Ksantin ve ürik asit tayini için farklı medyatörlü modifiye karbon pasta enzim elektrotların hazırlanması
Preparation of modified carbon paste enzyme electrodes with different mediators for determination of xanthine and uric acid
Yazar: PINAR ESRA ERDEN
Danışman: PROF. DR. ESMA KILIÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada ürik asit ve ksantin tayini için farklı medyatörlü dört ayrı amperometrik enzim elektrot hazırlandı. Bu amaçla ürikaz ve ksantin oksidaz enzimleri, karbon pasta matrikse çapraz bağlama yöntemi ile immobilize edildi. Ürik asit ve ksantin tayini, enzimatik olarak oluşan hidrojen peroksitin sabit potansiyelde yükseltgenmesine dayanarak yapıldı. Enzim elektrotların optimum elektrot bileşimi, çalışma koşulları, performans faktörleri ve gerçek numunelerde madde tayininde kullanılabilirliği araştırıldı. 1,4-Benzokinon modifiye ürik asit enzim elektrodu için optimum enzim ve medyatör miktarı, tampon, sıcaklık ve çalışma potansiyeli sırasıyla 2 U, 3 mg, 0,2 M, pH 8,0 tris tamponu, 30 ? C ve +0,25 V olarak bulundu. Enzim elektrodun çalışma aralığı 1,9×10-8-2,7×10-3 M, gözlenebilme sınırı 1,9×10-8 M, cevap süresi 150 s, raf ömrü 12 gün ve tekrar kullanılabilirlik çalışmasında çizilen kalibrasyon eğrilerinin bağıl standart sapması %4,7 olarak belirlendi. PVF modifiye ürik asit enzim elektrodu için optimum enzim ve medyatör miktarı, tampon, sıcaklık ve çalışma potansiyeli sırasıyla 2 U, 2,5 mg, 0,05 M, pH 8,0, fosfat tamponu, 40 ? C ve +0,70 V bulundu. Enzim elektrodun çalışma aralığı 7,4×10-8-7,0×10-3 M, gözlenebilme sınırı 7,4×10-8 M, cevap süresi 120 s, raf ömrü 14 gün ve tekrar kullanılabilirlik çalışmasında bağıl standart sapma %6,2 olarak belirlendi. Her iki elektrotla da serumda ürik asit tayini yapıldığında standart kit metodu ile uyumlu sonuçlar elde edildi. 1,4-Benzokinon modifiye ksantin enzim elektrodu için optimum enzim ve medyatör miktarı, tampon ve çalışma potansiyeli sırasıyla 0,8 U, 2 mg, 0,05 M, pH 7,5 fosfat tamponu ve +0,25 V olarak bulundu. Enzim elektrodun ksantin için çalışma aralığı 1,9×10-7-8,2×10-4 M, gözlenebilme sınırı 1,0x10?7 M, cevap süresi 100 s, raf ömrü 14 gün ve tekrar kullanılabilirlik çalışmasında bağıl standart sapma %3,5 olarak belirlendi. Elektrot hipoksantine ise 2,0x10?7 M gözlenebilme sınırı ile 2,9×10-7-1,5×10-3 M aralığında doğrusal cevap gösterdi. Bu elektrot ile idrarda ksantin tayininde %100'e yakın geri kazanımlar elde edildi. PVF modifiye ksantin enzim elektrodu ile 0,10 M pH 7,0 fosfat tamponunda, +0,30 V'da çalışıldı ve ksantin için çalışma aralığı 1,9×10-7 M-8,8×10-4 M, gözlenebilme sınırı 1,0x10?7 M, cevap süresi 50 s, raf ömrü 1 hafta ve tekrar kullanılabilirlik çalışmasında bağıl standart sapma %7,2 olarak belirlendi. Elektrodun hipoksantin için çalışma aralığı 1,0×10-5 M-3,0×10-4 M bulundu. Tüm elektrotların cevaplarına biyolojik ortamlarda bulunan ve girişim yapan türlerin etkisi incelendi.

Abstract:
In this study, four different amperometric enzyme electrode for the determination of uric acid and xanthine were developed. For this purpose uricase and xanthine oxidase enzymes were immobilized to carbon paste matrix by cross linking. Uric acid and xanthine determination was performed due to the oxidation of enzymatically produced H2O2 at constant potential. Optimum electrode composition, working parameters, performance factors and usibility for determination of real samples were investigated. For the 1,4-benzoquinone modified uric acid enzyme electrode optimum enzyme and mediator amount, buffer, temperature and working potential were found as 2U, 3 mg, 0.2 M pH 8.0 tris buffer, 30 ? C and +0.25 V respectively. The working range of the electode was 1.9×10-8-2.7×10-3 M, limit of detection was 1.9×10-8 M, response time was 150 s, storage stability was 12 days and relative standart deviation of the calibration graphs of reproducibility was %4.7. For the PVF modified uric acid enzyme electrode optimum enzyme and mediator amount, buffer, temperature and working potential were found as 2U, 2.5 mg, 0.05 M pH 8.0, phosphate buffer, 40 ? C and +0.70 V respectively. The working range of the electode, limit of detection, response time, storage stability and relative standart deviation of reproducibility were reported as 7.4×10-8-7.0×10-3 M with a detection limit of 7.4×10-8 M, 120 s, 14 days and %6.2 respectively. There was a good linear relationship between uric acid levels measured by both electrodes and standart kit method. Optimum enzyme and mediator amount, buffer and working potential were found as 0.8U, 2 mg, 0.05 M pH 7.5 phosphate buffer and +0.25 V respectively for the 1,4-benzoquinone modified xanthine enzyme electrode. Working range, limit of detection, response time, storage stability and relative standart deviation of reproducibility for xanthine were found as 1.9×10-7-8.2×10-4 M, 1.0x10?7 M, 100 s, 14 days and %3,5 with 1,4-benzoquinone modified xanthine enzyme electrode. Working range of this electrode for hypoxanthine was between 2.9×10-7-1.5×10-3 M with a detection limit of 2.0x10?7 M. Nearly about 100% recoveries were obtained for xanthine detection in urine with this electrode. Measurements were performed in 0.10 M pH 7.0 phosphate buffer at +0.30 V with the PVF modified xanthine enzyme electrode and working range, limit of detection, response time, storage stability, standart deviation for reproducibility were found as 1.9×10-7-8.8×10-4 M, 1.0x10?7 M, 50 s, 1 week and %7.2 respectively. Working range of this electrode for hypoxanthine was 1.0×10-5-3.0×10-4 M. Influence of the interferances were investigated for all electrodes.