Glukoz tayinine yönelik olarak kalem grafit elektrot-glukoz oksidaz temelli yeni bir biyosensör geliştirilmesi
Development of a new pencil graphite electrode-glucose oxidase based biosensor for determination of glucose
Yazar: DUYGU GÖÇER
Danışman: PROF. DR. ERHAN DİNÇKAYA
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
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.

Abstract:
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.