Elektroeğirme tekniği ile hazırlanmış nanolifleri temel alan elektrokimyasal biyosensör geliştirilmesi
Development of electrochemical biosensor based on nanofibers prepared by electrospinning technique
Yazar: BETÜL ÜNAL
Danışman: DOÇ. DR. DİLEK ODACI DEMİRKOL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Biyomolekül temelli tanı ve teşhis teknikleri; gıda/içecek endüstrileri, hastalıkların teşhisi, biyolojik proseslerin izlenmesi gibi çeşitli alanlardaki uygulamalar için büyük bir potansiyele sahiptir. Yüksek kararlılıktaki tanı testlerinin hazırlanmasında biyomoleküllerin immobilizasyonu anahtar bir parametredir. Nanofiberler, biyomoleküllerin immobilizasyonu için iyi bir alternatif yöntemdir. Bu çalışmada, birinci nesil amperometrik enzim biyosensörlerinin tasarımı amacıyla organokil temelli nanofiberler hazırlanmıştır. Montmorillonit kilinin (Mt) interkatalizasyonunda PAMAM-G2 dendrimerleri kullanılmış ve daha sonra Mt' nin PAMAM ile modifikasyonu FTIR, XRD, TGA/DTG ve zeta potansiyel ölçümleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Yardımcı polimer olarak poli (vinil) alkol (PVA) kullanılarak Mt ve PAMAM-Mt' nin elektro-eğirilmesi ile PVA/PAMAM-Mt nanofiberleri hazırlanmış; elde edilen nanofiberlerin karakterizasyonu ise SEM, TEM ve AFM teknikleri ile yapılmıştır. Daha sonra, PVA/PAMAM-Mt nanofiberlerinin üzerine piranoz oksidaz (PyOx) enzimi çapraz bağlayıcı ajan aracılığıyla camımsı karbon elektrot yüzeyinde immobilize edildi. Amperometrik ölçümler, tampon çözelti içerisinde, karıştırmalı ortamda ve -0,7 V' de gerçekleştirildi. PVA/Mt/PyOx ve PVA/PAMAM-Mt/PyOx biyosensörleri için glukoz doğrusal aralıkğı 0,005 ile 0,25 mM arasındadır. PVA/PAMAM-Mt/PyOx biyosensörünün dedeksiyon limiti 0,7 μM glukozdur. Gerçek örneklerde glukoz tayini için ölçümler, glukoz yerine substrat olarak kolanın kullanılmasıyla gerçekleştirildi.

Abstract:
Diagnostic techniques based on biomolecules have a huge potential to be applied in the application in various areas such as food/beverage industries, diseases diagnosistics, monitoring of bio-processes and environmental pollutants. Immobilization of biomolecules on a transducer is the key parameter to being able to prepare a highly stable diagnostic tests. Electrospun nanofibers are a good alternative to immobilize biomolecules. Here, electrospun nanofibers based on an organoclay were used to design the first generation amperometric enzyme biosensor. PAMAM-G2 dendrimers were used to intercalate montmorillonite clay (Mt) and then the modification of Mt by PAMAM was characterized using FTIR, XRD, TGA and zeta potential measurements. After that nanofibers were prepared by electrospinning Mt and PAMAM-Mt using poly (vinyl) alcohol (PVA) as an auxiliary polymer and the formed PVA/PAMAM-Mt electrospun nanofibers were proved by SEM, TEM and AFM techniques. Finally, pyranose oxidases (PyOx) were immobilized on a glassy carbon electrode surface, which was modified using the PVA/PAMAM-Mt electrospun nanofibers. Amperometric measurements were carried out using buffer solution at -0.7 V under stirring conditions. The linear response for glucose was from 0.005 to 0.25 mM using PVA/Mt/PyOx and PVA/PAMAM-Mt/PyOx biosensors. The limit of detection was 0.7 μM glucose with PVA/PAMAM-Mt/PyOx biosensor. To detect glucose in real sample, measurements were carried out using soft drink cola as a substrate instead of glucose.