Potansiyometrik esaslı glutamin biyosensörü tasarlanması ve karakterizasyonu
Development and characterization of potentiometric based glutamine biosensor
Yazar: DİDEM BEGÜM BAĞRIYANIK
Danışman: DOÇ. DR. EMİNE KARAKUŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry

Özet:
Biyosensörler, tıp, tarım, eczacılık, çevre kirliliği, savunma ve birçok endüstriyel alanda önemli rol oynar. Biyosensör teknolojisinin temel amacı, pratik ve ekonomik analize imkan verecek ticari sensör geliştirilmesidir. Günümüzde yaklaşık 200'e yakın biyosensör geliştirilmesine rağmen, bunlardan sadece 25 kadarı ticari olarak üretilebilmiştir. Bu da, ticari biyosensör üretimine temel teşkil edecek çalışmaların yapılmasının ne kadar önemli olduğu açık bir şekilde göstermektedir.Glutamin, kaslarda amino asit havuzunun %60'ını ve vücutta toplam amino asit döngüsünün %20'sini oluşturur. Glutamin'in temel olarak sağladığı faydalar; büyüme hormonunun salgılanmasına yardımcı olmak, hücrelerin azot alımını zenginleştirmek, protein sentezini artırmak, hücre hidrasyonunu artırmak, hücre iyileşmesini maksimize etmek, kas yıkımını engellemek, vücutta oluşan toksin maddeleri temizlemek, hücrelere azot taşımak, bağışıklık sistemini güçlendirmek ve enerji vermektir. Genel sağlık açısından ele alındığında; glutamin, yara veya yanıkların iyileşmesini hızlandırır, enfeksiyon oluşumunu engeller ve tüm kaslarda dayanıklılığı arttırır. Glutamin, protein metabolizmasında önemli bir rol alır, vücut geliştirenler için en önemli amino asittir ve kas yıkımının önlenmesi için gereklidir.Bu çalışmada membran materyali olarak; uzun zincirli bir yağ asidi olan palmitik asit kullanılarak elde edilen membranla amonyum-seçici elektrot hazırlanmıştır. Bu elektrodun membranına glutaminaz enzimi immobilize edilerek glutamin biyosensörü yapılmıştır. Biyosensörün optimum çalışma koşullarını belirlemek amacı ile tampon konsantrasyonu, tampon pH'sı, enzim miktarı ve ortam sıcaklığının elektrot cevabı üzerine etkileri incelenmiş, enzim elektrodunun raf ömrü, tekrarlanabilirliği, duyarlılığı, tayin aralığı ve tayin sınırı belirlenmiştir. Ayrıca bu çalışmada, hazırlanan glutamin biyosensörü ile beyin omurilik sıvısında (BOS), GNC L-glutamin kapsülünde ve serumda glutamin tayini standart katma yöntemi ile yapılarak elde edilen sonuçlar referans değerleri ile karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Biosensors play an important role in many industrial areas; medicine, agriculture, pharmaceutical, environmental pollution and defence. The main purpose of biosensor technology is development of the commercial sensor, which will allow to practical and economic analysis. Recently, in spite of the developing 200 biosensors, only 25 biosensors produce commercially.Glutamine, creates %60 of amino acid pool in muscles and %20 of total amino acid cycle in the body. The benefits of glutamine as a basis, to help secrection of growth hormone, enhance nitrogen uptake of cells, increase protein synthesis, cell hydration, maximize cell recovery, prevent the destruction of muscles, clean up toxic substance formed on the body, move nitrogen to cells, boost the immune system and give energy. Taken in terms of general health; glutamine accelerates healing of wounds or burns, prevents infection and increases strength of all muscles. Glutamine plays an important role in protein metabolism and it is the most important amino acid for the developers of the body builders.In this study, as the membrane material, palmitic acid which is uses a long-chain fatty acid, and amonium-selective electrode was prepared with obtained from the membrane. The glutamine biosensor was prepared bu immobilizing glutaminase enzyme was onto this membrane electrode. To determine the optimum working conditions of the biosensor, we examined the effect of buffer concentration, buffer pH, the amount of enzyme and media temperature on the electrode response. We also determined shelf life, repeatibility, sensitivity, interval of determination (designated range) and detection limit of our glutaminase enzyme electrode. The results obtained for determination of glutamine by using standart addition method with our prepared glutamine biosensor in cerebrospinal fluid (CSF), GNC L-glutamine capsule and serum were compared with reference values.