Amperometrik fenol biyosensörlerinin geliştirilmesi
Development of amperometric phenol biosensors
Yazar: MEVRA YALVAÇ
Danışman: PROF. DR. FERRUH ERTÜRK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Alıcı ortamların kirlilik yükü kapasitelerinin belirlenmesi, buna dair önlemlerin yerinde ve zamanında doğru biçimde alınabilmesi ve çevre denetim sisteminin işleyebilmesi için iyi bir izleme tekniğinin oluşturulması şarttır. Çevresel kirleticilerin izlenmesi amacıyla kirletici parametrelerin yapılarına ve karakterlerine göre geliştirilmiş standart analiz metotları hali hazırda mevcuttur. Söz konusu analiz metotları farklı bileşenlerden oluşmuş numunelerin analiz edilmesinde ve bazı karışık numunelerin ön arıtıma tabi tutulma gereksinimlerine bağlı olarak hatalı sonuçlar verebilmektedir. Mevcut analiz metotlarında görülen bu sıkıntılardan dolayı, alternatif analiz metotlarından biri olarak kullanılmaya başlanan biyosensörler hedefe yönelik hızlı, güvenilir ve anlık sonuçlar verebilmektedirler. Çevre mühendisliğinde izlenmesi gereken en önemli parametrelerden biri fenol ve fenol türevleridir. Bu çalışmada, su kaynakları ve atıksularda izlenmesi gereken en önemli kirletici parametrelerden olan fenol ve fenol türevlerinin güvenli, seçici, hassas ve hızlı ölçülmesi amacıyla farklı şekillerde hazırlanmış kompozit çalışma elektrotlarından oluşmuş fenol biyosensörleri geliştirilmiştir. Söz konusu çalışma elektrotlarında tyrosinaz enzimi kullanılmıştır. Kompozit çalışma elektrotlarının yapımında orjinal iletken polimerler ve karbon nano tüp malzeme kullanılmış ve tyrosinaz enzimi bu iletken polimer kompozitler üzerine farklı metotlarla bağlanmıştır. Hazırlanmış olan 8 çalışma elektrotu kullanılarak geliştirilen biyosensörler kesikli ve sürekli sistemlerle fenol tayininde kullanılmıştır. Hazırlanan biyosensörlerde 18 farklı fenol türü analiz edilmiş, ölçüm için gerekli kalibrasyon eğrileri çizilmiş, bu kalibrasyon eğrileri kullanılarak ölçüm analitik parametreleri hesaplanmıştır. Analitik parametrelere göre biyosensörlerin performansı, ölçüm güvenilirliği tartışılmıştır. Ayrıca biyosensörlerden çıkan sonuçlar ile GC-MS fenol tayininden elde edilen sonuçlar kıyaslanmıştır.Anahtar kelimeler: Tyrosinaz, amperometrik sensör, fenol biyosensörü, biyosensör, iletken polimerler

Abstract:
Determination of load capacity of the receiving environment pollution, it measures about the appropriate and timely, and environmental control systems can be correctly functioning well for the establishment of a monitoring techniques is essential. Monitoring of environmental contaminants polluting the purpose and character of the parameters according to the structures already developed standard methods of analysis are available. The analysis methods to analyze samples were made up of different components and some mixed samples subjected to pre-treatment, depending on the requirements to be able to provide erroneous results. Because of these difficulties seen in the current analysis methods, alternative methods of analysis used to be one of the biosensors targeted fast, reliable and can give instant results. Environmental engineering to follow one of the most important parameters are the phenol and phenol derivatives. In this study, phenol biosensors comprised of various composite working electrodes have been developed in order to get confident, selective, sensitive and fast detection of phenol and phenol derivatives, which should be detected in wastewaters. Tyrosinase was used at these working electrodes. Original conductive polymers and carbon nano tubes material were used to fabricate the composite working electrodes, tyrosinase was immobilized to these composite polymer working electrodes by using different immobilization methods. Biosensors developed using 8 working electrodes were operated at batch and continuous flow systems for the phenol detection. Eighteen phenol derivatives were analyzed, calibration curves necessary for measurement were constructed and the analytical parameters were calculated from these calibration curves. The performance of biosensors and the reliability of the measurement were discussed. Also, the results of biosensors and GC-MS measurement method were compared.Keywords: Tyrosinase, amperometric sensor, phenol biosensor, biosensor, conductive polymers.