Bor nitrür tabanlı bir biyosensör geliştirilmesi
Development of a boron nitride based biosensor
Yazar: CELAL CEM CİNCİOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. ZİKRİYE ÖZBEK
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Biyosensörler, basit kullanımları, yüksek hassasiyetleri, hızlı çözümleme süreleri, düşük analiz maliyetleri ve gerçek zamanlı ölçüm potansiyeli nedeniyle gıda işleme endüstrisi dahil birçok alanda geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Gıda endüstrisinde gıda maddelerinde kalan pestisitlerin değerlerinin alışılagelmiş olarak belirlenmesi, insanların sağlığı için oldukça önem taşımaktadır. Pestisitlerin belirlenmesinde uygulanan yöntemlerden bazıları zaman alan, yoğun emek gerektiren ve ekonomik olmayan yöntemlerdir. Pestisitlerin belirlenmesinde biyosensörlerin kullanılması önemli bir seçenek şeklinde görülmektedir. Pestisitlerin fosforile veya karbamat sınıfları, enzimin aktif estearik alanına bağlanır ve AChE'nin katalitik triadının (histidin, serin ve aspartik asit) biyokatalitik aktivitesini fosforilasyon ve karbomilasyon yoluyla inhibe eder. Polimer matris içine adsorpsiyon, çapraz bağlama ve tutuklama son yıllarda kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu alandaki çalışma sayısı yeterli değildir. Asetilkolinesteraz inhibisyonuna dayalı biyosensörlerde dönüştürücü olarak iletken polimerlerin, bunların türevlerinin, kopolimerlerinin ve kompozitlerinin kullanımı genişletilmelidir. Konuyla ilgili yapılacak yeni çalışmalar ile birlikte hızlı, kullanımı kolay, ekonomik, stabil ve düşük tespit limitlerine sahip mükemmel pestisit algılayıcı biyosensörlerinin geliştirilmesi, ileriki vaatler bakımından önemli görülüyor. Bu çalışmada, bor nitril ince film üzerine sabitlenmiş AChE enzim elektrodunun optimum çalışma koşullarını belirlemek amacıyla pestisit tayini için tasarlanmış bor nitrür esaslı biyosensörler, pH etkisi için ölçülen akım değerleri, ortam sıcaklığı ve tampon çözelti konsantrasyonu araştırılmıştır. Ardından, biyosensörün kararlılığı ve elektrot tepkisine müdahale edebilen parçacıkların etkisi belirlenmiştir.

Abstract:
Biosensors have a wide range of applications in many areas, including the food processing industry, due to their simple handling, high sensitivity, short analysis time, low cost of analysis and potential for real-time measurements. Routine determination of residual pesticide amounts in foodstuffs in the food industry is extremely important for human health. Some of the methods used for the determination of pesticides are time-consuming, labor-intensive and expensive. The use of biosensors in the determination of pesticides is seen as an important alternative. The phosphorylated and carbamate classes of pesticides bind to the active estearic domain of the enzyme and inhibit the biocatalytic activity of the catalytic triad of AChE (histidine, serine, and aspartic acid) by phosphorylation and carbomylation. adsorption, crosslinking and arrest into polymer matrix have been used in recent years. Nevertheless, the number of studies was not sufficient. The use of conductive polymers, their derivatives, copolymers and composites as transducers in biosensors based on acetylcholinesterase inhibition should be expanded. The development of ideal pesticide biosensors that are fast, easy to use, economical, stable and have low detection limits are considered important for future promises with the new studies to be made on the subject. In this study, boron nitride based biosensors designed for pesticide determination. In order to determine optimum working conditions of acetylcholine esterase enzyme electrode immobilized on boron nitrile thin film, measured current values for pH effect, ambient temperature and buffer solution concentration  investigated. Next, the stability of the biosensor and the effect of particles capable of interfering with the electrode response  determined.