Year 2020, Volume 15 , Issue 1, Pages 158 - 166 2020-05-31

Yersinia enterocolitica’nın Tespiti için Altın-nanoparçacık ile Güçlendirilmiş Biyosensör Uygulamalarının Geliştirilmesi
Development of Gold-nanoparticle Enhanced Biosensor Applications for Yersinia enterocolitica Detection

Sümeyra SAVAŞ [1]


Yersinia enterocolitica (Y. enterocolitica), Enterobacteriaceae ailesinin bir üyesi olan Yersinia cinsi’ne ait, en yaygın görülen gıda kaynaklı zoonotik patojenlerden üçüncüsüdür. Havyan dışkısı ile kontamine olan kirli sular ile veya enfekte hayvan ile iletişimin bir sonucu olarak, insanlarda enfeksiyona sebep olabilir. Düşük sıcaklıklara dayanabilme özelliği sayesinde, buzdolabında bulunan yiyeceklerde de üremeye devam edebilmektedir. Bu sebep ile patojenin hızlı ve hassas tespiti sağlık açısında önemlidir. Bu çalışmada, elektrokimyasal sistem kullanılarak, Y. enterocolitica’nın tespiti için altın nanopartikül ile güçlendirilmiş bir immünosensörün geliştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışmada ticari olarak temin edilen Y. enterocolitica pozitif kontrol ve antikor kullanılmıştır. Standard sandvich assay kullanılarak sensör yüzeye uygulanan immünoassay ile en düşük tespit limiti 102 cfu/ml, altın nanoparçacıklar ile güçlendirilen antikor sensörü ile 37 cfu/ml Y. enterocolitica tampon çözelti içerisinde tespit edilebilmiştir. İmmünoassay’in özgüllüğü, antikora özgül olmayan antijenlerin çapraz reaksiyon oranı ile tespit edilmiştir. Bu çalışma da, standard sandvich assay ve altın nanopartiküller ile güçlendirilmiş sandvich assay prensibi geliştirilmiş ve Y. enterocolitica’nın tespiti için kullanmıştır. Bunun ile birlikte, antikor tabanlı bir enzimatik sensör de, altın nanoparçacıkların ölçüm duyarlılığına etkisi belirlenmiştir. Çalışmada ölçüm için elektrokimyasal sensör cihazı kullanılmış olup, Y. enterocolitica’nın tespitinde kullanılan immünosensör birçok elektrokimyasal biyosensör ile birleştirilebilir.

Yersinia enterocolitica (Y. enterocolitica) is the third most common foodborne zoonotic pathogen belonging to the genus Yersinia which is the member of the Enterobacteriaceae family. It can cause infection in humans as a result of water contaminated with caviar feces or as a result of communication with the infected animal. With its ability to withstand low temperatures, it can continue to reproduce in food in the refrigerator. Therefore, fast and sensitive detection of the pathogen is important for health. In this study, it was aimed to develop an immunosensor reinforced with a gold nanoparticle for the detection of Y. enterocolitica using an electrochemical system. Commercially available Y. enterocolitica positive control and antibody were used in the study. Limit of detection was detected 102 cfu/ml using standard sandwich assay and 37 cfu/ml using gold nanomaterial-amplified antibody sensor. The specificity of the immunoassay was determined by the cross reaction rate of non-antibody-specific antigens. With this study, normal and gold-nanoparticle amplified sandwich assays were developed and used for the detection of commercial Y. enterocolitica. In addition, the effect of gold nanoparticles on measurement sensitivity was determined in the antibody based enzymatic sensor. In the study, electrochemical sensor is used and the immunosensor used in the detection of Y. enterocolitica can be combined with many electrochemical biosensors.

