Dopamin ve serotonin tayini için nanomalzeme temelli elektrokimyasal sensörlerin hazırlanması, karakterizasyonu ve uygulamaları
Preparation, characterization and application of electrochemical sensors based on nanomaterial for determination of dopamine and serotonin
Yazar: NAZLI ŞİMŞEK
Danışman: DOÇ. DR. GÖZDE AYDOĞDU TIĞ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: Dopamin = Dopamine ; Elektrokimya = Electrochemistry ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Sensörler = Sensors ; Serotonin = Serotonin

Özet:
Bu tez çalışmasında, dopamin (DA) ve serotonin (5-HT) nörotransmiterlerinin eş zamanlı tayini için yeni, hassas, seçici ve güvenilir bir elektrokimyasal sensör geliştirilmesi amaçlandı. Bu amaçla kullanılan kalem grafit elektrotlar (PGE)  çeşitli nanomalzemeler ile modifiye edilmiştir. Elektrokimyasal sensör, ön işlem uygulanan kalem grafit elektrodun (PPGE) altın nanopartikül (AuNPs) ile poli-L-lizin-grafen kuantum nokta (P(L-Lys-GQD)) ile modifiye edilmesine dayanmaktadır. AuNPs, P(L-Lys-GQD) ve pH için optimizasyon çalışmaları yapılmıştır.  Hazırlanan elektrokimyasal sensörün yüzey karakterizasyonu dönüşümlü voltametri (CV), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Ardından hazırlanan PPGE/AuNps/P(L-Lys)-GQD elektrot yüzeyinde DA ve 5-HT'nin elektrokimyasal davranışları incelenmiştir. Optimum koşullar altında DA ve 5-HT için kalibrasyon eğrileri oluşturulmuş ve sırasıyla doğrusal çalışma aralıkları 0,1 µM–80 µM ve 0,05 µM–200,0 µM olarak bulunmuştur. DA ve 5-HT için gözlenebilme sınırları (LOD) ise 0,03 µM ve 0,017 µM olarak hesaplanmıştır. Geliştirilen DA ve 5-HT sensörü için askorbik asit, asetaminofen, glikoz, fruktoz, L-sistein, üre ve ürik asit varlığında girişim etkisi araştırılmıştır. Ayrıca, fetal bovin serum ve farmasötik formülasyonlarda PGE/AuNps/P(L-Lys)-GQD'da DA ve 5-HT içerikleri DPV tekniği ile belirlenmiş ve yüksek geri kazanım değerleri elde edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, it was aimed to develop a new, sensitive, selective and reliable electrochemical sensor for the simultaneous determination of dopamine (DA) and serotonin (5-HT) neurotransmitters. For this purpose, pencil graphite (PGE) electrodes were modified with various nanomaterials. The electrochemical sensor is based on modifying the pre-treated pencil graphite electrode (PPGE) with gold nanoparticles (AuNPs) with poly(L-lysine)-graphene quantum dots (P(L-Lys-GQD)). Optimization studies were carried out for AuNPs, P(L-Lys-GQD) and pH. The surface characterization of the prepared electrochemical sensor was examined using cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) methods. Then, the electrochemical behavior of DA and 5-HT on the PPGE/AuNps/P(L-Lys)-GQD electrode surface was investigated. Under optimum conditions, calibration curves were obtained for DA and 5-HT and the linear working ranges were found as 0.1 µM–80 µM and 0.05 µM–200.0 µM, respectively. The limit of detection (LOD) values for DA and 5-HT were calculated as 0.03 µM and 0.017 µM. In the presence of ascorbic acid, acetaminophen, glucose, fructose, L-cysteine, urea and uric acid, the interference effect of the proposed DA and 5-HT sensor was investigated. In addition, DA and 5-HT contents in fetal bovine serum and pharmaceutical formulations were determined at the PGE/AuNPs/P(L-Lys)-GQD and high recovery values were obtained with DPV technique.