Dimerkaprol ile zenginleştirilmiş jelatin temelli katı elektrolitli impedimetrik elektrokimyasal sensör ile içme sularında arsenik tespiti
Detection of arsenic in drinking waters using impedimetric electrochemical sensor with gelatin-based solid electrolyte enriched by dimercaprol
Yazar: KÜBRA KESER
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET ÇAĞRI SOYLU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Arsenik = Arsenic ; Biyosensörler = Biosensors ; Elektrokimyasal sensörler = Electrochemical sensors ; Elektrolitler = Electrolytes ; Çevre dostu yöntemler = Environmentally friendly methods

Özet:
Fenilarsin oksidin sahada basit, ucuz, hızlı ve etiketsiz tespiti, insan sağlığı üzerindeki ölümcül akut ve kronik etkileri nedeniyle önemli ve karşılanmamış bir ihtiyaçtır. Mevcut yöntemler arasında arsenik tespitinde hassas yöntemler vardır ancak saha da uygulanabilir değildir, gerçek zamanlı, hızlı ve erken tespitin sistematik bir analize adapte edilmesi zordur, yüksek vasıflı personel ile pahalı ve karmaşık enstrümantasyon gerektirir, uzun tespit süreleri vardır, arsenik için uygun değildir. Çevre dostu bir sensöre sahip basit, hızlı, hassas, nispeten düşük maliyetli bir arsenik algılama sistemi bu boşluğu doldurabilir. Arseniği yerinde izlemek için, gerçek zamanlı, hızlı, düşük maliyetli, ng/mL seviyesinde düşük algılama limitlerinde, yüksek hassasiyetli, tasarımı ve kullanımı kolay, erken, güvenilir ve taşınabilir impedimetrik elektrokimyasal sensör en uygun platformdur.
Bu çalışmada yer alan doğaya minimum zarar veren ve doğada çözünme potansiyeline sahip, patentli yeşil bir sensöre sahip algılama sistemi ile konsantrasyona bağlı empedans değişimi izlenmiştir. 15 mL saf su + 2 g jelatin + 1,75 g gliserol ile hazırlanan, 2,3-Dimercapto-1-propanol (BAL) ve 2-mercaptoetanol (ME) ile zenginleştirilen jelatin temelli katı elektrolitli elektrokimyasal impedimetrik sensörler oluşturulmuştur. Oluşturulan bu sensörler ile 1-100 ng/mL aralığında inorganik arsenik tespiti gerçekleştirildi. Sonuçlar içme suyu ve doğadan alınmış su numunelerinde arseniğin 0,1 ng/mL hassasiyet seviyesinde tespit edildiğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler: Arsenik, İmpedimetrik elektrokimyasal sensör, Jelatin tabanlı katı elektrolit, Çevre dostu

Abstract:
A simple, inexpensive, rapid and label-free detection of phenylarsine oxide in the field is a significant and unmet need because of its fatally acute and chronic effects on human health. Among the current methods, there are sensitive methods for detecting arsenic, but they are not applicable in the field,  real-time, rapid and early detection is difficult to adapt to a systematic analysis, requires expensive and complex instrumentation with highly skilled personnel,  has long detection times, not suitable for arsenic. A simple, fast, sensitive, relatively low cost arsenic detection system with an eco-friendly sensor could fill this gap. To monitor arsenic in situ, real-time, fast, low-cost, high-sensitivity at low detection limits in the nanogram per mL range, easy to design and use, enabling early, reliable, and portable impedimetric electrochemical sensor is the most suitable platform.  
Concentration-dependent impedance change was monitored by the sensing system, which has a patented green sensor, which causes minimal damage to nature and has the potential to dissolve in nature. Electrochemical impedimetric sensors with solid electrolyte based on gelatin prepared with 15 mL distilled water + 2 g gelatin + 1.75 g glycerol and enriched with 2,3-Dimercapto-1-propanol (BAL) and 2-mercaptoethanol (ME) were formed. With these sensors, inorganic arsenic was detected in the range of 1-100 ng/mL. Results show that arsenic in drinking water and natural water samples has been detected at 0.1 ng/mL of sensitivity level. 

Keywords: Arsenic, Impedimetric electrochemical sensor, Gelatin-based solid electrolyte, Eco-friendly