Kimyasal savaş ajanlarının tespitine yönelik paraokson temelli sensörler geliştirilmesi
Development of paraoxon based sensors for determination of chemical warfare agents
Yazar: OZAN YAĞMUROĞLU
Danışman: DOÇ. DR. SİBEL EMİR DİLTEMİZ
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Kimya = Chemistry ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Bu çalışmada; kimyasal savaş ajanlarının tespitine yönelik dört farklı yöntem geliştirilmiştir. Çalışmada organofosforlu bileşik olarak paraokson kullanılmıştır. Paraokson molekülü asetilkolinesteraz enzimini geri dönüşsüz olarak inhibe etmektedir. Bu yönüyle sinir ajanlarına benzemesinden dolayı tercih edilmiştir. Paraokson tayini için ilk olarak Kuvars Kristal Mikroterazi (QCM) temelli sensör geliştirilmiştir. QCM elektrot yüzeyi asetilkolinesteraz (AChE) enzimi immobilize edilmiş nanolif ile kaplanmıştır. Analit çözeltisinin elektrota temasıyla paraokson molekülleri elektrot yüzeyinde bulunan AChE enzimine bağlanmıştır. Bu etkileşim sonucunda kütlede meydana gelen değişimden yararlanılarak analiz yapılmıştır. İkinci yöntem olarak; rutenyum tabanlı aminoasit monomerleriyle fotosensitif çapraz bağlama (ANADOLUCA) yöntemine göre sentezlenen nano enzim sistemi kullanılmıştır. Bu maksatla AChE enzimini içeren nano enzim yapısı ANADOLUCA metoduyla sentezlenerek elde edilmiştir. Sentezlenen nano enzim ile analit arasındaki etkileşim sonucunda değişen floresans özelliğinden yararlanılarak analiz yapılmıştır. Üçüncü yöntem olarak; paraokson molekülünü seçici olarak tanıyan ve bağlayan reflaktometrik interferans spektroskopisi (RIfS) temelli sensör geliştirilmiştir. Bu maksat ile karboksimetildekstran kaplı sensör sistemi aktive edilmiş ve AChE aktif yüzeye bağlanmıştır. Hazırlanan sensör sisteminin analit ile etkileşmesi sonucunda sensör yüzeyinden yansıyan ışın şiddetinde değişim meydana gelmiştir. Bu değişimden yaralanarak analiz yapılmıştır. Dördüncü yöntem olarak; potansiyometrik sensör geliştirilmiştir. Bu amaçla paraokson baskılı polimer hazırlanmıştır. Hazırlanan polimer sensör sisteminde tanıma tabakası olarak kullanılmıştır. Potansiyometrik sensörün analit ile etkileşmesi sonucunda ölçülen potansiyelde değişim meydana gelmiştir. Bu değişimden yararlanarak analiz yapılmıştır.

Abstract:
In this study; Four different methods for detecting chemical warfare agents have been developed. Paraoxon molecule inhibits irreversibly the enzyme acetylcholinesterase. It is preferred on account of resembling nerve agents. As first method of study, quartz crystal microbalance (QCM) based sensor has been developed for determination the paraoxon molecule. QCM's electrode surface is coated with acetylcolinesterase(AChE) enzyme immobilized nanofibers. With the contact of analyte solution to electrode, paraoxon molecules are connected to the AChE enzyme which is on the surface of electrode. With the result of this interaction, the analysis is performed with utilizing the changes occuring in the mass. As second method of study, it is used the nano enzyme system which is synthesized according to method of photosensitive crosslinking with ruthenium based amino acid monomers (ANADOLUCA). With this purpose, AChE enzyme comprising nano enzyme structure was obtained by synthesizing with ANADOLUCA method. The analysis was performed utilizing fluorescence which is changed with the result of interaction between the analyte and synthesized nano enzyme. As third method of study, refractometric interference spectroscopy based sensor has been developed which recognise paraoxon molecule and bind it. With this purpose, carboxymethyldextran coated sensor system is activated and AChE enzyme is binded to this active surface. Changes has occured in the intensity of reflected beam with the result of interaction between analyte and prepared sensor system. The analysis is performed by taking advantage of this change. As last method of study, potentiometric sensor has been developed. Paraoxon imprinted polymer was prepared with this purpose. The prepared polymer has been used as recognation layer in the sensor system. With the result of interaction between analyte and potentiometric sensor, changes has occured in the measured potential. With this changes the analyse is performed.