Ksantin tayini için amperometrik enzim elektrotlarının geliştirilmesi
Development of amperometric enzyme electrodes for xanthine determination
Yazar: SALİH ZEKİ BAŞ
Danışman: PROF. DR. HANDAN GÜLCE ; PROF. DR. SALİH YILDIZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: Ksantin oksidaz = Xanthine oxidase

Özet:
Bu çalışmada, polivinilferrosen(PVF) ile modifiye edilmiş Pt elektrot kullanılarak beş yeni ksantin biyosensörü tanımlandı. Pt elektrot yüzeyinin PVF kaplanması iki farklı metot ile yapıldı. Birinci metotda, PVF modifiye elektrodu Pt elektrodunun metilen klorür içerisindeki PVF çözeltisine belirli bir süre daldırılıması ve sonra çözücünün buharlaştırılmasıyla hazırlandı. İkinci metotda ise, polivinilferrosenyum perklorat (PVF+ClO4?) modifiye elektrodu 0,10 M tetrabutilamonyumperklorat içeren metilen klorürdeki PVF çözeltisinde 0,70 V (Ag/AgCl karşı) da elektrokimyasal yükseltgenmesiyle hazırlandı.Çalışmanın ilk bölümünde, birinci metot kullanılarak, polivinilferrosen(PVF) kaplı Pt elektrot yüzeyine, PVF kaplı film üzerine altın biriktirilmesiyle hazırlanan Pt elektrot yüzeyine ve PVF kaplı film üzerine platin biriktirilmesiyle hazırlanan Pt elektrot yüzeyine ksantin oksidaz immobilize edilmiş ve bu elektrotlar sırasıyla PVF-XO, PVF-Au-XO ve PVF-Pt-XO olarak adlandırılmıştır.Çalışmanın diğer bölümünde ise, ikinci metot kullanılarak, PVF+ClO4? kaplı Pt elektrot yüzeyine ve PVF+ClO4? kaplı film üzerine platinin elektrokimyasal biriktirmesiyle hazırlanan Pt elektrot yüzeyine ksantin oksidaz immobilize edilmiş ve bu elektrotlar PVF+XO? ve PVF+XO?-Pt olarak adlandırılmıştır.Enzim elektrotlarının amperometrik cevapları enzimatik reaksiyon sonucunda oluşan H2O2'in sabit potansiyelde yükseltgenmesine dayanarak ölçülmüştür. Enzim elektrotlarının cevabı üzerine uygulama potansiyelinin, polimer film kalınlığının, immobilize olan enzim miktarının, enzim immoilizasyon süresinin, pH'ın, sıcaklığın, ksantin konsantrasyonunun etkisi ile altın ve platin taneciklerinin elektrokimyasal yükseltgenmede elektrokatalitik etkileri araştırılmıştır. Ayrıca, enzim elektrotlarının doğrusal çalışma aralığı, gözlenebilme sınırı, kararlılık, görünür Michaelis-Menten sabiti ve aktivasyon enerjisi gibi performans parametreleri de araştırılmıştır.

Abstract:
In this study, five novel xanthine biosensors were described by using polyvinylferrocene (PVF) modified Pt electrodes. PVF coating of Pt electrode surfaces was performed in two different methods. In the first method, PVF modified electrode was prepared by immersing Pt electrode in a solution of PVF in methylene chloride for a certain time period and then, by vaporizing the solvent. In the second method, polyvinylferrocenium perchlorate (PVF+ClO4?) modified electrode was prepared by electrooxidizing PVF at 0.70 V versus Ag/AgCl in a methylene chloride solution containing 0.10 M tetrabutylammonium perchlorate.In the first part of the study, by using the first method, xanthine oxidase was immobilized on the surface of polyvinylferrocene coated Pt electrode, gold deposited PVF coated Pt electrode and platinium deposited PVF coated Pt electrode and these electrodes were called as PVF-XO, PVF-Au-XO and PVF-Pt-XO, respectively.In the other part of the study, by using the second method, xanthine oxidase was immobilized on the surface of PVF+ClO4? coated Pt electrode and platinum electrodeposited PVF+ClO4? coated Pt electrode and these electrodes were called as PVF+XO? and PVF+XO?-Pt, respectively.The amperometric responses of the enzyme electrodes were measured at constant potential versus Ag/AgCl, which was due to the electrooxidation of enzymatically produced H2O2. The effects of applied potential, the thickness of polymeric film, the amount of the immobilized enzyme, the immobilization time of the enzyme, pH, temperature, xanthine concentrations on the responses of the enzyme electrodes and the electrocatalytic effects of gold and platinum particles on the enzymatic electrooxidation were investigated. Also, the performance parameters of the enzyme electrodes such as the linear working range, the detection limit, the apperent Michaelis-Menten constant, the activation energy were investigated.