Tirozin ve serotonin tayini için grafen esaslı elektrokimyasal sensör geliştirilmesi
Development of graphene based electrochemical sensor for determination of tyrosine and serotonin
Yazar: ZEYNEP SERBEST
Danışman: PROF. DR. YÜCEL ŞAHİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Dönüşümlü voltametri = Cyclic voltammetry ; Grafen = Graphene ; Nörotransmitter ajanlar = Neurotransmitter agents ; Serotonin = Serotonin ; Tirozin = Tyrosine

Özet:
Bu tez kapsamında, insan sağlığı açısından önemli bazı moleküller olan serotonin ve tirozinin grafen esaslı elektrokimyasal sensörler kullanılarak elektrokimyasal tayinleri gerçekleştirilmiştir. Bu elektrotlar lityum perklorat içeren sulu çözelti ve sülfürik asit çözeltileri içerisinde hazırlanmıştır. Geliştirilen elektrotların karakterizasyon ve optimizasyon işlemleri gerçekleştirilerek seçilen analitlere karşı duyarlılığı ölçülmüştür. İlk olarak tirozinin elektrokimyasal tayini için kalem ucu elektrot, lityum perklorat çözeltisi içerisinde belli bir potansiyel aralıkta ve döngü sayısında elektrokimyasal işleme tabi tutulmuştur. Elde edilen elektrokimyasal işlem görmüş kalem ucu elektrot (Eİ/KUE) ile optimum koşullar altında derişim çalışması yapılmış ve elde edilen kalibrasyon doğru denkleminden gözlenebilme ve tayin sınırları 0,12 µM ve 0,39 µM  olarak hesaplanmıştır. İkinci olarak, serotoninin elektrokimyasal tayini için kalem ucu elektrot, sülfürik asit çözeltisi içerisinde belli bir sabit potansiyelde belli bir süre  tutulmuştur ve grafen oksit modifiyeli kalem ucu elektrotlar (EGO/KUE) elde edilmiştir. Üretilen EGO/KUE ile optimum koşullar altında derişim çalışması yapılmış ve elde edilen kalibrasyon doğru denkleminden serotonin için gözlenebilme ve tayin sınırları sırasıyla 0,026 µM ve 0,086 µM  olarak hesaplanmıştır. Tez çalışmasında karakterizasyon işlemleri için kullanılan yöntemler dönüşümlü voltametri (CV), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS), taramalı elektron mikroskobisi (SEM), enerji dağılımlı X- ışını spektroskopisi (EDS), atomik kuvvet mikroskobisi (AFM) ve infrared spektroskopisidir (FTIR). Geliştirilen sensörlerin gerçek örneklerde uygulanabilirliği de araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen sensör platformlarının basit, düşük maliyetli, hızlı yanıt süresi, kolay üretilebilirlik, tatmin edici seçicilik ve hassasiyet gibi özellikleri nedeniyle gerçek örneklerde pratik olarak uygulanabilir nitelikte olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In this thesis, electrochemical determinations of serotonin and tyrosine, some important molecules for human health, were carried out using graphene-based electrochemical sensors. These electrodes were made in aqueous solution containing of lithium perchlorate and sulfuric acid solutions. First, for the electrochemical determination of tyrosine, the pencil graphite electrode was processed in lithium perchlorate solution at a certain potential range and number of cycles. Concentration studies were carried out with the obtained electrochemically treated pencil graphite electrode (EPGE) under optimum conditions and the observability and determination limits were calculated as 0.12 µM and 0.39 µM from the obtained calibration plot. Secondly, for the electrochemical determination of serotonin, the pencil graphite electrode was kept at a constant potential in the sulfuric acid solution for a certain time and electrochemical graphene oxide modified pencil graphite electrodes (EGO/PGE) were obtained. Concentration study was performed with the produced EGO/PGE under optimum conditions and the detection and detection limits for serotonin were calculated as 0.026 µM and 0.086 µM from the obtained calibration plot. The methods used for characterization processes in the thesis study are cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS), atomic force spectroscopy (AFM) and infrared spectroscopy (FTIR). The applicability of the developed sensors in real samples was also investigated. The results show that the developed sensor platforms are practically applicable in real samples due to their features such as simple, low cost, fast response time, and easy manufacturability, satisfactory selectivity and sensitivity.