DEVELOPMENT OF WHOLE SYNTHETIC ENZYME-LIQUID CRYSTAL PLATFORMS FOR NEXT GENERATION SENSOR APPLICATIONS
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: DENİZ KARAMAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Emre Büküşoğlu
Eş Danışman: Salih Özçubukçu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sıvı kristal (LC)–sulu yumuşak arayüzey sensörleri, reaksiyonlarının takibi de dahil olmak üzere çok çeşitli analitlerin takibi için potansiyel gösterir. Bu sensörler, enzimatik aktivitelerin incelenmesinde umut verici sonuçlar vermiş olmasına rağmen, kullanımları büyük ölçüde doğal enzimlerle sınırlı kalmıştır. Bu tezde, enzim taklitleriyle olan etkileşimler aracılığıyla moleküler türlerin tespitine yönelik tamamen sentetik bir yaklaşım sunuyoruz. Yüksek stabiliteye sahip fulleren-bazlı sentetik enzim taklitlerini kullanarak, LC–sulu arayüzeylerin yapısal ve tepki özelliklerini karakterize ettik ve nematik 4-pentil-4′-siyanobifenil (5CB) damlacıklarıyla temas eden çözeltilerde p-nitrofenil asetatın (pNPA) katalitik hidrolizini izledik. Bu yaklaşıma dayanarak, LC-sulu arayüzlerin enzim taklitlerinin kimyasına bağlı tepki özelliklerini keşfetmek için bu enzim taklitlerine kimyasal modifikasyonlar uyguladık. Hidroliz sırasında 5CB damlacıklarının zamansal konfigürasyon değişikliklerini izlemek için polarize ışık mikroskobu kullandık; arayüzey gerilimi ölçümleri ve UV-Vis spektrofotometrisi ise adsorpsiyon karakteristikleri, arayüzey yapılanması ve reaksiyon kinetikleri hakkında bilgi sağladı. Bulgularımız iki farklı arayüzey yapılanmasını ortaya koydu: enzim taklitlerinin immobilize olduğu arayüzeyler ve sıvı kristallerin reaksiyon kinetiği üzerinde hiçbir etkisi olmadığı, enzim taklitlerinin dinamik adsorpsiyon-desorpsiyon dengesiyle karakterize edilen arayüzeyler. LC damlacıklarının anlık yanıtlarının, yığın fazda gerçekleşen enzim taklidi–substrat etkileşimlerinden kaynaklandığını ve geri dönüş sürelerinin yığın fazın kompozisyonu tarafından belirlendiğini gösterdik. Enzim taklitlerinin özelleştirilmiş modifikasyonları, LC damlacıklarının enzimatik pNPA hidrolizine tepkisini güçlü bir şekilde etkiledi. Genel olarak, fulleren-bazlı enzim taklitlerinin tasarım esnekliği, arayüzey özelliklerinin hassas bir şekilde ayarlanmasını sağlayarak LC sensör hassasiyetini artırmakta ve biyokimyasal algılama, çevresel izleme ve teşhis uygulamalarını desteklemektedir. Bu bulgular, çeşitli substratlar ve enzim–substrat etkileşimlerine uyarlanabilen LC tabanlı sensör sistemlerine dair yeni bir perspektif sunuyor.