  • [1] B. M. Rosner, D. Werber, M. Höhle, K. Stark, “Clinical aspects and self- reported symptoms of sequelae Yersinia enterocolitica infections in a population-based study, Germany 2009–2010”, BMC Infect. Dis., 13, 1471–2334, 2013
  • [2] EFSA and ECDC, “The European Union summary report on trends and sources of zoonoses, zoonotic agents and food-borne outbreaks in 2017”, EFSA J., 16, e05500, 2018.
  • [3] E. J. Bottone, “Yersinia enterocolitica: Overview and epidemiologic correlates”, Microbes Infect., 1, 323–333, 1999.
  • [4] L. Tudor, I. Togoe, A. Pop, E. Mitranescu, “The Yersinia enterocolitica species tolerance to temperature”, Rom. Biotechnol. Lett., 13, 17–22, 2008.
  • [5] M. K. Amin, and F. A. Draughon, Growth-characteristics of Yersinia enterocolitica in pasteurized skim milk, J. Food Protect., 50, 849–852, 1987.
  • [6] S. Savas, Z. Altıntas, “Graphene Quantum Dots as Nanozymes for Electrochemical Sensing of Y. enterocolitica in milk and Human Serum”, Materials., 12, 2189, 2019.
  • [7] R. S. Tebbs, L. Y. Wong, P. Brzoska, O. V. Petrauskene, “Molecular technologies for Salmonella detection, In Salmonella Distribution, Adaptation, Control Measures and Molecular Technologies”, IntechOpen, London, UK, 2012, pp. 481–504.
  • [8] I. Hochel and J. Skvor, “Characterization of rabbit antibodies for immunochemical detection of Yersinia enterocolitica”, Folia. Microbiol., 52, 511–518, 2007.
  • [9] M. Luciani, M. Schirone, O. Portanti, P. Visciano, G. Armillotta, R. Tofalo, G. Suzzi, L. Sonsini, T. Di Febo, “Development of a rapid method for the detection of Yersinia enterocolitica serotype O:8 from food”, Food Microbiol., 73, 85–92, 2018.
  • [10] A. Hay, E. Macdonald, R.Evans, M. Davidson, “Use of VITEK for surveillance of antibiotic resistance in Escherichia coli in the Scottish Highlands: results over 15 years”, J. Infection., 55, e87–e88, 2007.
  • [11] D. Derong, W. Liu, H. Li, Y. Wang, X. Li, D. Zou, Z. Yang, S. Huang, D. Zhou, L. Huang, J. Yuan, “Survey and rapid detection of Klebsiella pneumoniae in clinical samples targeting the rcsA gene in Beijing, China”, Front. Microbiol., 6, 519, 2015.
  • [12] E. Sheikhzadeh, M. Chamsaz, A. P. F. Turner, E. W. H. Jager, V. Beni, “Label-free impedimetric biosensor for Salmonella typhimurium detection based on poly pyrrole-co-3-carboxyl-pyrrole copolymer supported aptame”,. Biosens. Bioelectron., 80, 194–200, 2016.
  • [13] B.K. Oh, W. Lee, B. S. Chun, Y. M. Bae, W. H. Lee, J.W. Choi, “Surface plasmon resonance immunosensor for the detection of Yersinia enterocolitica”, Coll Surf A., 257–258, 369–374, 2005.
  • [14] Y. M. Bae, B. K. Oh, W. Lee, W. H. Lee, J. H. Choi, “Immunosensor for detection of Yersinia enterocolitica Based on imaging elipsometry”, Anal. Chem., 76, 1799–1803, 2004.
  • [15] H. Wei, Y. Zhao, Y. Bi, H. Liu, Z. Guo, Y. Song, J. Zhai, H. Huang, R. Yang, “Direct detection of Yersinia pestis from the infected animal specimens by a fiber optic biosensor”, Sens. Actuators B. Chem., 123, 204–210, 2006.
  • [16] W. Sun, P. Qin, H. Gao, G. Li, K. Jiao, “Electrochemical DNA biosensor based on chitosan/nano-V2O5/MWCNTs composite film modified carbon ionic liquid electrode and its application to the LAMP product of Yersinia enterocolitica gene sequence”, Biosens. Bioelectron., 25, 1264–1270, 2010.
  • [17] F. Lu, T.L. Doane, J.-J. Zhu, C. Burda, “Gold nanoparticles fordiagnostic sensing and therapy”, Inorganica Chimica Acta., 393, 142-153, 2012.
  • [18] Z. Altintas, Y. Uludag, Y. Gurbuz, I. Tothill, “Development of surface chemistry for surface plasmon resonance based sensors for the detection of proteins and DNA molecules”, Anal. Chim. Acta., 712, 138–144, 2012.
  • [19] S. Savas, Ersoy. A, Y. Gulmez, S. Kılıc, B. Levent, Z. Altıntas, “Nanoparticle Enhanced Antibody and DNA Biosensors for Sensitive Detection of Salmonella”, Materials., 11, 1541, 2018.
  • [20] S. Savas, “Rapid and Sensitive Detection of E. coli by Gold Nanoparticle-Labeled Biosensor”, J. Biotechnol. Strategic. Health Res., 2, 101-107, 2018.
Primary Language tr
Subjects Biology
Journal Section Makaleler
Authors

