Lisin tayini için yeni amperometrik biyosensörlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
The construction and characterization of novel amperometric lysine biosensors for lysine determination
Yazar: ÖZLEM GÖKDOĞAN ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. HANDAN GÜLCE
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu doktora tez çalışmasında, amperometrik lisin tayini için polivinilferrosen (PVF) polimeri temelli ve metal parçacıkları biriktirilmiş Pt elektotlara lisin oksidaz (LyOx) enzimi immobilize edilerek lisin biyosensörleri tasarlanmıştır. Biyosensörlerin amperometrik cevapları enzimatik reaksiyonlar sonucu oluşan hidrojen peroksitin sabit potansiyelde yükseltgenme akımının ölçümü ile gerçekleştirilmiştir.PVF polimerinin elektrot yüzeyine kaplanmasında iki farklı yöntem kullanılmıştır. İlk yöntemde elektrodun PVF polimeri ile kaplanması daldırma-kurutma yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Polimer modifiye elektrot yüzeyinde LyOx enziminin immobilizasyonu ile PVF-LyOx biyosensörü, PVF modifiye elektrot üzerinde altın veya platin parçacıkları biriktirip daha sonra LyOx immobilizasyonu ile PVF-Au-LyOx ve PVF-Pt-LyOx biyosensörlerleri hazırlanmıştır. Biyosensörler için polimerik film kalınlığı, pH, sıcaklık, substrat ve enzim derişimi, kararlılık ve girişim etkileri araştırılmıştır. Polimer yüzeyde metal parçacıklarının biriktirilmesi ile hazırlanan biyosensörlerin cevap akımlarının, termal kararlılığının, doğrusal çalışma aralığının, depolama ve kullanım kararlılığının PVF-LyOx biyosensöründen daha yüksek olduğu gözlenmiştir. İkinci yöntemde ise PVF içeren 0,1 M tetrabutilamonyumperklorat (TBAP) -metilen klorür (CH2Cl2) çözeltisinde Ag/AgCl elektroda karşı 0,7 V sabit gerilimde polimerin yükseltgenmiş formu olan polivinilferrosenyum Pt elektrot yüzeyine kaplanmış ve LyOx immobilizasyonu ile PVF+LyOx? biyosensörü hazırlanmıştır. Polivinilferrosenyum yüzeyde H2PtCl6 çözeltisinde Ag/AgCl elektroda karşı -0,15 V'da platin biriktirilmesiyle PVF+LyOx?-Pt biyosensörü hazırlanmış ve her iki elektrot için optimum çalışma şartları belirlenmiştir. Bu biyosensörlerin doğrusal çalışma aralığının, cevap akımının, kararlılığının ilk yöntem kullanılarak hazırlanan biyosensörlerden daha yüksek olduğu gözlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Polivinilferrosen, lisin, biyosensör, lisin oksidaz

Abstract:
In this PhD thesis study, for amperometric determination of lysine, five types of lysine biosensors were designed by immobilization of lysine oxidase, using polymer polyvinylferrocene based and metal particles accumulated Pt electrodes. The amperometric response of the biosensors were measured at constant potential, which was due to the electrooxidation of enzymatically produced H2O2.Two different methods were used for coating of PVF to the electrode surface. In the first method, PVF polymer electrodes were constructed by the dip-coating method. PVF-LyOx prepared with immobilisation of lysine on PVF modified Pt electrode, PVF-Au-LyOx and PVF-Pt-LyOx biosensors were prepared with the accumulation of Au and Pt particles on the PVF modified Pt and immobilisation of Lysine oxidase. The effects of the thickness of the polymeric film, pH, temperature, the amount of the enzyme and substrate concentration, stability and interferences on these electrodes were investigated. The response current, thermal stability, linear range, storage and operational stability of the biosensors prepared with the accumulation of metal particles were found to be higher than the ones observed in PVF-LyOx biosensors. In the second method, PVF+LyOx? biosensor were prepared with electrooxidizing of PVF in 0.10 M tetrabutylammonium perchlorate (TBAP)-methylene chloride (CH2Cl2) solution on the Pt electrode at + 0.70 V vs. Ag/AgCl and immobilisation of LyOx. PVF+LyOx?-Pt biosensor were prepared with electrodeposition of platinum from H2PtCl6 solution at - 0.15 V vs. Ag/AgCl on the polyvinylferrocenium matrix and optimum working conditions were determined for both of the biosensors. The biosensors prepared with the second method were reported to have higher linear range, response current and stability than the ones prepared with the first method.Key words: Polyvinylferrocene, lysine, biosensor, lysine oxidase