Amonyum-seçici elektroda dayanan katı-temaslı potansiyometrik üre biyosensörü yapımı
Construction of solid-state potentiometric urea biosensor based on ammonium-selective electrode
Yazar: BÜŞRA ODEKOV
Danışman: PROF. DR. ESMA KILIÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, üreaz enziminin immobilize edilmesiyle modifiye edilen yeni bir amonyum-seçici elektroda dayanan potansiyometrik bir üre biyosensörü geliştirildi. Bu amaçla, amonyum-seçici elektrot hazırlamak için Pt elektrot yüzeyi, iyonofor olarak nonaktin, plastikleştirici olarak BEHS ve nanomalzeme olarak MWCNT-COOH içeren membran kokteyli ile kaplandı. Amonyum-seçici elektrodun optimum çalışma koşulları ve performans faktörleri araştırıldı. Elektrodun doğrusal çalışma aralığı ve eğimi, sırasıyla, 1,0x10-6 -1,0x10-1 M ve 59,5 mV/p[amonyum] olarak bulundu. Numune ortamında yaygın olarak bulunan Li+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+ gibi iyonların elektrodun potansiyometrik cevabına bozucu bir etki göstermediği gözlendi. Optimize edilmiş amonyum-seçici elektrot yüzeyine kovalent bağlayıcı olarak EDC/ NHS çözeltisi kullanılmasıyla üreaz enzimi immobilize edildi. Bu şekilde hazırlanan üre biyosensörü için optimum pH, TRİS tampon çözeltisi derişimi ve sıcaklık gibi çalışma koşulları sırasıyla 7.5, 7 mM ve oda sıcaklığı olarak belirlendi. Biyosensörün doğrusal çalışma aralığı, eğimi, ömrü, cevap süresi ve optimum çalışma koşullarındaki gözlenebilme sınırı gibi çeşitli performans faktörleri ise sırasıyla, 1,0×10-5 -1,0×10-2 M;  44,4 mV/p[üre]; 14 gün; 10-15s ve 4,1x10-6 M olarak bulundu. Ayrıca, önerilen potansiyometrik üre biyosensörü kan serum numunelerinde üre tayini için kullanıldı.

Abstract:
In this study, a potentiometric urea biosensor based on a new ammonium-selective electrode modified by  the immobilization of urease was developed. For this purpose, Pt electrode surface was coated with a membrane cocktail including nonactin as ionophore, BEHS as plasticizer and MWCNT-COOH to prepare ammonium-selective electrode. Optimum working conditions and performance factors for the ammonium-selective electrode were investigated. The linear working range and  the slope of the electrode was found as 1.0×10-6 to 1.0×10-1 M and 59.5 mV/p[ammonium], respectively. Common cations such as Li+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+ in sample matrix were observed to show no interference on the potentiometric response of the ammonium-selective electrode. Urease enzyme was immobilized on the optimized ammonium-selective electrode surface by using  EDC/NHS solution as covalently binding material. The working conditions such as optimum pH, concentration of the TRIS buffer solution and temperature for the urea biosensor thus prepared were determined as 7.5,  7mM, and ambient temperature, respectively. Various performance factors of biosensor such as the linear working range,  slope, lifetime, the response time and the detection limit under optimum working conditions were found to be 1.0×10-5 to 1.0×10-2 M; 44.4 mV/p[urea];  14 days; 10-15s, and 4.1×10-6 M, respectively. Furthermore, the proposed urea biosensor was employed for determination of urea in blood serum samples.