Search

Dünya çapında ölüme yol açan nedenler arasında kanser, kalp hastalıklarından sonra ikinci sırayı almaktadır. Kanser tedavilerindeki önemli gelişmelere rağmen, morbidite ve mortalite hala çok yüksektir. Bu kapsamda, halihazırda kullanılan kan biyobelirteçleri yanı sıra "sıvı biyopsi" olarak tanımlanan ve tümör dokusundan salınan dolaşımdaki hücre dışı tümör DNA’sını (circulating tumor DNA-ctDNA) saptamaya yönelik kan tabanlı analizler noninvaziv, spesifik, pratik ve ekonomik olmaları nedeniyle son yıllarda ilgi çekmektedirler. Bu çalışmada ctDNA’nın doğrudan tespiti için, grafen oksit ekran baskılı elektrotlar (GPHOXE), biyolojik tanıma reseptörü olarak dCas9 proteinleri ve sgRNA ile modifiye edilmiştir. Biyosensörün temelinde yer alan diziye özgü tanımanın örnekte hedeflediği yapı ise, meme kanserinde en sık görülen tümöre bağlı mutasyon olan PIK3CA ekson 9 mutasyonudur. Geliştirilen sistemde, CRISPR-dCas9-sgRNA ile modifiye edilmiş elektrotların yüzeyinde bu mutasyonun varlığında gerçekleşen bağlanma ise, elektrokimyasal impedans spektroskopisi (Electrochemical Impedance Spectroscopy-EIS) ile analiz edilmiştir. Tek nükleotit uyuşmazlığı da dahil olmak üzere hedef mutasyon dışındaki ctDNA dizileri için son derece seçici özellik gösteren sistemin ölçüm süresi son derece hızlı (40 saniye) olarak saptanmıştır. Analiz, 120 bp ctDNA'lar için 2-20 nM arasında doğrusal saptama sınırlarında olup en düşük tespit limiti (LOD) 0,65 nM ve en düşük tayin limiti (LOQ) 1,92 nM olarak hesaplanmıştır. Gerçek kan örneklerinde seçicilik ve tekrarlanabilirlik çalışmaları yapılmış ve geri elde oranı % 96'dan yüksek olmuştur. Aynı metot, doğrulama amaçlı olarak altın elektrot ile de denenmiş ve ctDNA analizi başarı ile yapılabilmiştir. Sonuç olarak bu tez çalışmasında grafen oksit elektrotlarda geliştirilen ve altın elektrot ile doğrulama çalışmaları yapılan dCas9 temelli impedimetrik biyosensör sistemi, ctDNA ölçümünde yüksek seçicilik, hız, tekrar üretilebilirlik ve ekonomik olma avantajları sağlamaktadır. Ön çalışmaları sağlam verilerle kanıtlanmış olan bu düzeneğin geliştirilerek multipleks bir sistem çerçevesinde diğer önemli mutasyonlara yönelik olarak da uygulanması, kanserin erken teşhisinde umut verici bir alan olarak ortaya çıkmaktadır., Among the causes of death worldwide, cancer is the second leading cause of death, following coronary diseases. Despite significant improvements in cancer treatments, morbidity and mortality rates are still very high. Thus, in addition to the currently used blood biomarkers, circulating extracellular tumor DNA (ctDNA), have attracted attention in recent years. These analysis are defined as "liquid biopsy" and their non-invasive, specific, practical and economical nature is well appreciated. There are increasing numbers of publications showing that ctDNA accurately demonstrates tumor burden and treatment response, reduces the need for harmful adjuvant chemotherapy, and allows recurrence to be detected more quickly. In this study, graphene oxide screen printed electrodes (GPHOXE) were modified with dCas9 proteins and sgRNA as biorecognition receptor for direct detection of ctDNA. The sequence-specific recognition targeted PIK3CA exon 9 mutation which is the most common tumor-related mutation in breast cancer. With electrodes modified with CRISPR-dCas9-sgRNA, the presence of the mutation was analyzed by EIS. The system is highly selective for the PIK3CA exon 9 mutation containing ctDNA and eliminates other mutations, including even single nucleotide mismatch. The measurement time is determined to be extremely fast (40 seconds). The analysis was carried out in a linear detection range between 2 and 20 nM for 120 bp ctDNAs. The lower limit of detection (LOD) was 0.65 nM and the lower limit of quantification (LOQ) was 1.92 nM. Selectivity and reproducibility studies were performed on real blood samples, and the recovery was higher than 96%. An alternative modification procedure was performed on gold electrodes for verification purposes and ctDNA analysis was successfully performed on this platform as well. In conclusion, the dCas9 based impedimetric biosensor system, which was developed on graphene oxide electrodes and verified with gold electrode, provided advantages like high selectivity, fast detection, reproducibility and economic efficiency in ctDNA analysis. The development of this novel biosensor, whose preliminary studies have been proven with solid data, and its application for other important mutations within the framework of a multiplex system, is a promising area in the early diagnosis of cancer.

Küçük moleküller 1000 Da altında büyüklüğe sahip farmasötik veya doğal kökenli moleküllerdir. Küçük molekül modeli olarak bağımlılık yapıcı moleküllerin analizine yönelik elektroaktif ve optik yüzeyler oluşturmak bu tez projesinin konusunu oluşturmaktadır. Çalışmalarda analizleri yapılmak üzere kullanımları son yıllarda hızla artan bağımlılık yapıcı küçük moleküllerden kokain ve bonzai seçildi. Bu maddelerin seçimli ve duyarlı analizine imkan sağlayabilecek çeşitli fonksiyonel metalik nanoparçacıkların hazırlanması, karakterizasyonu ve uygulanma potansiyellerinin değerlendirilmesi tez projesinin temel hedefidir. Bu amaçla Fe3O4 manyetik nanoparçacıklar ile antikor temelli elektrokimyasal JWH-073 (4-bütanoik asit metaboliti) biyosensörü, kobalt nitrilotriasetik asit boncuklar ile antikor fragmenti temelli elektrokimyasal kokain biyosensörü ve altın nanoparçacıklar ile aptamer temelli kolorimetrik kokain biyosensörü geliştirildi. Bu biyosensörlerin optimizasyon ve karakterizasyon çalışmaları, sonrasında analitik performansları detaylı bir şekilde incelendi. Biyosensörler laboratuvar ortamında hazırlanan sentetik örneklerde (idrar, tükürük, ter, serum) test edildi, geri kazanımları belirlendi ve kromatografik doğrulama/kıyaslama çalışmaları gerçekleştirildi. Son olarak bazı potansiyel girişimcilerin analiz üzerine etkileri test edildi. Tez kapsamında elde edilen bulgular bütünüyle değerlendirildiğinde oluşturulan üç farklı fonksiyonel yüzey içeren test sistemlerinin başarıyla çalıştığı, sonraki bilimsel çalışmalara ve ticari ürünlere öncü nitelikte olduğu görüldü., Small molecules are pharmaceutical or natural origin molecules with a size below 1000 Da. Creating electroactive and optical surfaces for the analysis of abuse drug molecules as a small molecule model is the subject of this thesis project. To be used in the studies, cocaine and bonzai were chosen, which are abuse drug small molecules that their usage has increased rapidly in recent years. The main objective of the thesis project is the preparation, characterization and evaluation of the application potentials of various functional metallic nanoparticles that can enable selective and sensitive analysis of these substances. For this purpose, antibody-based electrochemical JWH-073 (4-butanoic acid metabolite) biosensor with Fe3O4 magnetic nanoparticles, antibody fragment based electrochemical cocaine biosensor with cobalt nitrilotriacetic acid beads and colorimetric cocaine biosensor based on gold nanoparticles were developed. Optimization and characterization studies of these biosensors and their analytical performances afterwards were examined in detail. These biosensors were tested in synthetic samples prepared in the laboratory (urine, saliva, sweat, serum), their recovery was determined and chromatographic verification / comparison studies were performed. Finally, the effects of some potential interferents on the analysis were tested. When the findings obtained within the scope of the thesis were evaluated in full, it was seen that the test systems containing three different functional surfaces were successfully working and pioneering the next scientific studies and commercial products.

