Enzim inhibitörü pestisitlerin tayinine yönelik elektrokimyasal nanosensörlerin geliştirilmesi
Development of electrochemical nanosensors for determination of enzyme inhibitor pesticides
Yazar: MURAT ÇELİK
Danışman: PROF. DR. BENGİ USLU
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Kimya = Chemistry
Dizin: Elektrokimya = Electrochemistry

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, bitkilerde ve tohumlarda görülen mantar enfeksiyonlarını tedavi etmek amacıyla kullanılan fungisitler olan Thiram ve Metrafenon'u hızlı ve hassas bir şekilde elektrokimyasal olarak tespit etmek için camsı karbon elektrot üzeri nanopartiküllerle modifiye edilmiş elektrokimyasal nanosensörler tasarlanmıştır. Tiram tayinine yönelik nanosensör için Ag nanopartikülleri yeşil kimya yöntemleriyle sentezlenmiş olup, bu nanopartiküllerin yapısı ve morfolojisi ultraviyole spektrofotometri ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak incelenmiştir. Metrafenon tayini için ise IrOx nanopartiküller sentezlenmiştir. Nanosensör, nanopartikül modifikasyonundan sonra elektriksel iletkenliği artırmak ve elektron transferini kolaylaştırmak amacıyla tasarlanmış ve elektrokimyasal olarak elektrot karakterizasyonu elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) ve döngüsel voltametri (DV) ile gerçekleştirilmiştir. Thiram ve Metrafenon'un modifiye edilmiş elektrotlar üzerindeki elektrokimyasal davranışları adsorptif sıyırma diferansiyel puls voltametrisi (AdSDPV) kullanılarak incelenmiştir. İdeal koşullarda, AuNP@AgNP/CKE nanosensör pH 3,0 fosfat tampon çözeltisinde Thiram için 0,2 ile 1,4 ppm konsantrasyon aralığında doğrusal bir kalibrasyon eğrisi üretmiş ve sırasıyla 0,033 ppm ve 0,100 ppm tespit ve tayin alt sınırı elde edilmiştir. Ayrıca, nanosensör insan serumu ve tampon örneklerindeki thiram'ı tayin için kullanılmış ve geri kazanım değerleri %103,6 ile %104,3 arasında değişmektedir. Geliştirilen diğer bir sensör olan IL@IrOxNP/CKE ile ideal koşullarda pH 7,0 fosfat tampon çözeltisinde Metrafenon için 0,6 ile 1,4 ppm konsantrasyon aralığında doğrusal bir kalibrasyon eğrisi üretmiş ve sırasıyla 0,08 ppm ve 0,25 ppm tespit ve tayin alt sınırı elde edilmiştir ayrıca geri kazanım değerleri %96,2 ile %97,7 arasında olduğu tespit edilmiştir. Thiram ve Metrafenon tayin için hassas, ekonomik, kolay uygulanabilir elektrokimyasal nanosensörler geliştirilmiştir.

Abstract:
This dissertation delves into the application of fungicides in plants and seeds for combating fungal infections, focusing on their electrochemical modification with nanoparticles on a glassy carbon electrode to develop electrochemical nanosensors. It further elaborates on the synthesis of Ag nanoparticles for a nanosensor dedicated to detecting Thiram, utilizing environmentally friendly green chemistry methods. Additionally, it scrutinizes the structural and morphological characteristics of these nanoparticles through ultraviolet spectrophotometry and scanning electron microscopy. The synthesis of IrOx nanoparticles is also detailed for the determination of Metraphenone. The engineered nanosensor aims to enhance electrical conductivity and facilitate electron transfer post-nanoparticle modification, with the electrochemical electrode characterized via electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltammetry (CV). The electrochemical behavior of Thiram and Metrafenone on the modified electrodes is analyzed using adsorptive stripping differential pulse voltammetry (AdSDPV). Under optimized conditions, the AuNPs@AgNPs/GCE nanosensor exhibits a linear calibration curve for Thiram in a pH 3.0 phosphate buffer solution, spanning concentrations from 0.2 to 1.4 ppm, with lower limits of detection and determination recorded at 0.033 ppm and 0.100 ppm, respectively. Furthermore, the nanosensor demonstrates promising performance in assessing Thiram recovery in human serum and buffer samples, achieving recoveries ranging from 103.6% to 104.3%. Similarly, the IL@IrOxNP/GCE sensor displays a linear calibration curve for metrafenone in a pH 7.0 phosphate buffer solution, covering a concentration range of 0.6 to 1.4 ppm, with lower limits of detection and determination set at 0.08 ppm and 0.25 ppm, respectively. Recovery values fall within the range of 96.2% to 97.6%. The developed electrochemical nanosensors offer sensitive, cost-effective, and easily deployable solutions for the detection of thiram and metrafenone.