Orcid: 0000-0001-5057-9178
Author: Sümeyra SAVAŞ (Primary Author)
Institution: TÜRKİYE BİLİMSEL ve TEKNOLOJİK ARAŞTIRMA KURUMU
Country: Turkey


Supporting Institution TÜBİTAK
Project Number Biyosensör ve Biyoelektronik Projesi
Thanks Çalışma da kullanılan sensör çip ve elektrokimyasal sensör cihazı TÜBİTAK/Bilgem Biyoelektronik ve Biyosensör Grubu tarafından geliştirilmiş olup, grupta bulunan tüm araştırmacılara teşekkür ederim.
Dates

Publication Date : May 31, 2020

Bibtex @research article { sdufeffd712282, journal = {Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi}, issn = {}, eissn = {1306-7575}, address = {}, publisher = {Süleyman Demirel University}, year = {2020}, volume = {15}, pages = {158 - 166}, doi = {10.29233/sdufeffd.712282}, title = {Yersinia enterocolitica’nın Tespiti için Altın-nanoparçacık ile Güçlendirilmiş Biyosensör Uygulamalarının Geliştirilmesi}, key = {cite}, author = {Savaş, Sümeyra} }
APA Savaş, S . (2020). Yersinia enterocolitica’nın Tespiti için Altın-nanoparçacık ile Güçlendirilmiş Biyosensör Uygulamalarının Geliştirilmesi . Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi , 15 (1) , 158-166 . DOI: 10.29233/sdufeffd.712282
MLA Savaş, S . "Yersinia enterocolitica’nın Tespiti için Altın-nanoparçacık ile Güçlendirilmiş Biyosensör Uygulamalarının Geliştirilmesi" . Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi 15 (2020 ): 158-166 <https://dergipark.org.tr/en/pub/sdufeffd/issue/54573/712282>
Chicago Savaş, S . "Yersinia enterocolitica’nın Tespiti için Altın-nanoparçacık ile Güçlendirilmiş Biyosensör Uygulamalarının Geliştirilmesi". Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi 15 (2020 ): 158-166
RIS TY - JOUR T1 - Yersinia enterocolitica’nın Tespiti için Altın-nanoparçacık ile Güçlendirilmiş Biyosensör Uygulamalarının Geliştirilmesi AU - Sümeyra Savaş Y1 - 2020 PY - 2020 N1 - doi: 10.29233/sdufeffd.712282 DO - 10.29233/sdufeffd.712282 T2 - Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 158 EP - 166 VL - 15 IS - 1 SN - -1306-7575 M3 - doi: 10.29233/sdufeffd.712282 UR - https://doi.org/10.29233/sdufeffd.712282 Y2 - 2020 ER -
EndNote %0 Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi Yersinia enterocolitica’nın Tespiti için Altın-nanoparçacık ile Güçlendirilmiş Biyosensör Uygulamalarının Geliştirilmesi %A Sümeyra Savaş %T Yersinia enterocolitica’nın Tespiti için Altın-nanoparçacık ile Güçlendirilmiş Biyosensör Uygulamalarının Geliştirilmesi %D 2020 %J Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi %P -1306-7575 %V 15 %N 1 %R doi: 10.29233/sdufeffd.712282 %U 10.29233/sdufeffd.712282
ISNAD Savaş, Sümeyra . "Yersinia enterocolitica’nın Tespiti için Altın-nanoparçacık ile Güçlendirilmiş Biyosensör Uygulamalarının Geliştirilmesi". Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi 15 / 1 (May 2020): 158-166 . https://doi.org/10.29233/sdufeffd.712282
AMA Savaş S . Yersinia enterocolitica’nın Tespiti için Altın-nanoparçacık ile Güçlendirilmiş Biyosensör Uygulamalarının Geliştirilmesi. SDÜFEFFD. 2020; 15(1): 158-166.
Vancouver Savaş S . Yersinia enterocolitica’nın Tespiti için Altın-nanoparçacık ile Güçlendirilmiş Biyosensör Uygulamalarının Geliştirilmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi. 2020; 15(1): 158-166.