Bu çalışmada yeni sentezlenen karbonat iyonu sensörü DHMC, Hg2+ ve Fe3+ sensörü APICP ve tiyol grubu sensörü PDI/Arg bileşiklerinin antioksidan, antibakteriyel ve sitotoksik etkileri araştırılmıştır. Ayrıca bu bileşiklerin antioksidan enzimler üzerine etkileri ve canlı hücre sistemlerinde çeşitli iyonların ve fonksiyonel grupların tanımlanmasında kullanılabilirlikleri araştırılmıştır. İncelen üç bileşik içerisinde antioksidan özellikleri en yüksek olan bileşiğin DHMC olduğu, DPPH radikal süpürücü etkiler ve toplam antioksidan kapasite sonuçlarından anlaşılmaktadır. APICP bileşiğinin toplam antioksidan kapasitesinin DHMC bileşiği ile benzerlik gösterdiği, PDI/Arg molekülünün ise yüksek ölçüde indirgeme potansiyeline sahip olduğu bulunmuştur. Antimikrobiyel etkilerinin incelendiği çalışmalarda DHMC bileşiğinin test edilen mikroorganizmaların hepsi üzerinde kuvvetli etkisi olduğu, APICP bileşiğinin ise S.aureus, B.subtilis ve Salmonella gibi mikroorganizmalar üzerinde antibakteriyel etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Gerçekleştirilen enzim kinetiği çalışmaları, DHMC, APICP ve PDI/Arg bileşiklerinin CAT enzimini karışık inhibisyon mekanizmasıyla doz bağımlı bir şekilde baskıladığını göstermiştir. Ayrıca, DHMC ve APICP bileşiklerinin CDNB bağımlı GST enzim aktivitesinde birer yarışmalı inhibitör, PDI/Arg bileşiğinin ise yarışmasız (non-competatif) inhibitör olduğu belirlenmiştir. İncelenen bileşiklerin hepsi, bütün konsantrasyonlarında GSH bağımlı GST aktivitesi için Vmax değerini azaltırken, görece GSH Km değerini arttırmıştır. Bu sonuçlar üç bileşiğin de GSH bağımlı GST aktivitesini karışık tip yarışmasız inhibisyon mekanizması (uncompetatif) ile baskıladığını göstermektedir. HepG2 ve MCF-7 hücreleri üzerine gerçekleştirilen sitotoksisite çalışmalarında PDI/Arg bileşiğinin oldukça yüksek sitotoksik etki (HepG2 için IC50:0,307 mM; MCF-7 için IC50: 0,016 mM) gösterdiği bulunmuştur. Çalışma kapsamında ayrıca biyosensör olarak kullanılabilecek bileşiklerin hücre içerisindeki çeşitli iyonların ve fonksiyonel grupların in vivo tayininde kullanılabilme potansiyelleri floresan hücre görüntüleme çalışmalarıyla ilk defa ortaya çıkarılmıştır. In this study, antioxidant, antibacterial and cytotoxic properties of newly synthesized carbonate ion sensor DHMC, Hg2+ and Fe3+ sensors and thiol group sensors PDI/Arg compounds were investigated. In addition, the effects of these compounds on antioxidant enzymes and their utility in the identification of various ions and functional groups in living cell systems were determined. DHMC has the highest antioxidant properties among the three compounds examined according to DPPH radical scavenging and total antioxidant capacity results. The total antioxidant capacity of the APICP compound was found to be similar to that of the DHMC. Besides PDI/Arg molecule had a high reduction potential among the three compounds. In studies investigating antimicrobial effects, DHMC has a strong effect on all microorganisms tested, and APICP has an antibacterial effect on S. aureus, B. subtilis and Salmonella. Enzyme kinetics studies have shown that DHMC, APICP and PDI/Arg compounds suppress CAT enzyme in a dose-dependent manner with mixed inhibition mechanism. In addition, DHMC and APICP compounds were found to be competitive inhibitors of CDNB-dependent GST enzyme activity and PDI/Arg were non-competitive inhibitors. All of the compounds examined decreased Vmax for GSH-dependent GST activity at all concentrations, while increasing relative Km value for GSH. These results show that all three compounds suppress GSH-dependent GST activity by a mixed-type uncompetitive inhibition mechanism. Cytotoxicity studies on HepG2 and MCF-7 cells showed that the PDI/Arg compound exhibited a very high cytotoxic effect (IC50: 0.330 mM for HepG2; IC50: 0.016 mM for MCF-7). Additionally, the potential of the biosensor compounds for in vivo determination of various ions and functional groups in the cell has been revealed for the first time by fluorescent cell imaging studies. 91

Anodik alüminyum oksit (AAO) membranlar biyomedikal mühendisliğinin birçok uygulama alanında fiziksel ve kimyasal avantajları nedeniyle ön plana çıkan seramik bir malzeme grubudur. Bu tez kapsamında, AAO membranlar doku mühendisliği ve biyosensör uygulamaları açısından ele alınmıştır. Tezin ilk kısmında AAO membranların nöroelektrot olma potansiyelleri araştırılmıştır. Sonuçlar, iletken 100 nm AAO (CAAO) membranların sinir gelişimini, farklılaşmasını iletken 250 nm AAO membranlara nazaran tetiklediğini göstermiştir. Dahası, 100 nm AAO membranlar, membranlardaki sinir büyüme faktörlerinin kontrollü salım parametreleri kontrol edilirse nöron elektrot yüzeyi olma potansiyeline sahiptir. Ayrıca, membranlar Alzheimer proteinlerinin tespiti için faydalanılan Raman aktif polikarbonat filmlerin üretiminde kalıp olarak kullanılmıştır. Çalışmalar 20 nm Au kaplanmış multi çatal desenli substratların (Au@MDS) 0,5 pg/ml konsantrasyonuna kadar amiloid ? 1-42 (A? 1-42) proteininin tespitine olanak sağladığını göstermiştir. Ayrıca yüzeylerin sinyal tekrarlanabilirliği (% RSD: %17), seçiciliği (miyoglobin) test edilmiştir. Sonuçlar Au@MDS`lerin fiziksel yapıları nedeniyle sıcak nokta oluşumunu tetiklediğini göstermiştir. Ek olarak, damla yayma tekniği kullanılarak üretilen kitosan:jelatin (K:J) nanodesenli ve/veya epidermal büyüme faktörü katkılanmış filmler üretilmiş ve bu filmlerin implant kaplama ve yara örtü modeli (melanogenez perspektifinde) olarak potansiyelleri in vitro/in vivo koşullarda takip edilmiştir. Kemik doku mühendisiliği ile ilgili yapılan çalışmalar nano K:J filmlerin mezenkimal kök hücreleri düz K:J filmlere ve TCPS yüzeylere nazaran kemik hücrelerine farklılaştırma potansiyeli tespit edilmiştir. Ayrıca benzer analizler olgun kemik hücreleri için tekrarlanmış ve benzer sonuçlar elde edilmiştir. Deri doku mühendisliği çalışmaları in vitro ve in vivo koşullarda yapılan protein ve gen temelli testleri ile sunulmuştur. Epidermal büyüme faktörü (EGF), melanogenezde önemli bir etkiye sahip olmamasına rağmen, yaranın kapanma performansını arttırdığı gösterilmiştir. Sonuçlar histoloji boyamaları ile doğrulanmıştır. Ancak, nanotopografik etkinin melanogenezde aktif rol aldığı tespit edilmiştir. Tüm sonuçlar birlikte değerlendirildiğinde, nano filmlerin EGF varlığında iyi bir yara yama modeli olabileceği düşünülmektedir. Sonuçlar, AAO mebranların kontrol edilebilir parametrelerinin doğrudan ya da dolaylı (kalıp) olarak hücresel aktiviteyi ve optik sensörlerde sıcak nokta oluşumunu tetikleyici bir potansiyele sahip olduğunu göstermiştir., Anodic aluminum oxide (AAO) membranes are a ceramic material group which comes into prominence due to their physical and chemical advantages in various fields of biomedical engineering. In the thesis scope, AAO membranes were contextualized regarding their potential tissue engineering and biosensor applications. In the first part of the thesis, the potential of AAO membranes as a neuro-electrode was investigated. The results showed that conductive 100 nm AAO (CAAO) membranes triggers neuron growing and differentiation compared to 250 nm AAO membranes. Moreover, 100 nm AAO membranes has a potential to be neuron electrode surface if controlled release parameters of nerve growth factors on the membranes. Additionally, the membranes were used as a mold to fabricate Raman active substrates which were utilized for detecting of Alzheimer`s proteins. The results demonstrated that 20 nm Au coated multibranched substrates (Au@MDS) provides detecting amyloid ? 1-42 (A? 1-42) proteins by 0,5 pg/ ml concentration. Furthermore, signal reproducibility (RSD%: 17%) and selectivity (aganist to myglobin) of surfaces were tested. Overall, results indicated that Au@MDSs triggers hot spot formation due to their pyhsical structures. Moreover, nano-designed and/or epidermal growth factor doped chitosan:gelatin (C:G) films were synthesized with the drop casting technique and the potential of the films as an implant coating or wound patch model (melanogenesis perspective) were followed under in vitro / in vivo conditions. Nano C:G films has potential to differentiate mesenchymal stem cells to bone cells compared to flat films and TCPS control group. Additionally, the same analyses were repeated for mature bone cells and same results were obtained. Skin tissue enngineering studies were presented protein and gene based analysis under in vitro and in vivo conditions. Although epidermal growth factor (EGF) has no significant effect on melanogenesis, it has been shown to improve wound closure performance. The results were confimed by histology staining. However, it is established that nanotopography effect has taken active role on melanogenesis. When all results are evaluated together, it is thought that nano films can be a good wound patch model in the presence of EGF. The results showed that the controllable parameters of AAO membranes have a potential to trigger cellular activity and hot spot formation in optic sensors, directly or indirectly (mold).

