It has been observed that biosensors sensitively allow the determination of analytes (leptin, adiponectin, neuropeptide Y) in real serum samples. At the same time, it has been found that the developed biosensor systems have advantages such as long shelf life, reproducibility, high sensitivity, potential to determine analyte concentrations at femtogram and picogram level.