Kandan Ender Hücre Taraması Için Mems Tabanlı Çip-Üstü-Laboratuvar Sistemi Geliştirilmesi

Date

2018-8-01

Author

Külah, Haluk
Zorlu, Özge
Eminoğlu, Selim
Özgür, Ebru
Akın, Tayfun
Üner, Ayşegül
Gündüz, Ufuk

Metadata

Show full item record

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Item Usage Stats

15
views

5
downloads

Cite This

Bu projenin amacı kanda kanser hücresi (circulating tumor cells, CTC) tespitini ve sayımına yönelik bir çip-üstü-laboratuvar sistemi geliştirmektir. CTC?ler birincil tümör bölgesinden koparak kan dolaşımına karışan ve başka bir dokuya yerleşerek ikincil tümörlerin oluşumuna yola açan metastatik hücrelerdir. CTC?lerin erken tespiti ve tedavi süresince takibi, hastalık seyrini ve uygun tedavi yöntemini belirlemede kritik öneme sahiptir. Ancak CTC sayısının metastazın ilk aşamalarında oldukça az olması ve tespitinin zor olması, bunun biyolojik bir işaret (biomarker) olarak kullanılmasını kısıtlamaktadır. Son yıllarda mikroakışkan teknolojisindeki gelişmeler, özellikle laboratuvar olanaklarının kısıtlı olduğu bölgelerde çeşitli hastalıkların hızlı, hassas ve düşük maliyetli teşhisi için ?hasta başı test? (Point-of-Care, POC) cihazlarının geliştirilmesine olanak sağlamıştır. Diğer taraftan, Mikro-Elektro-Mekanik Sistemler (MEMS) teknolojisi mikroakışkan sistemlerin çip-üstü mekanik ve elektronik sistemlerle entegre edilmesine olanak sağlamakta ve kendi başına çalışabilen, tam-entegre biyomedikal analiz platformlarının geliştirilebilmesinin önünü açmaktadır. Bu proje önerisi kan örneklerinden niceliksel CTC tayinini yapabilecek tam entegre, MEMS tabanlı bir mikroakışkan sistem geliştirilmesini hedeflemektedir. Önerilen sistem üç fonksiyonel yapıdan oluşmaktadır: i. Dielektroforez (DEF) bazlı CTC zenginleştirme birimi, ii. Biyo-aktif CTC yakalama ve gravimetrik tespit birimi, iii. DEF eyleme devresi ve çip-üstü niceliksel ölçüm için entegre, kapalı döngü okuma sistemi. DEF, parçacıkların homojen olmayan elektrik alan altında elektriksel özelliklerine, ortam iletkenliğine ve uygulanan frekansa bağlı olarak ayrıştırılmasıdır. DEF bazlı CTC zenginleştirme birimi ile, kanser ve kan hücrelerinin boyut ve dielektrik özelliklerindeki farklılıklardan faydalanılarak, kanser hücrelerinin kan hücrelerinden büyük oranda ayrıştırılması ve kanser hücrelerince zenginleştirilmiş bir kan örneği elde edilmesi hedeflenmektedir. Bu birimin asıl amacı görece çok daha fazla olan kan hücrelerini sistemden uzaklaştırarak, bir sonraki biyo-aktif CTC yakalama ve gravimetrik sayma biriminin verimliliğini arttırmaktır. CTC yakalama ve sayma birimi, rezonans bazlı bir gravimetrik kütle algılama sisteminden oluşmaktadır. Literatürdeki gravimetrik ölçüm sistemlerinden farklı olarak, projede kullanılan yanal modlu kapasitif rezonatör sıvı ortamda, kalite faktöründen (Q) ödün vermeksizin çalışabilmekte, böylelikle gerçek zamanlı veri akışına olanak sağlamaktadır. Bu rezonatörler sıvı akışı altında gerçek zamanlı çalışacak şekilde tasarlanmış, sıvı akışından ve sistemdeki parazitik elektrik akımlarının eliminasyonu sağlanmıştır. Bunun yanısıra rezonatör yüzeyi uygun biyoaktivasyon protokolleri ile aktive edilerek CTClerin yakalanması hedeflenmiştir. Ayrıca harici ekipmanlara (optik, vb.) ihtiyaç duyulmaksızın, hızlı ve hassas CTC tespiti yapabilmek amacıyla sisteme CMOS kapalı döngü elektronik devre sistemi entegre edilmiştir. Projede yer alan her bir alt sistem, tek başına bir proje önerisi olabilecek, kendi başına diğer araştırmalarda kullanılabilecek ve ürüne dönüşebilecek niteliktedir. Araştırma ve geliştirme projesi olarak ele alındığında, bu projedeki hedeflenen çıktıların her birinin bilim için önemi büyüktür ve tek başına ciddi gelişmelere yön verebilecek seviyededir. Raporda sunulan çıktılar da projenin bu yönü ile son derece uyumludur. Geliştirilen sistem, proje sonucunda ortaya konulan teknik sınırlara rağmen, ender hücre tespitinin yanısıra hücre ayrıştırma ve/veya sayımına yönelik farklı uygulamalarda kullanılabilecek niteliktedir.

Subject Keywords

MEMS, CTC, Dielektroforez, Gravimetrik Algılayıcı, Çip-üstü-laboratuvar

URI

https://search.trdizin.gov.tr/tr/yayin/detay/1221921/kandan-ender-hucre-taramasi-icin-mems-tabanli-cip-ustu-laboratuvar-sistemi-gelistirilmesi
https://hdl.handle.net/11511/113999

Collections

Micro-Electro-Mechanical Systems Research and Application Center (MEMS), Project and Design