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 to 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. 127

Ferritin dünyada insan popülâsyonunda çok yaygın bir şekilde görülen demir eksikliği anemisinin en önemli belirteçlerinden biridir. Bunun yanı sıra bir akut faz reaktanı olarak pek çok enflamasyon durumunda ve bazı durumlarda da bir tümör marker olarak tayini önem taşımaktadır. Bu önemli nedenlerden dolayı proje kapsamında ferritin tayinine yönelik yeni bir impedimetrik immünosensör geliştirildi. Temel prensip olarak antijen – antikor etkileşimine dayalı afinite temelli bir biyosensör sistemi geliştirildi ve sensör yüzeyinde meydana gelen değişimler elektrokimyasal impedans spektroskopisi ile izlendi. Söz konusu değişimlerden yola çıkılarak ferritin tayini gerçekleştirildi. Antijen – antikor etkileşimi anti ferritin antikoru ile ferritin biyomolekülleri arasında gerçekleştirildi. İmmünosensör sisteminin hassasiyeti, kullanılan sensör yüzeylerinin çeşitli yöntemlerle modifikasyonları neticesinde arttırıldı. Anti ferritin antikorları altın elektrot yüzeyine 11 – merkaptoundekanoik asit (11 – MUA) ile oluşturulan kendiliğinden oluşan tek tabaka (SAM) üzerinden kovalent bağlarla immobilize edildi. Ferritin antijenleri, yüzeye immobilize edilen antikorlarla etkileşimleri sonucunda elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EİS) sistemi ile tayin edildi. Geliştirilen biyosensör sistemi 2,5 – 400 pg/mL ferritin konsantrasyonlarında doğrusal tayin aralığına sahiptir. Biyosensörün tekrar üretilebilirlik ve tekrarlanabilirlik sonuçları ise oldukça tutarlıdır., Ferritin is one of the most important markers of iron deficiency anemia, which is very common in human populations around the world. In addition, it is important as an acute phase reactant in many cases of inflammation and in some cases as a tumor marker. Due to these important reasons, a new impedimetric immunosensor for the determination of ferritin was developed under the project. As a basic principle, an affinity - based biosensor system based on antigen - antibody interaction was developed and the changes on the sensor surface were observed by electrochemical impedance spectroscopy. Ferritin determination was carried out by way of the mentioned changes. Antigen - antibody interaction was carried out between the anti-ferritin antibody and the ferritin biomolecules. The sensitivity of the immunosensor system has been increased as a result of various modifications of the sensor surfaces used. Anti-ferritin antibodies were covalently immobilized onto the gold electrode surface via a self-assembled monolayer (SAM) of 11 - mercaptoundecanoic acid (11 – MUA). Ferritin antigens were detected by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) as a result of their interaction with surface-immobilized antibodies. The developed biosensor system has a linear range of 2.5 to 400 pg/mL ferritin. The reproducibility and repeatability results of the biosensor are highly consistent.

Bu tez kapsamında, Gliserol-3-fosfat tayini için biyosensör teknolojisine yeni ve orijinal bir bakış açısı getirecek olan 1,4-bütanditiyol/Altın Nanopartikül/3-Merkapto propiyonik asit modifiye gliserol-3-fosfat oksidaz biyosensör sistemi ile yeni ve orjinal bir biyosensör tasarımı geliştirilmiştir. Biyosensör tasarımında öncelikle altın elektrot yüzeyinde; 1,4-bütanditiyol kullanılarak kendiliğinden oluşan tek tabaka oluşumu gerçekleştirilmiştir. 1,4-bütanditiyol modifiye edilmiş altın elektrot üzeri altın nanopartikül ile kaplanmış ve elde edilen bu yüzey ise 3-merkapto propropiyonik asit ile muamelenin ardından gliserol-3-fosfat oksidaz enzimi elektrot yüzeyine immobilize edildi.Tasarlanan enzim biyosensör sistemi ile gliserol-3-fosfat ölçümleri, -0,1 V & +0,6 V arasında diferansiyel puls voltametrisi yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Ölçüm ortamında bulunan K3[Fe(CN)6]'ün belirlenen potansiyel aralığındaki yükseltgenme piklerinde meydana gelene değişimler ile gliserol-3-fosfat konsantrasyonu arasındaki doğrusal ilişkiden yararlanılarak ölçümler gerçekleştirilmiştir., In this thesis, dithiol/gold nanoparticle/3-mercapto propionic acid modified glycerol-3-phosphate oxidase biosensor which brings a new and original perspective to biosensor technology was developed for the determination of glycerol-3-phosphate. In the biosensor preparetion, first self-assembled monolayer was formed in the presence of 1,4-butanedithiol onto gold electrode. The surface of the 1,4-butanedithiol modified electrode was covered with gold nanoparticle; then modified electrode was immersed into 3-mercapto propionic acid solution and glycerol-3-phosphate oxidase was immobilized on to the electrode surface. Glycerol-3-phosphate measurements with enzyme biosensor was performed between -0,1 V & +0,6 V potantial with differantial pulse voltammetry. Principle of measurements were implemented with the relation of the differantion of oxidation peaks which caused by the linear relation between K3[Fe(CN)6] and glycerol-3-phosphate concentration.

Bu çalışmada enzim immobilizasyonu için setiltrimetilamonyum bromür modifiye Dellit (CTAB-Del) dayalı yeni bir materyal başarıyla sentezlenip piranoz oksidaz biyosensörleri (CTAB-Del/PyOx) hazırlanmasında kullanılmıştır. Del kilin içine CTAB interkalasyonu FT-IR, XRD ve TGA teknikleri ile teyit edilmiştir. Daha sonra PyOx enzimi CTAB-Del'in immobilizasyon materyali olarak kullanımıyla canımsı karbon elektrot üzerine glutaraldehit ile çapraz bağlayarak immobilize edilmiştir. Killerin gözenekli yapıları immobilize edilmiş tabakadan glukoz ve ko-substrat olarak oksijenin difüzyonunu kolaylaştırır. CTAB-Del/PyOx biyosensörlerinin analitik performansını test etmek için, kronoamperometrik ölçümler üçlü elektrod sistemi kullanarak -0,7V sabit bir potansiyelde olçümler alınmıştır. CTAB-Del/PyOx biyosensörü ile glukoz için tayin aralığı 0,01-0,5mM olarak bulunmuştur, kalibrasyon grafiği için doğru denklemi y =4,42x+0,004 (R2=0,998). Ayrıca tayin limiti (LOD) 0,081µM (S/N=3) olarak hesaplanmıştır. CTAB-Del/PyOx biyosensörünün pratik kullanımıNI doğrulamak için, çeşitli içeceklerin glukoz analizine uygulanmıştır. Buna ek olarak, Del ve CTAB-Del antimikrobiyal aktiviteleri üç farklı Gram-pozitif, beş farklı Gram-negatif bakteri ve bir maya suşuna karşı disk difüzyon duyarlılık testi ile in vitro koşullarda taranmıştır. Sonuç olarak CTAB-Del Gram-pozitif bakterilere karşı orta düzeyde antibakteriyel etki göstermiştir., A novel immobilization material for enzyme immobilization based on cetyltrimethylammonium bromide modified dellit (CTAB-Del) was successfully synthesized and utilized in the preparation of pyranose oxidase (PyOx) biosensors (CTAB-Del/PyOx).The intercalation of CTAB into Del was confirmed by FT-IR, XRD and TGA techniques. PyOx was immobilized onto the glassy carbon electrode using CTAB-Del as a support via glutaraldehyde crosslinking. Porous structures of clays are important for the diffusion of glucose and oxygen as a co-substrate through the immobilized layer. To test the analytical performance of CTAB-Del/PyOx biosensors, chronoamperometric measurements were carried out using three electrode configurations at a constant potential of -0.7V in working buffer. The linear response for CTAB-Del/PyOx biosensor ranged from 0.01 to 0.50 mM with an equation of y=4.42x+0.004 (R2=0.998), and the limit of detection for glucose was calculated to be 0.081 μM (S/N=3).In order to confirm its practical use the CTAB-Del/PyOx biosensor was also applied for glucose analysis in various beverages. In addition, the antimicrobial activities of Del and CTAB-Del were screened in vitro by means of the disc diffusion susceptibility test, selecting a yeast, three different Gram-positive, andfive different Gram-negative bacteria. The obtained results showed a moderate antibacterial activity of CTAB-Del against Gram-positive bacteria.

