Çok duvarlı karbon nanotüp-nafyon-sisteamin modifiye tirozinaz biyosensörü tasarımı ve dopamin tayinine adaptasyonu
Design of a multiwalled carbon nanotube-nafion-csyteamine modified tyrosinase biosensor and its adaptation to dopamine determination
Yazar: ERHAN CANBAY
Danışman: PROF. DR. EROL AKYILMAZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: Biyosensörler = Biosensors ; Dopamin = Dopamine ; Sisteamin = Cysteamine

Özet:
Bu tez çalışmasında biyosensör teknolojisine yeni ve orijinal bir bakış açısı getiren dopamin tayinine yönelik, çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT)-nafyonsisteamin (CA) modifiye tirozinaz biyosensörü geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu biyosensör sisteminde sisteaminle altın elektrot (Au) yüzeyinde kendiliğinden oluşan tek tabaka oluşturuldu (SAM). Çok duvarlı karbon nanotüp-nafyontirozinaz karışımı altın/sisteamin elektrot yüzeyine damlatılarak Au/CA/MWCNT-Nafyon-Tirozinaz modifiye sistemi oluşturulur. Tasarlanan biyosensör sistemiyle dopamin ölçümleri 0,2 V?ta amperometrik metotla yapılmıştır. Dopamin konsantrasyonuyla doğru orantılı olarak artan akım değerlerinden çıkılarak tayin yapılmıştır. Ayrıca çalışmada dopamin tayini (0,4)-(-0,15) V potansiyel aralığında differansiyel puls (DP) metodu kullanılarak da yapılmıştır.Hazırlanan biyosensörün optimizasyon çalışmalarında öncelikle optimum SAM oluşum süresi, optimum MWCNT miktarı, optimum tirozinaz enzimi aktivitesi gibi parametreler çalışıldı. Çalışma koşullarının optimizasyonunda pH optimizasyonu ve sıcaklık optimizasyonu gerçekleştirildi. Biyosensörünkarakterizasyon çalışmalarında dopamin için doğrusal tayin aralığı, tekrarlanabilirlik, substrat spesifikliği, girişim etkisi ve depo kararlılığı gibi parametreler araştırılmıştır.viOptimizasyon çalışmaları sonucunda dopamin biyosensörü için en uygunsisteaminde bekletme süresi, MWCNT miktarı, enzim aktivitesi sırasıyla, 2 saat, 10 mg/ml, 75 U/ml bulunmuştur. Çalışma koşullarının optimizasyonu amacıyla yapılan denemelerde dopamin biyosensörü için çalışma tamponu olarak 50 mM pH 7,5 fosfat tamponu ve çalışma sıcaklığı olarak 35oC bulunmuştur. Geliştirilen biyosensör için yapılan karakterizasyon çalışmalarında ise 0,05 - 100 ?Maralığında dopamin için doğrusal sonuçların alındığı belirlenmiştir. Tekrarlanabilirlik denemelerinde (n=15) 1 ?M dopamin konsantrasyonunda ortalama değer( ) , standart sapma (S.S), % varyasyon katsayısı (% V.K)sırasıyla 1.026 ?M, ? 0.03975 ve = % 3.8 olarak bulunmuştur. Ayrıca geliştirilen biyosensörle ilaç ve muz örneklerinde dopamin tayini de yapılmıştır. Anahtar kelimeler : Çok duvarlı karbon nanotüp, nafyon, sisteamin, tirozinaz, dopamin, biyosensör

Abstract:
In this thesis, development of a multi-walled carbon nanotube (MWCNT) -nafion-cysteamine (CA) modified tyrosinase biosensor which brings a new and original perspective to biosensor technology intended for dopamine determination. Self assembled monolayer was formed with cysteamine on a gold electrode (Au) surface in this biosensor system. Au/CA/MWCNT-NafionTyrosinase modified system formed by dropping a mixture of multi-walled carbon nanotube ? nafion ? tyrosinase on surface of gold ? cysteamine electrode.Dopamine measurements were done at 0.2 V with amperometric method by developed biosensor system. The measurements were carried out with the determination of increasing current values directly proportional with dopamine concentration using amperometric method. Also, in this study dopamine determination was carried out by using differential pulse method between potential of (0.4) ? ( ?0.15 V).In the optimization studies of the biosensor firstly bioactive layer components such as optimum SAM formation time, optimum MWCNT amount and optimum tyrosinase activity, were carried out. In the optimization of working conditions; optimum pH and optimum temperature were also investigated. Afterwards, in the characterization studies of the biosensor some paramaters such as linearity, reproducibility , storage stability were determined. viiiFrom the result of the optimization studies the SAM formation time withcysteamine, optimum MWCNT amount, and optimum tyrosinase activity were determined to be 2 hour, 10 mg/ml,and 78 U/ml, respectively. From the experiments the phosphate buffer (50 mM, pH 7.5) and 35oC were chosen to beoptimum working conditions for the tyrosinase biosensor. It was determined at the characterization studies on the biosensor that linear curves were obtained between the ranges of 0.05 ?M to 100.0 ?M dopamine concentration. At the repeatability experiments (n=15), the average value ( ),standard deviation, (SD) and coefficent of variation (CV %) were calculated to be 1.026 ?M, ? 0.03975, and 3.8 % for 1.0 ?M dopamine concentration, respectively. Also, determination of dopamine were carried out in drug and banana samples by developed biosensor and reference method.Keywords : Multiwalled carbon nanotube, nafion, cysteamine, tyrosinase, dopamine, biosensor