Liquid crystal-based microcapillary sensors
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ELİF KURT
Danışman: Emre Büküşoğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sıvı kristallerin uyaranlara duyarlı özellikleri, optik özellikleriyle birleştirildiğinde hassas ve hızlı algılama uygulamaları sunar. Tez çalışmamızın ilk aşamasında, sulu ortamdaki biyolojik ve kimyasal türler için ayrıca kullanılabilecek amfifilik türlerin çevrimiçi tespiti için uygulanacak mikro kılcal tabanlı bir yöntem öneriyoruz ve gösteriyoruz. Spesifik olarak, homeotropik çapalamayı destekleyen silindirik şekilli cam mikro kapilerlere yerleştirilmiş nematik 4-siyano-4'-pentilbifenil (5CB) bölmeleri (300-1400 µm) kullandık. Silindirik sıvı kristal bölmelerinin düz yüzeyleri, sulu bir ortam ile temas halindeydi. Sıvı kristal-sulu arayüzlerde sıvı kristallerin sabitlenmesindeki bir değişiklik üzerine sıvı kristalin denge ve dengesizlik tepkisini karakterize ettik. Çapalama geçişi üzerine, sıvı kristal bölmesinin merkezine hareket eden ve dengeye, dört yapraklı konfigürasyona ulaşan arayüzün yakınında pozitif yüklü bir kusur oluşumunu gözlemledik. Bu geçişin ortalama 41±19 dakika sürdüğü gözlemlendi; bu, yüzey aktif türlerin sıvı kristal-su arayüzlerinde difüzyonu ve adsorpsiyonu için gereken süreden önemli ölçüde daha uzundu. Bunun, elastik kuvvetlerin dengesizliğinden kaynaklanan kusurun hareketiyle ilgili olduğu sonucuna vardık. Geçiş sırasında, ısıl işlemle giderilebilecek yarı kararlı durumlar gözlemledik. Kapiler sensörlerin kantifikasyon kolaylığı açısından düz film muadillerine göre daha avantajlı olduğunu gösterdik. Ayrıca, sensörlerin zamansal ve kümülatif nicelemeyi kolaylaştıran tersine çevrilebilir olduğunu da gösterdik. Bu tez çalışmasının ikinci bölümünde hem düz hem de mikrokapiler geometrilerde kullanılmak üzere aptasensörler geliştirdik. Cam yüzeyleri ilk önce (3-Aminopropil)trietoksisilan (APTES) ve dimetil oktadesil [3-(trimetoksisilil) propil] amonyum klorür (DMOAP) karışık tek katmanı , ardından neomisin aptameri glutaraldehit bağ yöntemi ile immobilize etmek için glutaraldehit (GA) solüsyonu ile fonksiyonladık. Aptamerin hedef molekülüne bağlanması yoluyla, aptamerin konformasyonu değiştirilir, bu da sıvı kristal konfigürasyonunun polarize optik mikroskop altında görselleştirdiğimiz homeotropikten dejenere düzlemsel/eğikliğe geçişiyle sonuçlanır. Her iki geometri için de algılama sınırının 50-500 nM neomisin konsantrasyonları arasında olduğu bulunmuştur. Sensörleri neomisin ve ampisilin içeren farklı hedef karışımlara maruz bıraktık ve nitel ve nicel analizler gerçekleştirdik. Bu tezde bildirilen bulgular ayrıca, bireylerin ve toplumun sağlığı ve güvenliği için kritik olan kimyasal ve biyolojik türlerin sürekli izlenmesini gerektiren belirli amaçlar için sensörler geliştirmek için kullanılabilir.