Bu tezde, biyosensör teknolojisi için yeni ve özgün bir bakış açısı getirmek amacıyla KGE kullanılarak L-askorbik asit tayin için yeni bir biyosensör geliştirilmiştir. Askorbat oksidaz enzimi jelatin ve glutaraldehid kullanılarak çapraz bağlanmış, kalem grafit elektrot yüzeyinde sabitlenmiştir ve tasarlanan biyosensör L-askorbik asit tayini için kullanılmıştır. Geliştirilen biyosensör ile L-askorbik asit ölçümleri -0.7 V'ta amperometrik yöntem ile yapılmıştır. Ölçümler amperometrik yöntem kullanılarak tüketilen oksijen konsantrasyonu ile orantılı akım değerlerindeki azalmanın belirlenmesi ile gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan biyosensörün optimizasyon çalışmalarında öncelikle optimum enzim konsantrasyonunun, optimum jelatin miktarının, optimum glutaraldehitte bekletme süresinin ve glutaraldehit tabakalandırma işleminin gereken tekrarının belirlenmesi gibi parametreler araştırılmıştır. Çalışma koşullarının optimizasyonunda; pH'ın, sıcaklığın ve tampon konsantrasyonun optimizasyonları gerçekleştirilmiştir. Daha sonra karakterizasyon çalışmaları içinde doğrusal tayin aralığı, tekrarlanabilirlik, yeniden üretilebilirlik, substrat spesifikliği, depo kararlılığı ve örnek analizi gibi bazı parametreler incelenmiştir. Optimizasyon çalışmalarından KGE/jelatin-askorbat oksidaz/glutaraldehit modifiye biyosensör için askorbat oksidaz konsantrasyonu, jelatin miktarı, glutaraldehitte bekletme süresi ve glutaraldehit tabakalandırma sayısı sırasıyla 1,5 U/mL, 0,1 mg/mL , 3 dakika ve 3 kez tabakalandırma olarak tespit edilmiştir. Potasyum fosfat tamponu (50 mM, pH: 7,0) ve 30°C sıcaklığın optimum çalışma koşullarını sağladığı belirlenmiştir. KGE/jelatin-askorbat oksidaz/glutaraldehit modifiye biyosensör ile karakterizasyon çalışmalarında L-askorbik asit için 25µM - 500µM doğrusal tayin aralığı bulunmuştur. Tekrarlanabilirlik sonuçlarına ilişkin olarak standart sapma (S.S) = ±1,46 µM ve % varyasyon katsayısı (V.K) = % 0,44 olarak belirlenmiştir. Depolama kararlılığına ilişkin denemeler sonucunda 30 günün sonunda %75'lik aktivitenin korunduğu tespit edilmiştir., In this thesis, in order to provide an inventive and novel perspecive, a new assay for detection of L-ascorbic acid was developed using PGE. Ascorbat oxidase was cross bounded using gelatine and gluteraldehyde, fixed to the surface of pencil graphite electrode and designed biosensor was used for the detection of ascorbic acid. L-ascorbic acid measurements were done amperometrically at -0.7 V using the developed biosensor. Measurements were done using amperometric assay, determining the decrease of the current value which is proportional to the concentration of consumed oxygen. Fort he optimization studies of the prepared biosensor first of all optimum enzyme concentration, optimum gelatin amount, optimum time for incubation in gluteraldehyde and other parameters like the optimum repeat cycle fort he gluteraldehyde stratification process were determined. Temperature, pH and buffer concentrations were optimized for the optimization of working conditions. And then, for the characterization studies some parameters investigated as like linear detection range, repeatibility, reproducibility, substrate specifity, storage stability and sample analysis. Fort he PGE/gelatine-ascorbate oxidase/glutaraldehyde modified biosensor ascorbate oxidase concentration, gelatine amount, incubation time in glutaradehyde and glutaraldehyde stratification repat cycle were found to be 1.5 U/mL, 20 mg, 3minutes and 3 times tabakalandırma respectively after optimization studies. Potassium phosphate buffer ( 50 mM, pH:7.0) and 30ºC temperature determined to provide optimum working conditions. After the characterization studies, 25 µM - 500 µM detection range was found to be linear for PGE/gelatine-ascorbate oxidase/glutaraldehyde modified biosensor. According to the results standart deviation and variation coefficient % values were found to be ±1.46 and 0.44 % respectively. It was confirmed that 75 % of activity is conserved after 4 weeks of storage.

Kanser biyobelirteçleri, onkolojik rahatsızlıklarda bulundukları dokuda yüksek miktarda üretilirler ve kana yüksek miktarlarda karışırlar. Biyobelirteçlerin kandaki miktarlarının tespiti kanserin erken teşhisi ve tedavisinin izlenmesinde önemli rol oynar. Trombospondin-1 (THBS1 veya TSP1) hücre-hücre ve matriks-hücre etkileşimlerini yönlendiren bir glikoproteindir. Literatürde pek çok kanser türüyle ilişkilendirilse de, Uluslararası Kanser Enstitüsü (NCI)'nün Erken Tanı Araştırma Ağı'nda (EDRN) belirtildiği üzere prostat kanserinin erken tanısında daha belirgin özellikler göstermektedir. THBS1'in kanser biyobelirteci olarak kabulü ile ilgili devam eden çalışmalarda faz-2 klinik deneme aşamasına gelinmiştir. Bu tez kapsamında, elektrokimyasal impedans spekroskopisine (EIS) dayalı Trombospondin biyosensörü geliştirildi. Trombospondin-1'e spesifik antikor (Anti-THBS1), altın elektrot yüzeyine 6-merkaptohekzanol, epiklorohidrin, etanolamin kullanılarak kovalent olarak immobilize edildi. Hazırlanan biyosensör 50-300 ng/mL tayin aralığında ve 1 saat tayin süresinde THBS1 tayininde başarıyla kullanıldı. Cancer biomarkers are mixed with blood by being produced in large amounts in the tissue during the oncological diseases. The determination of their amounts in the blood plays important role in early diagnosis and treatment monitoring of cancer. Thrombospondin-1 (THBS1 or TSP1) is a glycoprotein that leads cell-cell and matrix-cell interactions. Even though it is associated with a lot of type cancer in literature, it indicates more typical characteristics in early diagnosis of prostate cancer, as mentioned in Early Detection Research Network (EDRN) of National Cancer Institute (NCI). The on-going studies interested in the consideration of THBS1 biosensor based on electrochemical impedance spectroscopy was developed. Anti-THBS1, which is specific antibody to THBS1, was covalently immobilized onto gold electrode surface by using 6-mercapto-1-hexanol, epichlorohydrin and ethanolamine. The constructed biosensor was successfully used in the detection range between 0-300 ng/mL and detection time of 1 hour for THBS1 analysis. 77

Yüksek Lisans Tezi Luteinleştirici hormon (LH) ön-hipofiz bezinden salgılanır ve üreme sisteminin gelişimi ve fonksiyonunda önemli rol oynar. LH cinsiyet bezlerinin normal fonksiyonu ve üreme için gereklidir. Erkeklerde testosteron üretimini uyarırken, kadınlarda östrojen ve progesteron üretimini uyarır ve yumurtlamayı başlatır. Kadınlarda artan LH seviyeleri primer gonadol bozukluk, polikistik over sendromu, post-menapoz ve hipofiz adenomları ile ilişkilendirilmektedir. Erkeklerde ise hipogonadizm ve primer testis bozukluğunda yüksek LH konsantrasyonu görülür. Bu tezde; elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) ile LH'ın kantitatif tayini için spesifik ve duyarlı immünolojik bir biyosensör geliştirildi. 12-merkaptododekanoik asit, EDC/NHS çifti, PAMAM ve glutaraldehit kullanılarak kovalent immobilizasyon yöntemi ile anti-LH antikoru altın elektrot yüzeyine immobilize edildi. İmmobilizasyon adımları siklik voltammetri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi ile karakterize edildi. Bu biyosensörün tayin süresi 1 saat olup, biyosensörün tayin aralığı 1-60 mIU/mL LH konsantrasyonu aralığı olarak belirlendi. Ayrıca geliştirilen biyosensör, LH eklenmiş yapay serum örneklerinin analizinde de başarıyla kullanıldı. abstract Luteinizing hormone (LH) is secreted by the anterior pituitary gland, and plays a key role in the development and function of the reproductive system. LH is essential for normal gonadal function and fertility, stimulating testosterone production in men while it stimulates estrogen and progesterone production and triggers ovulation in females. Increased LH levels are related with primary gonadal dysfunction, polycystic ovary syndrome, post-menopause and pituitary adenoma in females. High LH concentration has been found in men with hypogonadism, and primary testicular failure. In this thesis, a specific and sensitive immunological biosensor was developed for quantitative detection of LH by electrochemical impedance spectroscopy. Anti-LH antibody was immobilized onto gold electrode surface via covalent immobilization techniques by using mercaptododecanoic acid, EDC/NHS couple, PAMAM and glutaraldehyde. Immobilization steps were characterized by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The detection time of this developed biosensor system was one hour. Its detection range was determined as 1-60 mIU/mL LH concentration during this period. This constructed biosensor was successfully used to artificial serum samples spiked with LH.

