Yeni nesil elektrokimyasal sensörlerin hazırlanması ve bazı sefalosporin grubu antibiyotiklerin elektroanalitik analizlerinde kullanımı
Preparation of new generation electrochemical sensors and their use in electroanalytical analysis of some cephalosporin group antibiotics
Yazar: BÜŞRA KAYNAR
Danışman: PROF. DİLEK KUL
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Kimya = Chemistry
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Bromkrezol moru = Bromcresol purple ; Elektroanalitik yöntemler = Electroanalytical methods ; Elektrokimyasal sensörler = Electrochemical sensors ; Sefalosporinler = Cephalosporins ; Sefotaksim = Cefotaxime ; Seftazidim = Ceftazidime ; Seftriakson = Ceftriaxone ; Sensörler = Sensors ; Voltametri = Voltammetry

Özet:
Sefalosporin grubu antibiyotiklerden sefotaksim, seftazidim ve seftriaksonun elektrokimyasal analizi poli(bromkrezol moru) ile modifiye edilen camsı karbon elektrot kullanılarak gerçekleştirildi. Bunun için öncelikle bromkrezol morunun camsı karbon elektrot yüzeyi üzerindeki elektrokimyasal polimerizasyonu için deneysel şartlar optimize edilerek en uygun elektrot modifikasyonu belirlendi. Ardından, sefotaksim, seftazidim ve seftriaksonun kalitatif ve kantitatif analizi dönüşümlü voltametri, diferansiyel puls voltametri ve kare dalga voltametri yöntemleri kullanılarak yükseltgenme yönünde yapıldı. Dönüşümlü voltametri ile farklı tampon ortamlarında yapılan analizlerde sefotaksim, seftazidim ve seftriaksonun redoks reaksiyonlarının tersinmez olduğu belirlendi. Dönüşümlü voltametri ile yapılan hız taraması çalışmaları, bu ilaç etken maddelerin redoks reaksiyonlarının difüzyon kontrollü olduğunu gösterdi. İlaç etken maddelerin kantitatif analizi için diferansiyel puls voltametri ve kare dalga voltametri yöntemleri kullanıldı. Elde edilen kalibrasyon grafiklerinin doğrusallık aralıkları sefotaksim için diferansiyel puls ve kare dalga voltametri ile 8.0×10-9 – 8.0×10-6 M (korelasyon katsayısı 0.998) olarak sırasıyla 1.18×10-9 ve 1.46×10-9 M teşhis sınırları ile; seftazidim için diferansiyel puls voltametri ile 1.0×10-8 – 6.0×10-6 M (korelasyon katsayısı 0.999) ve kare dalga voltametri ile 
8.0×10-9 – 8.0×10-6 M (korelasyon katsayısı 0.998) olarak sırasıyla 2.03×10-9 ve 
1.77×10-9 M teşhis sınırları ile; seftriakson için diferansiyel puls ve kare dalga voltametri ile 
8.0×10-9 – 8.0×10-6  (korelasyon katsayısı 0.998 ve 0.999) olarak sırasıyla 1.52×10-9 ve 1.51×10-9 M teşhis sınırları ile belirlendi. Kullanılan yöntemlerin kesinliği tekrar edilebilirlik çalışmaları ile incelendi. Son olarak, ilaç etken maddelerin farmasötik dozaj formlarından ve insan serumundan kantitatif analizi herhangi bir saflaştırma işlemi yapılmadan gerçekleştirildi. Sonuç olarak, bu ilaç etken maddelerinin elektrokimyasal analizleri için duyarlılığı ve seçiciliği yüksek, etkin ve ekonomik modifiye elektrot elde edildi.

Abstract:
Electrochemical analysis of cephalosporin group antibiotics cefotaxime, ceftazidime and ceftriaxone was performed using a glassy carbon electrode modified with poly(bromocresol purple). For this, first of all, the most suitable electrode modification was determined by optimizing the experimental conditions for the electrochemical polymerization of bromocresol purple on the glassy carbon electrode surface. Then, qualitative and quantitative analysis of cefotaxime, ceftazidime and ceftriaxone was performed in the direction of oxidation using cyclic voltammetry, differential pulse voltammetry and square wave voltammetry methods. It was determined that the redox reactions of cefotaxime, ceftazidime and ceftriaxone were irreversible in the analyzes performed in different buffer media by cyclic voltammetry. Scan rate studies performed by cyclic voltammetry showed that the redox reactions of these drug active substances were diffusion-controlled. Differential pulse voltammetry and square wave voltammetry methods were used for the quantitative analysis of the drug active substances. The linearity ranges of the obtained calibration graphs were 8.0×10-9 – 8.0×10-6 M (correlation coefficient 0.998) for cefotaxime by differential pulse and square wave voltammetry with the detection limits of 1.18×10-9 and 1.46×10-9 M, respectively; for ceftazidime, 1.0×10-8 – 6.0×10-6 M (correlation coefficient 0.999) by differential pulse voltammetry and 8.0×10-9 – 8.0×10-6 M (correlation coefficient 0.998) by square wave voltammetry with the detection limits of 2.03×10-9 and 1.77×10-9 M, respectively; for ceftriaxone, 8.0×10-9 – 8.0×10-6 M (correlation coefficients 0.998 and 0.999) by differential pulse and square wave voltammetry with the detection limits of 1.52×10-9 and 1.51×10-9 M, respectively. The precision of the methods used was examined by repeatability studies. Finally, quantitative analysis of the drug active substances from pharmaceutical dosage forms and human serum was performed without any purification. As a result, an efficient and economical modified electrode with high sensitivity and selectivity was obtained for the electrochemical analysis of these drug active substances.