Sporcu sağlığında yasaklı maddelerden beta-2 agonistlerinin tayinine yönelik nanobiyosensör geliştirilmesi
Development of a nanobiosensor for the determination of beta-2 agonists from banned substances in athlete health
Yazar: RAUF GULAMOV
Danışman: PROF. DR. ŞENOL ALPAT
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Seçici bir beta-2 agonisti olan terbütalin hemisülfat (THS) astım ve bronşit tedavisinde bronkodilatatör olarak ve ayrıca erken doğum sırasında kasılma önleyici olarak kullanılır. Beta-2 agonistlerin belirli dozun üzerinde alınması spor müsabakalarında doping olarak kabul edilmektedir. Bu nedenle kısa analiz sürelerinde duyar ve seçici olarak tayin edilmeleri önemlidir. Çalışmamızda terbütalin hemisülfat (THS) tayini için SnO2 nanopartiküller kullanılarak karbon pasta elektrot geliştirilmiştir. Araştırmada elektrokimyasal yöntemlerden döngüsel voltammetri (DV) ve diferansiyel puls voltammetresi (DPV) kullanılmıştır. Geliştirilen SnO2NP/KPE'un tarama hızı, SnO2 nanopartikül miktarı, pik genliği ve pH gibi çalışma koşulları optimize edilmiştir. Denemeler sonunda, tarama hızı; 10 mV/s, yüzde 5 SnO2 nanopartikül, 0,05 V pik genliği ve 0,25M pH:4,0 asetat tamponu çalışma koşulları olarak belirlenmiştir. Çalışmamızda SnO2NP/KPE'nin analitik parametreleri de tespit edilmiştir. Nanobiyosensörün tayin aralığı 2 µM-50 µM olup, tayin limiti (LOD) 0,55 µM ve LOQ 1,80 µM olarak bulundu. Tekrarlanabilirlik denemelerinde 30 µM THS için on ölçüm ile ortalama değeri (x̄)=2,67 µA standart sapma (S.S)= 0,088 µA ve yüzde Varyasyon katsayısı (V.K)= yüzde 3,3 olarak tespit edildi.
Girişimci denemelerinde NaCl, Glukoz, Üre ve Ürik asitde önemli bir girişim etkisi gözlenmedi. Buna karşılık Askorbik asit, DA, EP ve sitrik asitde az da olsa girişimci etkisi belirlendi. Depo kararlılığında ondört gün sonunda nanobiyosensörün başlangıç akım değerine göre bir fark bulunmadı. 
Geliştirilen nanobiyosensör, hazırlanmasının kolay olması, ek olarak ayrıştırma ve ekstraksiyon işlemlerine gerek duymadan direkt olarak örneklerdeki THS tayininde kullanılmaktadır. İyi bir tekrarlanabilirliğe, güvenirliğe, ucuz olması ve kısa cevap süresine sahip olması gibi avantajları bakımından THS tayininde kullanılmasının uygun olacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Terbutaline hemisulfate (THS), a selective beta-2 agonist, is used as a bronchodilator in the treatment of asthma and bronchitis, as well as as an anticonvulsant during preterm labor. Taking beta-2 agonists above a certain dose is considered doping in sports competitions. Therefore, it is important that they are determined sensitively and selectively in short analysis times. In our study, a carbon paste electrode was developed using SnO2 nanoparticles for the determination of terbutaline hemisulphate (THS). In the research, cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV) were used as electrochemical methods. Operating conditions such as scanning speed, SnO2 nanoparticle amount, peak amplitude and pH of the developed SnO2NP/CPE were optimized. At the end of the experiments scan rate,10 mV/s, 5 percent SnO2 nanoparticles, 0.05 V peak amplitude and 0.25M pH:4.0 acetate buffer were determined as operating conditions. In our study, the analytical parameters of SnO22NP/CPE were also determined. The lineer range of the nanobiosensor was 2 µM-50 µM, with a limit of detection (LOD) of 0.55 µM and LOQ of 1.8 µM. In the repeatability experiments, the mean value (x̄)=2.67 µA standard deviation (S.S)=0.088 µA and percent coefficient of variation (C.V)=3.3 percent with ten measurements for 30 µM THS.
No significant interference effect was observed in NaCl, Glucose, Urea and Uric acid in interference experiments. In contrast, ascorbic acid, DA, EP and citric acid showed a slight interfering effect. No difference was found in storage stability compared to the initial current value of the nanosensor at the end of fourteen days.
The developed nanobiosensor is easy to prepare and can be used directly for the determination of terbutaline in samples without the need for additional separation and extraction processes. It is thought to be suitable for the determination of terbutaline due to its advantages such as good reproducibility, reliability, low cost and short response time.