Kuantum nokta modifiye elektrotlar kullanılarak amperometrik glukoz biyosensör tasarımı
Construction of amperometric glucose biosensor using quantum dot modified electrodes
Yazar: ÖZLEM SAĞLAM
Danışman: PROF. DR. YUSUF DİLGİN
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Biyosensörler = Biosensors

Özet:
Bu çalışmada anorganik yarı iletken nanomateryaller (CdS-ZnS), iki farklı elektrot (çok duvarlı karbon nanotüp/camımsı karbon elektrot (GCE/MWCNT) ve kalem grafit elektrot (PGE)) yüzeyine modifiye edilmiş ve elde edilen bu kuantum nokta modifiye elektrotlara glukoz oksidaz (GOD) enzimi immobilize edilmiştir. Hazırlanan elektrotlar akışa enjeksiyon analiz (Flow injection analysis, FIA) sisteminde oksidaz enzimine dayalı amperometrik ve fotoamperometrik glukoz biyosensörü tasarımında kullanılmıştır. Her bir elektrodun SEM görüntüleri alınarak yüzeysel karakterizasyonu ve Fe(CN)64-/3- redoks probu ortamında impedans eğrileri ve döngüsel voltammogramları kaydedilerek elektrokimyasal karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Optimum koşullar altında, PGE/CdS-ZnS/GOD ve GCE/MWCNT/CdS-ZnS/GOD kullanılarak tasarlanan glukoz biyosensörü için doğrusal aralık 0,01-1,0 mM glukoz olarak bulunmuştur. Bu çalışmada PGE için yeni bir akış hücresi tasarlanarak yine ilk defa FIA sisteminde bir amperometrik glukoz biyosensörü geliştirilmiştir. İlaveten, GCE/MWCNT/CdS-ZnS/GOD modifiye elektrot kullanılarak FIA sisteminde fotoelektrokimyasal glukoz biyosensörü de geliştirilmiştir. Gözlenebilme sınırı bu elektrot için 5,0 µM iken, elektrot yüzeyi ışıklandırıldığında bu değer 3,0 µM olarak bulunmuştur. Bu çalışmanın sonucunda GCE/MWCNT/CdS-ZnS/GOD modifiye elektrot kullanılarak glukoz için ilk defa fotoelektrokimyasal biyosensör FIA sisteminde başarılı bir şekilde geliştirilmiştir.

Abstract:
In this study inorganic semiconductor nanomaterials (CdS-ZnS) modified onto two different electrodes (multi wall carbon electrode/ glassy carbon electrode (GCE/MWCNT) and pencil graphite electrode (PGE)) surface and glucose oxidase (GOD) was immobilized onto obtained quantum dot modified electrodes. These prepared electrodes have been used to design amperometric and photoamperometric glucose biosensor based on oxidase enzyme in flow injection analysis (FIA) system. The characterization of each electrode was performed by scanning their SEM images for surface characterization and by recording their impedance curves and cyclic voltammograms in Fe(CN)64-/3- redox probe media for electrochemical characterization. Linear range was found as 0,01-1,0 mM glucose for designed glucose biosensor using PGE/CdS-ZnS/GOD and GCE/MWCNT/CdS-ZnS/GOD under optimum conditions. In this study, an amperometric glucose biosensor has been developed in FIA system using a new designed flow cell for PGE for the first time. In addition, photoelectrochemical glucose biosensor was developed in FIA system using GCE/MWCNT/CdS-ZnS/GOD modified electrode. While the detection limit was found as 5,0 µM, this value was found as 3,0 μM when electrode surface was illuminated. As a result of this study, photoelectrochemical biosensor has been developed succesfully for glucose in FIA system using GCE/MWCNT/CdS-ZnS/GOD modified electrode for the first time.