Bu tezde glukoz oksidaz enziminin kalem grafit elektrot yüzeyine çeşitli immobilizasyon yöntemleri kullanılarak biyosensörler tasarlanmıştır. Glukoz oksidaz enzimi kullanılarak glukoz tayinine yönelik biyosensörler oluşturulmuştur. İlk olarak glukoz oksidaz enzimi jelatin ve glutaraldehit ile çapraz bağlanarak kalem grafit elektrot yüzeyine sabitlenmiştir.(PGE/Glukoz oksidaz-jelatin/glutaraldehit).İkinci olarak farklı bir biyosensör tasarlanmıştır. Bu amaçla glukoz oksidaz enzimi nafyon ve glutaraldehit ile kalem grafit elektrot yüzeyine sabitlenerek bir biyosensör hazırlanmıştır. Geliştirilen biyosensörler ile glukoz ölçümleri -0.7 V'ta amperometrik yöntem ile yapılmıştır. Hazırlanan biyosensörlerin optimizasyon çalışmalarında öncelikle optimum enzim miktarı, jelatin miktarı, nafyon yüzdesi ve glutaraldehitte bekleme süresi gibi parametreler çalışılmıştır. Çalışma koşullarının optimizasyonunda pH ve sıcaklık optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Daha sonra karakterizasyon çalışmaları içinde doğrusal tayin aralığı, tekrarlanabilirlik, tekrar üretilebilirlik, girişim etkisi ve örnek analizi gibi bazı parametreler belirlenmiştir. Optimizasyon çalışmalarından PGE/jelatin-glukoz oksidaz/glutaraldehit modifiye biyosensör için enzim miktarı, jelatin miktarı ve glutaraldehitte bekletme süresi sırasıyla 1,14U/mL, 20 mg ve 3 dakika olarak tespit edilmiştir. Fosfat tamponu (50 mM, pH: 7,5) ve 30°C sıcaklığın optimum çalışma koşullarını sağladığı belirlenmiştir. PGE/jelatin-glukoz oksidaz/glutaraldehit modifiye biyosensör için karakterizasyon çalışmalarında 50 µM - 1000 µM aralığında glukoz için doğrusal sonuçların alındığı belirlenmiştir. PGE/nafyon/glukoz oksidaz/glutaraldehit modifiye biyosensör için glukoz oksidaz miktarı, nafyon yüzdesi ve glutaraldehitte bekletme süresi sırasıyla 1,14 U/mL, %1,5 ve 5 dakika olarak belirlenmiştir. Fosfat tamponu (50 mM, pH: 7,5) ve 30°C sıcaklığın optimum çalışma koşullarını sağladığı belirlenmiştir. PGE/nafyon/glukoz oksidaz/glutaraldehit modifiye biyosensör için karakterizasyon çalışmalarında 50 µM - 1000 µM aralığında glukoz için doğrusal sonuçların alındığı belirlenmiştir., In this thesis, biosensors will be created using a variety of methods to pencil graphite electrode surface immobilization of glucose oxidase enzyme is intended. Biosensors for detection of glucose using glucose oxidase enzymes are generated. Firstly, glucose oxidase was crosslinked with gelatin and gluteraldehyde and fixed on the pencil graphite electrode surface. (PGE/Glucose oxidase-gelatin/ gluteraldehyde). Secondly, a different biosensor was designed. For this aim, biosensor was prepared by using nafiion. Glucose oxidase enzyme was fixed on pencil graphite electrode surface with nafion and gluteraldehyde. (PGE/Glucose oxidase /nafion/ gluteraldehyde). Glucose measurements were carried out at -0.7 V with amperometric method by developed biosensor systems. In optimization studies for designed biosensor, firstly, the optimal amount of enzyme, gelatin,optimal percentage nafion and optimum glutaraldehyde duration time were carried out. Optimization of working conditions; optimum pH and optimum temperature also investigated. Afterwards, in the characterization studies some paramaters such as linearity, repeatability, reproducibility, interference effects of some compounds and sample analyses were determined. From the optimization studies, amount of enzyme, gelatine amount and glutaraldehyde duration time were determined as 1.14U/mL, 20 mg and 3 minutes for the PGE/gelatine-glucose oxidase/glutaraldehyde modified biosensor. In optimum condition, buffer system is 50 mM, pH: 7.5 phosphate buffer and optimum temperature is 30°C. It was determined at the characterization studies on the PGE/gelatine-catalase/glutaraldehyde biosensor that linear results are obtained between the ranges of 50 µM to 1000 µM glucose concentration. Amount of enzyme, nafion rate and glutaraldehyde duration time were determined as 1.14U/ml, 1.5% and 5 minute for the PGE/nafion/glucose oxidase/glutaraldehyde modified biosensor. Phosphate buffer (50 mM; pH 7.5 ) and 30°C were established as providing the optimum working conditions. It was determined at the characterization studies on the PGE/nafion/glucose oxidase/glutaraldehyde biosensor that linear results are obtained between the ranges of 50 µM to 1000 µM glucose concentration.

Geleceğin `mucize materyali` olarak adlandırılan grafen, bal peteğine benzer hegzagonal örgüye sahip bir atom kalınlığında karbon atomlarından oluşan çok ince, çok dayanıklı ve çok sert bir materyaldir. İki boyutlu yapısından (2D) dolayı geniş yüzey alanı sağlayan grafit temelli malzemelerin temel yapı taşı olan grafenin, hızlı elektron taşınımı, yüksek ısıl ve elektrik iletkenliği, mükemmel mekanik sağlamlık ve biyouyumluluk gibi özellikler sergilemesi bu materyalin saydam iletken elektrotlar, biyosensörler ve elektrokimyasal sensörler gibi pek çok alanda uygulanabilirliğini sağlamaktadır. Moleküler şaperonlar olarak bilinen ısı şok proteinleri (HSP), özellikle ısı, zehirli metaller, hastalıklar ve diğer strese neden olan zararlı uyarıcılara maruz kalındığında hücrelerde sentezlenirler. Ayrıca, HSPler birçok kanser türlerinde gereğinden fazla üretilirler. Bu protein ailesi arasında, HSP70 hemen hemen tüm hücrelerde bulunan, stresle uyarılabilir ana proteindir. Bu tez çalışmasında, HSP70 tayini için bir biyosensör geliştirilmesi amaçlandı. İlk olarak, grafen camsı karbon elektrot üzerine kaplandı. Daha sonra antiHSP70 nin EDC/NHS kullanılarak grafenle kaplanmış yüzey üzerine kovalent olarak bağlanması sağlandı. Döngüsel voltametri ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi ile immobilizasyon adımları ve HSP70' in elektrot yüzeyine bağlanması incelendi. Biyosensörün başarılı sonuçlar vermesi için tüm adımlar optimize edildi. Yapılan biyosensör gerçek serumda denendi ve geleceğe yönelik umut vaad edici sonuçlar elde edildi.Anahtar Kelimeler: grafen, HSP70, döngüsel voltametri (CV), elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS), biyosensör Graphene called as `miracle material of the future` is formed by one- atom- thick carbon atoms. It is very thin, durable and rigid material and has a lot of features such as rapid electron transport, high electric conductivity, great mechanical stability and biocompatibility. Due to these features, the graphene can be used in many areas such as biosensors and electrochemical sensors. Heat-shock proteins (HSP), referred to as molecular chaperones, are highly conserved proteins which are synthesized especially in cells under a variety of harmful stimuli, including heat, toxic metals, diseases, and other stressors. Moreover, HSPs are over expressed in a wide range of human cancers. Among this protein family, HSP70 is the major stress-inducible protein that is abundantly and ubiquitously expressed in all cells.In this study, it is aimed to design a biosensor for determination of HSP70 (heat shock protein). Firstly, the glassy carbon electrode was covered with graphene. Later, antiHSP70 was covalently immobilized onto graphene layer by using EDC/NHS. The immobilization of antiHSP70 and HSP70 protein binding onto the electrode surface were monitored by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. All important steps of this study were optimized to obtain better biosensor response. This biosensor was applied with human blood serum and hopeful results were obtained.Keywords: graphene, HSP70, cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), biosensor 72

Son dönemlerde doğadan esinlenerek yeni nesil biyouyumlu malzeme üretimi üzerine araştırmalar yapılmaktadır. Bu malzemelerin biyomedikal uygulamalarda kullanımı biyomateryaller, biyosensörler, fonksiyonel membranlar ve yapay doku iskeleleri gibi çeşitlilik göstermektedir. Bu çalışmada "doğal ve fonksiyonel" özellikleri olan biyokatalitik membran üretimi amaçlanmıştır. Bu hedef doğrultusunda, model altyapı proteini olarak seçilen sığır serum albümin ıslak kimya teknikleri ile amiloid forma dönüştürülmüştür. Glikoz oksidaz enzimi yapıdaki aktif biyolojik ajan olarak seçilmiştir. Biyokatalitik membran elektro-eğirme yöntemi ile "nano" ölçekte fiberlerin rastgele yığını şeklinde üretilmiştir. Tez kapsamında gerçekleştirilen çalışmalar, üretilen biyokatalitik membranın yapısındaki proteinin amiloid forma dönüştürülebildiğini, yapıdaki enzimin 0,7 µA akım şiddeti yarattığını ve 2547 U/m2 aktiviteye erişilebildiğini göstermiştir., In the recent years, the researches on the production of new generation biocompatible materials are inspired by the nature. The use of these materials in biomedical applications vary as, biomaterials, biosensors, functional membranes and artificial tissue scaffolds. In this study, production of a biocatalytic membrane with "natural and functional" features, was intended. Towards this goal, bovine serum albumin was selected as the model infrastructure protein. Then, it had been transformed into amyloid form with the wet chemistry techniques. Glucose oxidase is selected as the active agent in the biological structure. Biocatalytic membrane was produced with electro-spinning method, in the form of random bundle of nanofibers. The results of the studies carried out within the scope of the thesis showed that, the protein used to produce biocatalytic membrane can be converted into amyloid form, the enzyme in the structure was created a current of 0.7 ?A and achived an activity of 2547 U/m2.

