Altın nanoparçacık-grafen nanoşerit modifiye camsı karbon elektrotun hazırlanması, karakterizasyonu, parasetamol ve Sudan I için elektroanalitik uygulamaları
Preparation and characterization of gold nanoparticle-graphene nanoribbon modified glassy carbon electrode and its electroanalytical applications of paracetamol and Sudan I
Yazar: İHSAN AŞIK
Danışman: PROF. DR. ZAFER ÜSTÜNDAĞ
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Analitik kimya = Analytical chemistry ; Elektroanalitik yöntemler = Electroanalytical methods ; Sensörler = Sensors

Özet:
Bu tez çalışmasında tiyol köprüsü yardımıyla altın nanoparçacık tutturulmuş grafen nanoşeritler hazırlanmıştır (AuNP-GNR). Elde edilen nanomalzeme, geçirimli elektron mikroskopisi (TEM) ve X-Işını fotoelektron spektroskopi (XPS) teknikleriyle karakterize edildikten sonra camsı karbon elektrot yüzeyine modifiye edilmiştir (AuNP-GNR/GC). AuNP-GNR/GC modifiye elektrot dönüşümlü voltametri (CV) ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) yöntemleriyle karakterize edilmiştir. AuNP-GNR/GC elektrot üzerinde iki farklı elektroanalitik analiz uygulaması tasarlanmıştır. İlk uygulamada bir azo grubu boyar madde olan Sudan I (S-I) diferansiyel puls voltametrisi (DPV) kullanılarak tayin edilmiştir. S-I tayini için optimum şartlar belirlendikten sonra 0,01 – 75 µM konsantrasyon aralığında (R2=0,9976) alt tayin sınırı 1 nM olarak belirlenmiştir (S/N=3). Geliştirilen yöntemin doğruluk ve kesinliği gün içi ve günler arası olarak hesaplanmıştır. Muhtemel girişim etkisi yapabilecek 1000 µM'lık Na+, K+, Mg2+, Cl−, Cd2+, Pb2+, Fe3+, Ni2+, Zn2+, Al3+ iyonlarının ve aynı konsantrasyondaki glikoz, glisin, askorbik asit, dopamin ve ürik asit moleküllerinin 100 µM S-I'ın yükseltgenme pik akımı üzerine etkileri incelenmiştir. Girişimin % -4,71 ile % +4,02 aralığında kabul edilebilir düzeyde olduğu tespit edilmiştir. Geliştirilen yöntemin gerçek numune uygulaması için marketlerden temin edilen domates sosu, ketçap ve acı sos numunelerinde standart ekleme ile S-I tayini yapılmış ve geri kazanım değerleri %95,3 ile %104 arasında elde edilmiştir. Aynı modifiye elektrot ile bir diğer uygulamada ise parasetamol (Pct) için DPV ile tayin yöntemi geliştirilmiştir. Analiz için optimum şartlar belirlendikten sonra 0,1-3,0 µM konsantrasyon aralığında (R2=0,9964) alt tayin sınırı 5 nM olarak belirlenmiştir (S/N=3). Geliştirilen yöntemin doğruluk ve kesinliği araştırıldıktan sonra muhtemel girişim etkisi yapabilecek glikoz, kafein, askorbik asit, dopamin, sitrik asit, üre türlerinin 1 µM Pct'nin DPV pik akımına etkisi belirlenmiştir. Pct'nin çeşitli ilaç, çay ve çeşme suyu numunelerinde geri kazanım değerleri %96,3 ile %101,5 arasında değişmektedir.

Abstract:
In this study, gold nanoparticle decorated graphene nanoribbons were prepared with the help of thiol brigde. After characterizing by the transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron microscopy, the obtained nanomaterials were used for modification of to glassy carbon electrode surface (AuNP-GNR/GC). AuNP-GNR/GC electrode was characterized by Cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods. Two different electroanalytical analysis applications were designed for AuNP-GNR / GC electrode. In the first application, an azo due Sudan I (S-I) was determined by using the differential pulse voltammetry (DPV). After optimization for S-I determination conditions, the lower limit of detection was determined as 1 nM (S/N=3) in the concentration range of 0.01-75 µM. (R2=0,9964) The accuracy and precision of the developed method were determined using intraday and inter-day. The effects of the 1000 µM Na+, K+, Mg2+, Cl−, Cd2+, Pb2+, Fe3+, Ni2+, Zn2+, Al3+ ions which are possible interferants as well as glucose, glycine, ascorbic acid, dopamine and uric acid molecules at same concentration on the oxidation peak current of 100 µM S-I were also investigated. The interference was found to be acceptable and it was in the range of -4.71% to +4.02%. As real sample tomato sauce, ketchup and hot sauce samples that supplied from the markets were analyzed using of the developed method by using standard adding method. The recoveries of spiked samples were between 95.3% and 104%. In an another application with the same modified electrode, determination of paracetamol (Pct) were performed using DPV. After determining the optimum conditions of the analysis, in the 0.1-3.0 µM concentration range (R2 = 0.9964), the lower limit of detection were 5 nM (S / N = 3). After the investigation of the accuracy and precision of the developed method; glucose, caffeine, ascorbic acid, dopamine, citric acid and urea which are possible interferants for assay, effect on the 1 µM Pct determination using DPV were investigated. The recoveries of Pct in various pharmaceutical, tea and tap water samples were ranged from 96.3% to 101.5%.