Antifibrotik ilaç pirfenidon'un tayinine yönelik elektrokimyasal çalışmalar ve uygulamaları
Electrochemical studies and applications for the determination of antifibrotic drug pirfenidone
Yazar: ÖZGE SELÇUK
Danışman: PROF. DR. BENGİ USLU
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Kimya = Chemistry
Dizin: Nadir hastalıklar = Rare diseases ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Pirfenidon = Pirfenidone ; Sensörler = Sensors ; İlaçlar = Drugs

Özet:
Akciğer hastalıkları, yüksek mortaliteye sahip, dünyanın ciddi sağlık sorunlarından biridir. İdiyopatik pulmoner fibrozis, esas olarak yaşlı yetişkinlerde ortaya çıkan ve akciğerlerde görülen, nedeni bilinmeyen, kronik bir hastalık olarak tanımlanır. Pirfenidon (5−metil−1−fenil−2−[1H] −piridon), yan etkileri az olan bir antifibrotik ajandır. Bu tez çalışmasında Pirfenidon'un tayini için ilk defa elektrokimyasal yöntem geliştirilmiştir. Pirfenidon'un elektrokimyasal davranışını incelemek için yalın elektrot ile daha hassas tayini için moleküler baskılanmış nanosensör ile çalışmalar yapılmıştır. Çalışma elektrodu olarak camsı karbon elektrot (CKE) kullanılmıştır. Pirfenidon'un elektrokimyasal davranışı için yalın CKE ile dönüşümlü voltametri (DV), diferansiyel puls voltametrisi (DPV) ve kare dalga voltametrisi (KDV) yöntemleri kullanılmıştır. Pirfenidon'un yükseltgenme davranışı farklı destek elektrolitleri ve tampon çözeltileri ile pH 2,0 – 12,0 arasındaki pH değerlerinde incelenmiştir, 0,1 M H2SO4 destek elektrolitinin en uygun ortam olduğu belirlenmiştir. DV yöntemi ile hız taraması çalışmaları maddenin elektrot yüzeyine difüzyon temelli taşınma mekanizmasına sahip olduğunu göstermektedir.  Yalın CKE ile 0,1 M H2SO4 içerisinde DPV yöntemi ile 9,9 − 260 µM, KDV yöntemi ile 20 − 260 µM konsantrasyon aralıklarında doğrusallık gözlenmiştir. Teşhis sınırı (TS) ve tayin alt sınırı (TAS) değerleri DPV için sırasıyla 2,48 µM ve 8,26 µM; KDV için sırasıyla 4,75 µM ve 15,84 µM bulunmuştur. Bu tez çalışması kapsamında, Pirfenidon'un farmasötik formu ve serum örneğinden tayini için hassas sonuçlar elde etmek amacıyla moleküler baskılanmış elektrokimyasal nanosensör geliştirilmiştir. Kitosan, iyonik sıvı ve elmas nanopartikülleri ile modifiye edilmiş elektrot yüzeyi üzerine moleküler baskılama teknolojisi kullanılarak yüzeyde Pirfenidon'a özgü boşluklar yaratılmıştır. DV, Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) ile modifiye edilmiş olan elektrotlar karakterize edilmiştir.  Optimum koşullar altında doğrusal çalışma aralığı 30,0 pM − 1,0 nM olarak bulunmuştur. TS ve TAS sırasıyla 9,29 pM ve 28,15 pM olarak bulunmuştur. Geliştirilen yüzeyin seçiciliği, baskılama faktörü incelenmiş ve baskılanmış olan Pirfenidon'a yüksek seçiciliğe sahip olduğu belirlenmiştir. Geliştirilen yöntemin gerçek serum örneklerinde başarı ile uygulanabileceği belirlenmiştir. Geliştirilen yöntemin ve nanosensörün uygulanabilirliği farmasötik dozaj şekillerinden ve serum örneğinden geri kazanım ve doğrusallık çalışmaları yapılarak gösterilmiştir.

Abstract:
One of the major health issues in the globe with a high mortality rate is lung illness. Idiopathic pulmonary fibrosis is a chronic lung condition with no recognized origin that mostly affects older people. Pirfenidone (5−methyl−1−phenyl−2−[1H] −pyridone) is a relatively safe antifibrotic medication. In this thesis, first time electrochemical technique for determining pirfenidone was developed. Studies were conducted employing a molecularly imprinted nanosensor for a more sensitive determination with a bare electrode to study the electrochemical behavior of pirfenidone. The working electrode was a glassy carbon electrode (GCE). Simple GCE and the cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV), and square wave voltammetry (SWV) methods were employed to study the electrochemical behavior of pirfenidone. It was discovered that 0.1 M H2SO4 supporting electrolyte was the best medium after studying the oxidation behavior of pirfenidone with various supporting electrolytes and buffer solutions at pH values between 2.0 and 12.0. The material possesses a diffusion−based transport mechanism to the electrode surface, according to scan rate experiments with the CV technique. In 0.1 M H2SO4 with bare GCE, linearity was seen in the concentration ranges of 9.9–260 µM using the DPV method, and 20–260 µM using the SWV method. The limit of detection (LOD) and lower limit of detection (LOQ) values were found to be 2.48 µM and 8.26 µM, 4.75 µM and 15.84 µM. respectively; for DPV and SWV. In the context of this thesis, a molecularly imprinted electrochemical nanosensor has been created in order to get accurate results while determining the presence of pirfenidone in serum samples and pharmaceutical forms. Pirfenidone−specific cavities were made on the electrode surface utilizing molecular imprinting technology on the electrode surface modified with chitosan, ionic liquid, and diamond nanoparticles. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning electron microscopy (SEM) were used to assess the modified electrodes. Under optimum parameters, it was found that the linear range was 30.0 pM−1.0 nM. It was calculated that LOD and LOQ were, respectively, 9.29 pM and 28.15 pM for DPV technique. The fabricated electrode surface's selectivity and imprinting factor were investigated, and it was found to have a high selectivity to the imprinted pirfenidone. The method that has been developed has been discovered to perform well with real serum samples. By undergoing recovery and linearity investigations using pharmaceutical dosage forms and serum samples, it has been shown that the developed technology and nanosensor are feasible.