Bu tez çalışmasında biyosensör teknolojisine yeni ve orijinal bir bakış açısı getiren serotonin tayinine yönelik, altın nanopartikül-bilayer tiyol modifiye diamin oksidaz-peroksidaz çiftli enzim sistemine dayalı biyosensör geliştirilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen biyosensör sisteminde öncelikle altın elektrod (Au) yüzeyine fonksiyonel tiyol grubu içeren 1,6-hekzanditiyolün bağlanması ve kendiliğinden oluşan tek tabakaların (SAM) oluşumu gerçekleştirildi. Ditiyolün elektrod yüzeyine bağlanması sonrası diğer reaktif (-SH) ucuna altın nanopartikül bağlanması sağlandı. Ardından altın nanopartikül (AuNP) 3- merkaptopropiyonik asit ile etkileşime sokuldu. Modifiye elektrot yüzeyine diamin oksidaz ve peroksidaz ilavesi sonrası üzerine glutaraldehit damlatılarak kovalent immobilizasyonu sağlandı. Tasarlanan biyosensör sistemiyle serotonin ölçümleri 0,2 V'ta amperometrik metod kullanılarak yapılmıştır. Serotonin konsantrasyonuyla doğru orantılı olarak artan akım değerlerinden çıkılarak tayin yapılmıştır. Hazırlanan biyosensörün biyoaktif tabakasının optimizasyonu çalışmalarında öncelikle tek tabaka oluşum süresi, diamin oksidaz-peroksidaz aktiviteleri, glutaraldehit konsantrasyonu gibi parametreler çalışıldı. Çalışma koşullarının optimizasyonunda pH optimizasyonu gerçekleştirildi. Biyosensörün karakterizasyon çalışmalarında serotonin için doğrusal tayin aralığı, tekrarlanabilirlik, substrat spesifikliği, girişim etkisi, depo kararlılığı ve örnek analizi gibi parametreler araştırılmıştır. Optimizasyon çalışmaları sonucunda serotonin biyosensörü için en uygun tek tabaka oluşum süresi, enzim aktivitesi (diamin oksidaz- peroksidaz) ve glutaraldehit konsantrasyonu sırasıyla 20 saat, 0,11 Unit/ml – 113 Unit/ml ve % 2,5 olarak bulunmuştur. Çalışma koşullarının optimizasyonu amacıyla yapılan denemelerde serotonin biyosensörü için çalışma tamponu olarak 50 mM pH 7,0 fosfat tamponu ve çalışma sıcaklığı olarak 30 °C bulunmuştur. Geliştirilen biyosensör için yapılan karakterizasyon çalışmalarında ise serotonin için 1 – 10 µM aralığında doğrusal sonuçların alındığı belirlenmiştir. Tekrarlanabilirlik denemelerinde (n=6) 5 µM serotonin konsantrasyonunda ortalama değer ( ) , standart sapma (S.S) ve % varyasyon katsayısı (%V.K) sırasıyla 4,97 µM, ± 0,241 ve % 4,84 olarak bulunmuştur. Anahtar kelimeler : 1,6-hekzanditiyol, altın nanopartikül, diamin oksidaz, peroksidaz, serotonin, biyosensör, In this thesis, a biosensor system based on a gold nanoparticles(AuNP)-bilayer thiol modified diamine oxidase-peroxidase coupled enzyme system was intended to be developed to determine serotonin which brings a new and original perspective to biosensor technology. Primarily, in this developed biosensor system, binding of 1,6-hexanedithiol, having functional thiol group, were performed to the gold electrode (Au) surface and self assembled monolayers (SAM) formation was carried out. After the binding of dithiol to the electrode surface, the gold nanoparticles were allowed to bind to the other reagent (-SH) terminal. After that, the gold nanoparticles (AuNP) were reacted with 3- mercaptopropionic acid. After the addition of diamine oxidase-peroxidase on to the modified electrode surface, covalent immobilization was provided by dropping of glutaraldehyde on to the electrode surface. The serotonin measurements were made using 0,2 V amperometric method with the designed biosensor system. The determination was made on the basis of increasing current values in direct proportion with serotonin concentration. In the optimization studies of the biosensor firstly bioactive layer components such as SAM formation time, diamine oxidase-peroxidase activity and glutaraldehyde concentration were carried out. In the optimization of working conditions; optimum pH was also investigated. Afterwards, in the characterization studies of the biosensor some paramaters such as linearity, reproducibility, storage stability were determined. From the result of the optimization studies optimum 1,6-hexanedithiol amount , optimum diamine oxidase – peroxidase activitiy and optimum glutaraldehyde concentration were determined to be 20 hour, 0.11 Units/ml- 113 Units/ml and 2.5 % respectively. From the experiments the phosphate buffer (50 mM, pH 7.0) and 30 °C were chosen to be optimum working conditions for the biosensor. It was determined from the characterization studies of the biosensor that linear curves were obtained serotonin concentration between the ranges of 1 µM to 10 µM. At the repeatability experiments (n=6), the average value ( ), standard deviation, (SD) and coefficent of variation (CV %) were calculated to be 4.97 µM mM, ± 0.241 and 4.84 % for 5 µM serotonin concentration, respectively. Keywords : 1,6- hexanedithiol, gold nanoparticles, diamine oxidase, peroxidase, serotonin, biosensor

Doktora Tezi Kanser biyomarkerları, kanser hücrelerinde yüksek miktarlarda sentezlenip kana karıştığından kanserin erken teşhisinde görüntüleme ve patolojik yöntemlere yardımcı olur. Siklooksigenaz-II (COX-II), pankreas, kolon, özafagus ve meme gibi pek çok dokudaki katı tümör oluşumunda hücre içi ekspresyonu artan bir enzimdir. Siklooksigenaz-II?ye spesifik antikor, 12-merkaptododekanoik asit, PAMAM, EDC/NHS çifti gibi kimyasallar kullanılarak kovalent immobilizasyon yöntemi ile elektrot yüzeyine immobilize edildi. Geliştirilen biyosensör ile siklooksigenaz-II, 1 saat gibi bir tayin süresinde 50-250 pg/mL konsantrasyonu aralığında tayin edilebilmiştir. Kalretinin ise özellikle kötü huylu mezotelyoma gibi akciğer tümörlerinde, ameloblastoma gibi neoplazma tümörlerinde ve nöroblastoma gibi beyin tümörlerinde sentezinin fazlalaşmasından dolayı serum ve beyin-omurilik sıvısında seviyeleri artan kalsiyum bağlayıcı bir proteindir. Kalretinine spesifik antikor; 6-merkaptohekzanol, epiklorohidrin, etanolamin gibi kimyasallar kullanılarak kovalent immobilizasyon yöntemi ile elektrot yüzeyine immobilize edildi. Gelişitirilen biyosensör ile kalretinin, 1 saat gibi bir tayin süresinde 1-5 ng/mL konsantrasyonu aralığında tayin edilebilmiştir. Abstract Cancer biomarkers help radiological and patological monitoring in early diagnosis of cancer, which are highly expressed in cancer cells and leak to blood stream. Cyclooxygenase-II is an enzyme those expression is increased in the cell at the formation of solid tumors in many tissues such as pancreas, colon, eusophagus and breast. A novel biosensor system was developed for detection of Cyclooxygenase-II by immobilisation of antibody spesific to Cyclooxygenase-II onto electrode surface via covalent immobilisation techniques by using mercaptododecanoic acid, PAMAM, and EDC/NHS couple. This biosensor system had detection time “one hour” and detection range “50-250 pg/mL” cyclooxygenase concentration. Calretinin is a calcium binding protein, whose levels in blood and cerebrospinal fluid are increased, since its expression is increased lung tumors such as Malignant mesothelioma, neoplasmic tumors such as ameloblastoma, brain tumors such as nouroblastoma. A novel biosensor system was developed for detection of Calretinin by immobilisation of antibody spesific to Calretinin onto electrode surface via covalent immobilisation techniques by using mercaptohexanol, epichlorohydrin, and ethanolamin. This biosensor system had detection time “one hour” and detection range “1-5 ng/mL” calretinin concentration.

Bu tezde, meme kanserinin erken teşhisine yönelik bir biyosensör sistemi tasarlanmıştır. Bunun için indinyum kalay oksit (ITO) elektrot yüzeyinde 3-aminopropiltrietoksisilan (3- APTES) ile kendinden oluşan monotabaka (KOT) oluşturulmuştur. Bu yöntem ile anti-HER3’ ün yüzeye kovalent olarak bağlanması sağlanmıştır. Her bir immobilizasyon adımı ve tasarlanan biyosensörle elden edilen HER3 ölçümleri döngüsel voltametri (CV) ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Biyosensörün başarılı sonuçlar vermesi için tüm adımlar optimize edilmiştir. In this thesis, a new biosensor system is designed for the early diagnosis of breast cancer. For this, on the surface of indiumtinoxide (ITO) electrode was formed by self assembled monolayers (SAM) with (3-aminopropyl)triethoxysilane (3-APTES). With this method, the anti-HER3 was provided to bind covalently on the surface. Immobilization steps and determination of HER3 by designed biosensor were analyzed by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). All steps of the biosensor has been optimized to succeed results.

