Resazurinin bazı metal iyonları varlığında ve yokluğunda voltametrik ve spektroskopik davranışlarının incelenmesi
Investigation of voltammetric and spectroscophic behaviour of resazurin both in the presence and absence of metal ions
Yazar: EMİNE ARSLAN
Danışman: PROF. DR. SEMİHA ÇAKIR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Bölümü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Metal kompleksleri = Metal complexes ; Voltametri = Voltammetry

Özet:
Bu çalışmada, resazurinin biyolojik öneme sahip bazı metal iyonlarının varlığında ve yokluğunda voltametrik ve spektroskopik davranışları incelenmiştir. Resazurinin HMDE üzerindeki voltametrik davranışı, Britton-Robinson (B-R) tamponunda pH 2-10 aralığında Kare Dalga Voltametrisi ( SWV) , Kare Dalga Adsorptif Sıyırma Voltametrisi (SWAdSV) ve Dönüşümlü Voltametri (CV) teknikleri kullanılarak araştırılmıştır. Çalışma sonuçları, voltametrik davranışın pH' ya bağlı olarak değiştiğini göstermiştir. Resazurinin voltamogramlarında, pH<4 de biri tersinir ( 1U) diğeri tersinmez (2U) iki pik gözlenirken , pH>4 de bu piklere ilaveten daha pozitif potansiyelde yeni tersinmez (3U) bir pik daha gözlenmiştir. Her üç pikin de hem pik potansiyellerinin hem de pik akımlarının pH' ya bağlı olarak değiştiği tespit edilmiştir. 1U ile tanımlanan tersinir pikin, resorufinin dihidroresorufine indirgenmesine, 2U ile tanımlanan tersinmez pikin katalitik hidrojen dalgasına ve sadece pH 4-10 aralığında gözlenen ve 3U ile tanımlanan tersinmez yeni pikin ise, resazurinin protonlanmış N-oksit grubunun indirgenmesine ait olduğu düşünülmüştür. Resazurin için aktarılan elektron sayısı, difüzyon katsayısı ve diğer elektrokimyasal parametreler (Ip/Ep, Ip/v, Ip/v1/2, Ip/pH, Ep/pH Ip/tacc, ?, ? ) hesaplanarak elde edilen verilerden elektrokimyasal indirgenme mekanizmaları önerilmiştir. Ayrıca resazurinin voltametrik tayini için kalibrasyon çalışması yapılmış ve tayin sınırı SWV için 1,08x10-7 M, SWAdSV için ise 6,06x10-9 M olarak belirlenmiştir. Voltametrik çalışmaların ikinci aşaması, resazurinin, sulu ortamda Zn(II), Se(IV) ve Cd(II) iyonları varlığında voltametrik davranışının araştırılmasını içermektedir. Sulu ortamda bu iyonlar ile resazurinin kompleks oluşturup oluşturmadıkları araştırılmıştır. Voltametrik verilerden oluşan komplekslerin stokiyometrisi ve kararlılık sabitleri hesaplanmıştır. Voltametrik yöntemler ile elde edilen bütün sonuçlar UV-GB spektroskopisi yöntemiyle yapılan çalışmalarla da desteklenmiştir. Resazurinin faklı pH aralığında alınan spektrumlarında, ortamın pH' sına bağlı olarak resorufin (N-O grubundaki oksijenini kaybederek indirgenmiş hali) ve protonlanmış resazurin formlarının varlığı gözlemlenmiştir. Diğer taraftan sulu ortamda, resazurinin, Zn(II), Se(IV) ve Cd(II) iyonları ile kompleks oluşturması, oluşan komplekslerin stokiyometrileri ve kararlılık sabitleri bir kez de spektroskopik yöntemlerle hesaplanmış ve sonuçlar voltametrik sonuçlarla karşılaştırılmıştır.

Abstract:
In this study, voltammetric and spectroscopic behaviour of resazurin in the absence and presence of some metals was investigated by voltammetric and spectroscopic techniques. The voltammetric behaviour of resazurin was studied on a HMDE in Britton-Robinson (B-R) buffers (pH 2.0-10.0) by using Square-Wave Voltammetry (SWV), Square-Wave Adsorptive Stripping Voltammetry (SWAdSV) and Cyclic Voltammetry (CV) techniques. The electrochemical response of resazurin is generally pH dependent. The voltammograms of resazurin exhibited a reversible and an irreversible peaks at pH<4. A new irreversible peak obtained in addition to these peaks at pH>4. It is observed that the currents and the potentials of all the peaks were dependent of pH. In this study the reversible peak observed (1U) can be inferred from the reduction of resorufin to dihydroresorufin and irreversible peak observed (2U) is inferred to catalytical hydrogen wave at pH<4. The new irreversible cathodic peak (3U), which was only seen at pH range 4 ? 10 at more positive potential can be attributed to reduction of protonated N-oxide to form of resazurin, The electrochemical parameters (Ip/Ep, Ip/v, Ip/v1/2, Ip/pH, Ep/pH Ip/tacc, ?, n, D, ?) of the compounds were determined. From the voltammeric data, electrochemical reduction mechanisms have been suggested for all peaks. However the calibration of resazurin was studied and the limit of quantification has been found as 1,08x10-7 mol/L and 6,06x10-9 mol/L for SWV and SWAdSV, respectively. The metal complexes of resazurin which formation with Zn(II), Se(IV) and Cd(II) ions in aqua solution were investigated by using voltammetric techniques and from the voltammetric data, the stociometry and constants of stability of these complexes were determined. The results which were obtained by voltammetric methods supported also with spectroscopic studies. On the UV-Vis spectrums of resazurin which was obtained in different pH levels, we observed the presence of resorufin (reduction form of resazurin losing the oxygen atom of N-oxide group) and protonoted resazurin forms depending on the pH of the solutions. On the other hand, , complexes stociometry and constants of stability of resazurin with Zn(II), Se(IV) and Cd(II) ions were calculated and then the results were compared and supported with voltammetric results.