Boronik asit esterlerine dayalı girişimsiz ( non-invasive) spektroflorimetrik kan şekeri tayini yönteminin geliştirilmesi ve analitik yöntem validasyonu
Development and analytical method validation of a boronic acid ester based non-invasive spectrofluorimetric blood glucose determination method
Yazar: ALAATTİN YEŞİLYURT
Danışman: DOÇ. DR. M. EMRAH KILINÇ
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Benzen türevleri = Benzene derivatives ; Benzenboronik asitler = Boronic acids ; Floresan = Fluorescence ; Glükoz = Glucose ; Hidroksibenzoik asitler = Hydroxybenzoic acids ; Kan glükozu = Blood glucose ; Naftalin = Naphthalene ; Spektrometri-flüoresans = Spectrometry-fluorescence

Özet:
Boronik asit türevlerinin, girişim yapabilecek kimyasal türlerin varlığında glukoz tayinlerinde kullanımı son yıllarda değişik makalelere konu olan yeni bir uygulama alanıdır. Bu konuda literatürde çok sayıda makale olmamakla birlikte rastlanan çalışmaların büyük çoğunluğu spektroflorimetrik yaklaşımları içermektedir. Bahsi geçen bu çalışmaların glukoz tayininde dayandığı temel, kullanılan boronik asit türevinin artan glukoz konsantrasyonuna karşılık gösterdiği floresans sönümlenmesinin monitörize edilmesidir. Tez çalışmamızda asetil-, hidroksil-, metoksi- ve formil- türevi benzenboronik asitler ve 1- ve 2-naftalenboronik asitler kullanılarak spektroflorimetrik tayinler gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalarla pH, sıcaklık ve çözünmüş oksijeninglukoz yanıtına etkisi incelenmiştir. Buna göre spektroflorimetrik çalışmalarda optimum floresans sönümlenmesi, 2NBA ile, incelenen pH değerlerinden (5.5, 6.0, 6.5, 7.4, 8.0 ve 9.0) pH 7.4'de, %50-50 0,01M ultrasaf su-metanol çözgen sisteminde ve 380 nm'de elde edilmiştir ( ? ex:280nm, ? em:380nm). Buna göre elde edilen kalibrasyon grafiklerinden gerçek örneklerin çalışılmasında da kullanılan ve 0.66 ile 3.96mM glukoz konsantrasyon aralığı için çizilen doğru denklemi: y=-58.182x+310,1 olup regresyon katsayısı olarak ise R2=0,9983 bulunmuştur. Çözünmüş oksijenin varlığı ve değişen sıcaklık değerlerinin (25 ve 40oC) okunan floresans şiddeti değerlerine herhangi bir girişim etkisi yoktur. Glukoz tayini için geliştirilen spektroflorimetrik yöntem ayrıca yapay göz yaşı gerçek örneklerinde glukoz tayininde denenmiştir. Bilinen glukoz içerikleriyle saptanan glukoz düzeyleri kıyaslanarak %bağıl hata hesaplaması yapılmış ve elde edilen tüm veriler tablolar halinde özetlenmiştir. Sonuç olarak boronik asit türevlerinin glukoz ile verdikleri seçici kompleksleşme tepkimesine dayanan ve matriks ortamlara sahip gerçek örneklerde glukoz tayini için, spektroflorometrik yöntem başarıyla geliştirilmiş ve kısmi analitik validasyon verileri elde edilmiştir

Abstract:
The use of boronic acid derivatives for the determination of glucose in the presence of interferring chemical species is a novel application area being subject to various manuscripts in the recent years. There aren?t too many papers on the mentioned subject and the ones found are mainly containing spectrofluorometric approaches. The basic principle of these papers for glucose determination is the monitorization of fluorescence quenching that boronic acids display against the increasing glucose concentration. In our thesis, spectrofluorometric determination was performed by the use of acetyl-, hydroxyl- methoxy,- formyl- derivatives of benzeneboronic acids and 1- and 2-naphthalenboronic acids.In the works done, the effects of pH, temperature, presence of dissolved oxygen and the functional group type of boronic acids on the response were investigated seperately. According to this, optimum fluorescence quenching during spectrofluorometric measurements was obtained with 2NBA of boronic acids at pH 7.4 of the searched pH values (5.5, 6.0, 6.5, 7.4, 8 and 9) in the solvent system of 50-50% 0,01M ultrapure water-methanol at 380 nm ( ? ex:280nm, ? em:380nm). Thus the calibration graph plotted for the concentration range of 0.66 to 3,96mM glucose andused, among the all other obtained graphs, during the determination of the real samples was obtained with a linear equation of y= -58.182x + 310.1and the regression coefficient being R2=0.9983. The presence of dissolved oxygen and the change in temperature (25 and 40oC) have no interferring effect on the read fluorescence intensity. The spectrofluorimetric method developed for glucose determination was also tried during real sample studies of artificial tear samples. The measured and known glucose levels were used to calculate relative % errors and all obtained data was summarized as tables. Finally as a result, a spectrofluorimetric method, based on the selective complexation reaction of boronic acids with glucose, were developed successfully and partial analytical validation data is obtained for the glucose determination in real samples with matrix medium