Elektrokimyasal impedans spektroskopi yöntemi, hücre yüzeyinde aşırı eksprese olan c-erbB-2 proteinini içeren MCF-7 kanser hücre hatlarının, işaretleyicisiz olarak analizinde kullanıldı. Spesifik antikor olan, anti c-erbB-2 nin kovalent olarak, Poli(pirol-NHS) film üzerine immobilizasyonu gerçekleştirildi. Polimer oluşumu, antikorun bağlanması ve son olarak da MCF-7 kanser hücrelerinin yüzeyde tanınması, döngüsel voltammetri, floresans mikroskop, tarayıcı elektron mikroskop ve atomik kuvvet mikroskobu ile karakterize edildi. İmpedimetrik kanser biyosensörü, 100 ile 10 000 hücre mL-1 gibi yüksek hassasiyette bir aralık gösterdi. Bu tasarlanan yüzey, hücre analizi için işaretliyicisiz ve etkili bir yöntem olarak görüntülendi. Electrochemical impedance spectroscopy was evaluated for the label free detection of MCF-7 cancer cell lines in which c-erbB-2 were overexpressed on the cell surfaces. The specific receptor unit, the antibody anti-c-erbB-2, was immobilized on electrogenerated poly(pyrrole-NHS) on electrode surfaces via covalent linking. The polymer formation, the grafting of the antibody, and finally the recognition event with the cancer cells MCF-7 was characterized by using cyclic voltammetry, fluorescence microscopy and scanning electron microscopy. The impedimetric cell cancer sensor showed high sensitivity from 100 to 10 000 cells mL-1 without any labelling step and represents an efficient transduction method for cell detection. 63

Yüksek Lisans Tezi Günümüzde ürik asit tayininde çeşitli kolorimetrik, polarografik, kromatografik, spektrofotometrik yöntemler kullanılmaktadır. Ancak bunlar genel olarak özel ekipman ve uzman gerektiren zaman alıcı ve pahalı sistemlerdir. Biyosensörler; enzim, hücre ve doku gibi biyolojik unsurların uygun bir iletim sistemiyle birleştirilmesi ile oluşan biyoanalitik cihazlardır. Biyosensörlerin diğer yöntemlere karşı en önemli avantajı, tayin edilecek maddeler için ekonomik, pratik ve spesifik ölçümlere imkan vermesidir. Saf enzimleri içeren dokuların kullanılmasıyla hazırlanan doku temelli biyosensörler, saf enzimlerin immobilize edilmesiyle hazırlanan biyosensörlerle kıyasladıklarında oldukça ucuz, yüksek kararlılıklı ve yüksek aktiviteli tayin sistemlerini oluşturmaktadır. Bu çalışmada, Lactobacillus casei probiyotik bakterisi doğal enzim kaynağı olarak kullanılarak ürik asit tayini için bakteriyal temelli bir biyosensör hazırlandı. L. casei bakterisinin liyofilize formu ile hazırlanan biyosensörün optimizasyon ve karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirildi. Çalışmalarda ana substrat olarak ürik asit kullanıldı. İlk önce biyosensörün biyoaktif tabaka bileşenlerini oluşturan bakteri miktarı, jelatin ve glutaraldehid miktarlarının biyosensör cevapları üzerine etkisi incelendi. Sırasıyla bakteri, 10 mg, jelatin ve glutaraldehid miktarları 10 mg ve % 0,5 olarak tayin edildi. Biyosensörün karakterizasyon çalışmalarında, belirlenen optimum biyoaktif tabaka bileşen miktarları kullanılarak hazırlanan biyosensör ile ürik asit tayini için lineer konsantrasyon aralık sınırları 10 ? 40 mM olarak belirlendi. Deney koşullarının optimizasyonu için; hazırlanan biyosensörün, lineer cevapları üzerine tampon pH'ı, tampon konsantrasyonu ve sıcaklık değişimlerinin etkileri incelendi. Kullanılan fosfat tamponu için biyosensörün optimum pH 8.0, tampon konsantrasyonu 150 mM ve optimum sıcaklığı 40 º C olarak belirlendi. Biyosensörün karakterizasyon testlerine geçildiğinde; ölçümlerin tekrarlanabilirliğinin belirlenmesinde; her defasında 10 mM ürik asit kullanılarak hazırlanan biyosensör ile optimum koşullarda arka arkaya 7 ölçüm alındı. Ölçümlerde Xort = 10,022 mM karşılık, standart sapma (S.D.) ± 0,045, varyasyon katsayısı (C.V.) % 4,39 olarak belirlendi. Bu değerler hazırlanan biyosensörün, ürik asit tayini için kararlı ve uygun bir sistem olduğunu gösterdi. Geliştirilen biyosensörün depo kararlılığı optimum koşullarda; 22 gün boyunca belirli aralıklarla alınan ölçümlerde ilk 10 gün, aktivite % 100 korundu. 18. günde biyosensörün başlangıç aktivitesinin % 80'sini koruduğu gözlendi. 19 günden sonra, biyosensör hızlı bir şekilde aktivitesini kaybettiği gözlendi. Optimum koşulları belirlenen, karakterizasyon testleri yapılan bakteri esaslı ürik asit biyosensörü kullanılarak; hasta ve sağlıklı kişilerin kan ve idrar örneklerindeki ürik asit tayininde uygulanabilirliği incelendi. Yapılan ölçümlere ait standart sapma ve varyasyon katsayıları dikkate alındığında; analizi yapılan bütün örneklerde ürik asit tayini için uygulanabileceği görüldü. Anahtar kelimeler: Biyosensör, ürik asit, Lactobacillus casei, probiyotik bakteri, ürikaz . Abstract Nowadays, various colorimetric, polarographic, chromatographic, spectrophotometric methods are used for uric acid determination. However these are in general time consuming and expensive systems which require special equipment and expertise. Biosensors are bio-analytical devices which combine such biological components as enzymes, cells and tissues in an appropriate transmission system. The most important advantage of biosensors against other methods is that it enables economic, practical and specific measurements for substances to be determined. Being prepared by using tissues containing pure enzymes, the tissue based biosensors create considerably cheap determination systems with high stability and high activity compared to the biosensors prepared by immobilizing pure enzymes. In this study, a bacteria-based biosensor has been used as the source of natural enzyme for uric acid determination using L.casei probiotic bacterium. Optimization and characterization studies of bacteria-based biosensor prepared with lyophilized form of L.casei bacterium have been performed. In the studies, uric acid was used as main substrate. Firstly the effect of quantities of bacteria, gelatin and glutaraldehyde which are the components of bioactive layer of the biosensor, on the biosensor responses has been investigated. The quantities have been determined as 10mg, 10mg and 0,5% respectively for bacteria, gelatin and glutaraldehyde. In the characterization studies of the biosensor, the linear concentration range was established 10 ? 40 mM for uric acid determination by the biosensor prepared using the determined bioactive layer component quantities. For the optimization of test conditions, the effects of buffer pH, buffer concentration and temperature changes on the linear responses of the biosensor prepared have been studied and pH has been determined as 8.0, phosphate buffer concentration as 150mM and optimum temperature as 40°C as the optimum values. In the durability tests of biosensor, seven consecutive measurements were taken in determining the repeatability of measurements by using proposed biosensor and each time using 10 mM uric acid. Upon measurements, the followings have been determined; Xort=10,022 mM, standard deviation (S.D.) ± 0,045, coefficient of variation (C.V.) 4,39%. This result demonstrated that the biosensor prepared is a suitable and stable system for uric acid determination. For determination of storage stability of the biosensor developed, measurements were taken at certain intervals during 22 days under optimum conditions. During the first 10 days, activity was maintained at 100%. Then it was observed that biosensor maintained 80% of its initial activity at the 18th day. After the 19th day, biosensor started to lose its activity quickly. Using the bacteria biosensor whose optimum conditions were determined and durability tests were performed, its practicability in determining uric acid in the blood and urine specimens of sick and healthy persons has been studied. In consideration of the standard deviations and coefficients of variation pertaining to the measurements made using the biosensor developed; it has been observed that it could be applied in all specimens subject to uric acid analysis. Key words: Biosensor, uric acid, Lactobacillus casei, probiotic bacteria, uricase.

