Bor tayini için polimerik esaslı florimetrik sensör geliştirilmesi
Development of UV-cured polymeric fluorescence sensor for boron determination
Yazar: MİRGÜL KOSİF YANMAZ
Danışman: PROF. DR. ECE KÖK YETİMOĞLU ; YRD. DOÇ. DR. SONER ÇUBUK
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bor, canlıların hayat döngüsünün tamamlanmasında; hücre fonksiyonlarından enzimatik reaksiyonlara kadar oldukça etken bir role sahip mikro elementtir. Canlı dokularda bor fazlalığı depolanarak toksisiteye neden olduğundan dolayı doğal kaynaklardan besin zincirine kontrolsüz olarak karışan bor miktarının düşük tayin sınırlarında ölçülebilmesi ve gerekli önlemlerin alınabilmesi oldukça önemli bir konu haline gelmiştir.
Günümüze kadar yapılan çalışmalarda bor analizi için birçok spektrofotometrik ve spektorfluorimetrik yöntem kullanılmıştır. Ancak bu yöntemlerin çoğu; korozif kimyasalların kullanıldığı, pahalı cihaz donanımı gerektiren, dış matriks etkileşimlerine karşı koyamayan, ölçüm süresi uzunluğu ve tek seferlik kullanım gibi dezavantajlarından dolayı etkin olamamıştır. Bu yüzden bor analizi için sürekli yeni tayin metotları geliştirilmeye çalışıımıştır.
Çalışmamızda polimerik membran bazlı, UV ışık altında kürleşen sadece bor a seçimli, yüksek hassasiyet ve seçicilikte ölçüm imkanı sunan fluoresans sensör yapılmıştır. Böylece literatürde bor analizi için ilk defa sensör membran kullanılmıştır. Geliştirdiğimiz yöntemimiz ile daha önce kullanılan metotların sahip olduğu dezavantajların hepsini elimine ederek, mevcut ölçümlerin üstünde seçimliliğe sahip daha pratik ve güvenli bir yöntem tayin edilmiştir. Bor analizinin performansını etkileyebilecek matriks etkileşimleri, pH etkisi, cevap süresi, tekrar kullanılabilirlik, en düşük ve yüksek tespit sınırları gibi parametreleir incelenmiştir. Membrana ait fluoresans şiddetinin en yüksek olduğu uyarma/emisyon dalga boyları sırasıyla 375/425,  uygun pH değeri 6,0 ve cevap verme süresi 45 saniye olarak ölçülmüştür. Elde edilen en düşük tespit sınırı (LOD) 2,9×10−8 mol L-1 (0,31 ppb) ve tayin (LOQ) sınırı 9,66×10−8 mol L-1 (n=5, %95 güven aralığında) olarak bulunmuştur. Metodumuz; içmesuyu, sulama suyu ve yeraltı suyu gibi gerçek örneklere uygulanmış ve %100,24 geri kazanım yüzdesi ile oldukça başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Çalışmamız sağladığı tüm avantajlarından dolayı bundan sonra yapılabilecek araştırmalarda öncü olarak güvenle tercih edilebilir özelliktedir.

Abstract:
Boron has effective role as an essential micro element for the completion of the life cycle from enzymatic reactions up to cell functions. As the excess of boron is stored in the tissues of living organisms that causes toxicity, it has become a very important matter to take required precautions and analyse the lower detection limits of boron that contaminated in an uncontrelled way from the natural sources in the food chain. Untill today, various spectrophotometric and spectrofluorimetric methods have been used for determination of boron. However, most of these methods could not be effective becuase of many disadvantages such as corrosive medium, expensive instruments, matrix interferences, long analyse time and one-off usability. Therefore, new determination of boron methods have been studied constantly to overcome all of these disadvantages.
In our study, only boron selective, UV- cured polymeric fluorescence membrane has been created with high sensitivity and selectivity. This is the first attempt in the literature that a sensör membrane has been used for the boron determination. Our new developed method has eliminated all the disadvantages of other methods that used previously by displaying more practical and safety pathway with high selectivitiy.
All the parameters have been investigated that can influence the performance of boron analysis such as pH effect, response time, reusability and limit of detection. The excitation/emission wavelengths were respectively 375/425 nm, optimum pH was 6.0 and measuring time was 45 second at the point of maximum fluorecence intensity. The lowest limit of detection (LOD) was obtained as as (LOD) 2,9×10−8 mol L-1 (0.31 ppb) and the limit of quantificaiton was calculated as 9,66×10−8 mol L-1 (n=5, in the confidence interval of 95%).
Our method has been applied to real samples such as drinking water, irrigaton water and ground water. Quite challenging results have been obtained with recovery of %100.24. Hereafter,  thanks to its advantages, our study has put forward a confidently preferable method for future researches as a pioneer pathway.