Bodipy tabanlı iki molekülün sentezi, Cu2+ iyonu için spektrofotometrik ve elektrokimyasal sensör olarak kullanılabilirliklerinin araştırılması
Synthesis of two bodipy based molecules and investigation of their usability as spectrophotometric and electrochemical sensors for Cu2+ ion
Yazar: PAKİZE GÜL
Danışman: PROF. DR. ZEYNEP EKMEKÇİ ; DOÇ. DR. TUĞBA SARDOHAN KÖSEOĞLU
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Elektrokimyasal sensörler = Electrochemical sensors

Özet:
Tez çalışmamız kapsamında BODİPY gövdesinin mezo pozisyonundan türevlendirilmesi ile yeni bir BODİPY türevi (BODİPY-6) elde edilip, Fe2+ için spektrofotometrik olarak, Cu2+ için de elektrokimyasal sensör olarak kullanılabilirliği ortaya konulmuştur. Bu maddenin yanında literatüre Cu2+ iyonu için spektrofotometrik sensör olarak kullanılabileceğini gösterdiğimiz BODİPY gövdesinin 3 pozisyonundan imidazol yapısı ile türevlendirilmesiyle elde edilen monositril BODİPY-5 molekülünün de Cu2+ iyonu için elektrokimyasal sensör olarak kullanılabilirliği gösterilmiştir. 

BODİPY-6'nın iyonların varlığında floresans spektrumu incelendiğinde Cu2+ iyonuna göre en fazla Fe2+ olmak üzere Fe3+ e karşı seçici olarak bağlandığı ortaya konulmuştur. BODİPY-6'nın, Cu2+, Fe2+ ve Fe3+ ile etkileşime girmesi sonucu oluşan komplekslerin kalibrasyon grafiklerinden BODİPY-6'nın Fe2+ için LOD 28.665 µM, LOQ 95.551 µM, RSD 0.009017 ve geri kazanım değeri %94.06 olarak Fe3+ için LOD 30.999 µM, LOQ 103.3312 µM ve RSD 0.0012113 olarak ve Cu2+ için LOD 26.216 µM, LOQ 87.386 µM ve RSD 0.000569 olarak hesaplanmıştır. BODİPY-5'in Cu2+ iyonu için LOD 1.79µM, LOQ 5.967 µM, RSD 0.0639 ve geri kazanım %99.65 olarak hesaplanmıştır. Elektrokimyasal sensör çalışmamızda BODİPY 5 ve 6 bileşikleri ile modifiye kalem grafit elektrotlar (BODİPY-5/PPy/KGE ve BODİPY-6/PPy/KGE), CV yöntemi ile optimum şartlarda hazırlanmışlardır. Hazırlanan elektrotların Cu2+ iyonunun belirli konsantrasyonlarında elektrokimyasal cevapları DPV yöntemi ile incelenerek kalibrasyon grafikleri çizdirilmiştir ve BODİPY-5'in Cu2+ için LOD 0.046 ppm, LOQ 0.153 ppm olarak hesaplanırken BODİPY-6'da LOD 0.069 ppm, LOQ 0.231 ppm olarak hesaplanmıştır. Farklı su numunelerinde yapılan analizler sonucunda BODİPY-6/PPy/KGE ve BODİPY-5/PPy/KGE geri kazanım değerleri sırasıyla %94.67 – 102.86 ve %94.86 – 102.66 aralığında hesaplanmıştır.

Abstract:
During the thesis study, a new BODIPY derivative (BODIPY-6) was obtained by derivatizing the BODIPY body from the meso position and its usability as a spectrophotometric sensor for Fe2+ and as an electrochemical sensor for Cu2+ was demonstrated. Additionally, the monostyryl BODIPY-5, which is shown in the literature to be usable as a spectrophotometric sensor for Cu2+, was also shown to be usable as an electrochemical sensor for Cu2+. 

When the fluorescence spectrum of BODIPY-6 was examined in the presence of ions, it observed that it selectively binds to Fe3+, mostly Fe2+, compared to Cu2+. From the calibration graphs of the complexes, While LOD, LOQ, RSD and recovery were calculated as 28.665 µM, 95.551 µM, 0.009017 and 94.06% for Fe2+, LOD, LOQ, RSD were found as 30.999 µM, 103.3312 µM, 0.0012113 for Fe3+, respectively. LOD, LOQ, RSD and recovery were calculated for Cu2+ ion of BODIPY-5 were calculated as 1.79 µM, 5.967 µM, 0.0639 as 99.65%, respectively. In the electrochemical sensor study, the modified pencil graphite electrodes (BODIPY-5/PPy/KGE and BODIPY-6/PPy/KGE) were prepared under optimum conditions by CV method. The electrochemical responses of the electrodes at certain concentrations of Cu2+ were examined by DPV method. While LOD and LOQ for Cu2+ were calculated as 0.046 ppm, 0.153 ppm by using BODIPY-5/PPy/KGE, the values were found as 0.069 ppm, 0.231 ppm by using BODIPY-6/PPy/KGE. As a result of the analyzes carried out on different water samples, the recovery values of BODIPY-6/PPy/KGE and BODIPY-5/PPy/KGE were calculated as 94.67 – 102.86% and 94.86 – 102.66%, respectively.