Bu çalışmada, moleküler baskılama tekniğinin yeni bir yaklaşımı olan mikro-temas baskılama yöntemi kullanılarak yüzey plazmon rezonans (SPR) miyoglobin sensör hazırlandı. Bu amaçla SPR çip yüzeyinde miyoglobin tanıma bölgelerine sahip poli( hidroksietil metakrilat- metakriloil-amidotriptofan metil ester) [poli(HEMA-MATrp)] polimeri ince bir film halinde sentezlendi. Fonksiyonel monomer olarak metakriloil-amidotriptofan metil ester (MATrp) kullanıldı ve metakriloil klorür ile L-triptofan metil esterin reaksiyonu ile sentezlendi. MATrp monomerinin karakterizasyonunda FTIR ve NMR teknikleri kullanıldı. Baskılanmış poli(HEMA-MATrp) film miyoglobinin varlığında MATrp, hidroksietil metakrilat (HEMA) ve etilen glikol dimetakrilatın (EGDMA) polimerizasyonu ile hazırlandı. Kontrol deneyleri için baskılanmamış poli(HEMA-MATrp), kalıp molekül miyoglobin olmadan sentezlendi. Poli(HEMA-MATrp) filmin hazırlanmasında kullanılan modifye altın ve cam yüzeyleri ile miyoglobin baskılanmış film; FTIR, temas açısı ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) teknikleri kullanılarak karakterize edildi. Ayrıca hazırlanan filmin kalınlığı elipsometri yöntemiyle ölçüldü. Hazırlanan sensörün etkinliği SPR sistemi kullanılarak araştırıldı. Optimum polimerizasyon koşullarının belirlenmesinden sonra baskılanmış ve baskılanmamış poli(HEMA-MATrp) sensörün miyoglobin tayin duyarlılığı, miyoglobin çözeltileri (pH 7,4 fosfat tamponunda) ve kalp krizi geçiren hasta plazması kullanılarak araştırıldı. Plazma örneklerindeki miyoglobin derişimi ELISA yöntemi ile kıyaslandığında % 66 doğrulukla belirlendi. Farklı derişimdeki miyoglobin çözeltileri ile elde edilen veriler adsorpsiyon kinetiğinin belirlenmesinde kullanıldı. Langmuir adsorpsiyon modelinin, bu afinite sistemi için en uygun model olarak bulundu. Tayin limiti 87,6 ng/mL olarak belirlendi. Miyoglobin baskılanmış poli(HEMA-MATrp) sensörün seçiciliğini göstermek için miyoglobin, lizozim, sitokrom c ve sığır serum albumininin (BSA) yarışmalı adsorpsiyonu araştırıldı. Elde edilen sonuçlar, baskılanmış sensörün miyoglobin için yüksek seçiciliğe ve duyarlılığa sahip olduğunu gösterdi. In this study, surface plasmon resonance (SPR) myoglobin sensor was prepared by using micro-contact imprinting method, a new approach of molecular imprinting. For this purpose, poly(hyroxyethyl methacrylate- methacryloyl-amidotryptophane methyl ester) [poly(HEMA-MATrp)] was synthesized on surface of SPR chip as a thin film. Methacryloyl-amidotryptophane methyl ester (MATrp) was used as functional monomer and synthesized with reaction between methacryoyl chloride and L-tryptophane methyl ester. Characterization of MATrp was made by FTIR and NMR techniques. Imprinted film was prepared with polymerization of MATrp, hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and ethyleneglycol dimethacrylate (EGDMA) in the presence of myoglobin. Non-imprinted poly(HEMA-MATrp) was also synthesized without miyoglobin for control experiments. Modified gold and glass surfaces which were used in the preparation of poly (HEMA-MATrp) film and myoglobin imprinted film were characterized with FTIR, contact angle, atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). In addition, the thickness of the film was measured with ellipsometry. The effectiveness of sensor was investigated by using SPR system. After the determination of optimal polymerization conditions, myoglobin sensing ability of imprinted and non-imprinted sensors were determined with myoglobin solutions (in pH 7,4 phosphate buffer) and in the plasma taken from a patient with myocardial infarction. Compared with the ELISA method, myoglobin concentration in the sample was determined 66% accuracy. Myoglobin solutions with different concentrations were used to determine the adsorption kinetics. Langmuir adsorption model was found as the most suitable model for this affinity system. The detection limit was found as 87,6 ng/mL. In order to show the selectivity of the myoglobin imprinted poly(HEMA-MATrp) sensor, competitive adsorption of myoglobin, lysozyme, cytochrome c and bovine serum albumin (BSA) was investigated. The results show that the imprinted sensor has high selectivity and sensitivity for myoglobin. 230

Bu tezde, kendiliğinden tek tabaka oluşumu yöntemine dayalı olarak sarkozin oksidaz ve alkalen fosfataz içeren enzim biyosensörleri geliştirilmesi amaçlanmıştır. Sarkozin oksidaz temelli biosensör sisteminde altın elektrot yüzeyinde tiyoüre kullanılarak kendiliğinden tek tabaka oluşturulmuş ve glutaraldehid ile çapraz bağlandıktan sonra enzim immobilize edilmiştir. Geliştirilen biyosensör sistemi ile döngüsel voltammetri yöntemi kullanılarak sarkozin tayinine yönelik ölçümler yapılmıştır. Alkalen fosfataz içeren sensör sistemi, screen-printed altın elektrot üzerinde sisteamin kullanılarak kendiliğinden tek tabaka oluşturulması ve glutaraldehid ile çapraz bağlandıktan sonra enzim immobilizasyonu temeline dayanır. Biyosensör sistemi ile kronoamperometrik yöntem kullanılarak p-nitrofenil fosfat tayini yapılmıştır.Sarkozin oksidaz biyosensöründe ölçümler, sarkozin derişimi ile doğru orantılı olarak artan akım değerlerinin döngüsel voltametrik yöntem ile belirlenmesi ile gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan biyosensörler için öncelikle SAM tabaka bileşenlerinin optimizasyonları gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon çalışmaları sonucunda sarkozin oksidaz biyosensörü için en uygun enzim miktarı, tiyoüre ile SAM oluşturma zamanı, glutaraldehid yüzdesi, tarama hızı sırasıyla 3.9 U/ml sarkozin oksidaz, 24 saat tiyoürede bekletme, %10'luk glutaraldehid, 0.025 V/s tarama hızı olarak bulunmuştur. Çalışma koşullarının optimizasyonu amacıyla yapılan denemelerde sarkozin oksidaz biyosensörü için çalışma tamponu olarak 50 mM pH: 8.3 fosfat tamponu ve çalışma sıcaklığı olarak 25 °C bulunmuştur. Sarkozin oksidaz biyosensörü için yapılan karakterizasyon çalışmalarında ise 50 nM ? 208 nM aralığında sarkozin için doğrusal sonuçların alındığı belirlenmiştir. Tekrarlanabilirlik denemelerinde (n= 6) 136 nM sarkozin konsantrasyonunda ortalama değer X= 138.67 nM, standart sapma (S.S)= ±5.44 ve % varyasyon katsayısı VK= %3.92 olarak bulunmuştur.Hazırlanan alkalen fosfataz enzim sensöründe p-nitrofenil fosfat (pNFF) ölçümü kronoamperometrik yöntem kullanılarak screen printed altın elektrot sistemi üzerinde gerçekleştirilmiştir. Biyosensör sistemi üzerinde yapılan deneyler ile optimum koşullar saptanmıştır. Bu sensör sistemi için alkalen fosfataz miktarı, sisteamin ile SAM oluşturma süresi, glutaraldehid yüzdesi sırayla 32.5 U/ml alkalen fosfataz, screen printed altın elektrotun 12 saat sisteamin ile muamelesi, %5 glutaraldehid oranı uygun bulunmuştur. Çalışma koşullarının optimizasyonunda pH:10.5; 0.1 M glisin tamponu ( 0,1 M KCl ve 1 mM MgCl2 içerir) kullanılmasına ve ölçümlerin 30°C da gerçekleştirilmesine karar verilmiştir. Geliştirilen biyosensör sisteminin karakterizasyon çalışmalarından 0.05 mM?0.6 mM arasında p-nitrofenil fosfat için doğrusal bir grafik elde edilmiştir. Ayrıca tekrarlanabilirlik çalışmalarının sonucunda (n= 8) 0.2mM p-nitrofenil fosfat derişimin de ortalama değer X= 0.199 mM standart sapma (S.S)= ±0.01 ve % varyasyon katsayısı VK= %5.02 olarak bulunmuştur. Depending on self-assembled monolayer method, development of enzyme biosensors that contain sarcosine oxidase and alkaline phosphatase was the ultimate aim of this thesis. In the sarcosine oxidase based biosensor system, self-assembled monolayer was formed on the gold electrode with thiourea and enzyme was immobilized after cross linking with glutaraldehyde. Measurements of the sarcosine concentration were carried out using the formed biosensor and with the help of cyclic voltammetric method. Alkaline phosphatase containing biosensor system is based on formation of self-assembled monolayer on the screen printed gold electrode using cysteamine and enzyme immobilization after cross linking with glutaraldehyde. Using this biosensor system and the chronoamperometry method, p-nitrophenyl phosphate concentration was measured.The measurements on the sarcosine oxidase biosensor were carried out with the determination of increasing current values directly proportional with the sarcosine concentration using the cyclic voltammetric method. Primarily, SAM layer components optimization was carried out for the prepared biosensors. As a result of the optimization study, the optimum enzyme amount, SAM formation time with thiourea, glutaraldehyde percentage, scan rate for the sarcosine oxidase biosensor were discovered respectively; 3.9 U/ml sarcosine oxidase, 24 hours holding in thiourea, 10% glutaraldehyde, 0.025 V/s scan rate. It was discovered at the experiments for the optimization of the working conditions that the buffer at this study as 50 mM, pH 8.3 phosphate buffer and working temperature as 25 0C for the sarcosine oxidase biosensor. It was determined at the characterization studies on the sarcosine oxidase biosensor that linear results are obtained between the ranges of 50 nM to 208 nM sarcosine concentration. At the repeatability experiment, average value X=138.67 nM, standard deviation (SD)= ±5.44 and coefficient of variation CV=%3.92 was discovered for the (n=6) 136 nM sarcosine concentration.The measurement of p-nitrophenyl phosphate (pNPP) at the prepared alkaline phosphatase enzyme biosensor was carried out using chronoamperometry method on the screen printed gold electrode system. Optimum conditions were determined with the experiments that were carried on the biosensor system. For this biosensor system, the amount of alkaline phosphatase, SAM formation time with cysteamine and glutaraldehyde percentage were discovered respectively; 32.5 U/ml alkaline phosphatase, treatment of the screen printed gold electrode with cysteamine for 12 hours and 5% glutaraldehyde. The use of pH: 10.5; 0.1 M glycine buffer (contains 0.1 M KCl and 1 mM MgCl2) and carrying out the measurements at 30 0C was decided at the optimization of the study conditions. It was determined at the characterization studies of the developed biosensor system that linear results are obtained between the ranges of 0.05 mM- 0.6 mM p-nitrophenyl phosphate concentration. Moreover, as a result of the repeatability studies, average value X=0.199 mM, standard deviation (SD)= ±0.01 and coefficient of variation CV=%5.02 was discovered for the (n=8) 0.2 mM p-nitrophenyl phosphate concentration. 123