Mıcrochıp Based Bacterıa Detectıon Usıng Magnetıc Nanopartıcles And Quantum Dots

Abstract

Bu çalışmada, bakteri tayini için immunomanyetik ayırma ve floresans etiketleme kullanılarak mikroçip tabanlı bir biyosensör geliştirilmiştir. Çalışma kapsamında öncelikle manyetik nanopartiküllerin ve kuantum noktalarının sentezi ve yüzey modifikasyonları gerçekleştirilmiştir. İmmunomanyetik ayırma ile zenginleştirilmiş bakterilerin floresans etiketleme, yıkama ve sinyal ölçümleri birbirine kapiler vana ile bağlanmış dört odacıklı mikroçip kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Mikroçipteki son odacık okuma bölgesi olarak kullanılmıştır. MNP-E.coli-KN konjugatının floresans sinyalleri ışık yayan diyot lambası, fiber optik kablo ve el tipi floresans spektrometresi ile oluşturulan taşınabilir bir düzenekle ölçülmüştür. Yöntemin determinasyon katsayısı ve teşhis sınırı sırasıyla 0,994 ve 3 kob/mL dir. Analiz süresi yaklaşık 45 dakika olarak bulunmuştur. Yöntemin seçiciliği Enterobacter aerogenes, Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus ile test edilmiş ve bu bakterilerin E. coli tayinine girişim etkisinin olmadığı gözlenmiştir. Geliştirilen yöntem, çeşme suyu ve göl suyu numunelerine başarıyla uygulanmıştır; yöntem sahada bakteri tayinine uygunluğu, seçiciliği, geniş dinamik aralığı ve yüksek duyarlılığı ile literatürdeki mevcut biyosensörlere üstünlük sağlamaktadır.In this study, a microchip based biosensor was developed using immunomagnetic separation and fluorescence labelling. First of all, synthesis and surface modifications of magnetic nanoparticles and quantum dots were carried out. After the preconcentration by immunomagnetic separation, fluorescence labelling, washing and signal measurements were performed using a microchip that consists of four microchamber connected to each other with a capillary valve. Last chamber of the microchip was used for signal measurements. Fluorescence signal of MNP-E.coli-QD conjugate was measured using portable equipment consist of light emitting diode lamp, fiber optic probe and hand-held fluorescence spectrometer. The determination coefficient and the limit of detection was 0,994 and 3 cfu/mL, respectively. The analysis time was found approximately 45 minutes. Selectivity of method was tested with Enterobacter aerogenes, Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus and it is observed that these bacteria have no interference effect on E.coli determination. The developed method was successfully applied to tap and lake water samples; the method is suitable for on-site bacteria detection and it is superior to biosensors available in the literature with selectivity, large dynamic range and high sensitivity