Nanopartikülle modifiye edilmiş polianilin türevli enzim elektrotlarının optimizasyonu ve karakterizasyonu
Optimization and characterization of polyaniline derived enzyme electrodes  modified with nanoparticle
Yazar: ESİYE İREM BAYRAM
Danışman: PROF. DR. ALİ TUNCAY ÖZYILMAZ
Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada glukoz tayini için yeni bir amperometrik biyosensör geliştirilmiştir. Öncelikle Pt elektrot yüzeyinde sodyum okzalat (NaOx) ortamında dönüşümlü voltametri tekniğiyle poli-o-anisidin ve poli-o-toluidin sentezi gerçekleştirilmiştir. Sonrasında ise polimer kaplı elektrotlar glukoz oksidaz enzimi (GOD) ve ZnFe2O4 nanopartikülü içeren kitosan çözeltisine daldırılarak yüzeyde GOD içeren ince bir film tabakası oluşturulmuş ve son olarak elektrotlar glutaraldehit (GAL) çözeltisi ile etkileştirilerek çapraz bağlanmalarla enzimin yüzeye immobilizasyonu sağlanmıştır. Hazırlanan elektrotların glukoza duyarlılığı kronoamperometrik yöntemle 0,60 V potansiyel uygulanarak ölçülmüştür. Segment sayısı, tarama hızı, monomer derişimi, kitosan derişimi, glutaraldehit derişimi, enzim derişimi ve nanopartikül derişimi optimize edilerek en uygun elektrot tasarım parametreleri belirlenmiştir. Elde edilen tüm elektrotların glukoza duyarlı oldukları belirlenmiştir. Ayrıca ZnFe2O4  nanopartikül içeren elektrotların glukoz varlığında ölçülen akım değerlerinin nanopartikülsüz elektrotlara göre daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Elektrotlar yüzey yapısı ve biyokimyasal özellikleri açısından karakterize edilmiştir. Pt/POA/Chi+GOD/GAL, Pt/POA/Chi+GOD+ZnFe2O4/GAL, Pt/POT/Chi+GOD/GAL ve Pt/POT/Chi+GOD+ ZnFe2O4/GAL elektrotların akım değerleri 1 mM glukoz derişimine kadar doğrusal olarak artmıştır.  Linewear-Burk eğrisinden KM değerleri ve Imax değerleri hesaplanmıştır. En yüksek Imax değeri ise POA kaplı, ZnFe2O4 nanopartikül içeren elektrot için elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, a new amperometric biosensor was developed for glucose determination. Firstly, poly-o-anisidine (POA) and poly-o- toluidine (POT) synthesis was carried out in sodium oxalate (NaOx) medium using cyclic voltammetry technique on the Pt electrode surface. Then, a thin layer was constucted by dipping polymer coated electrode in Glucose oxidase (GOD) enzyme and ZnFe2O4 nanoparticle containing chitosan solution. Finally immobilization of enzyme on the surface was carried out via crosslinking by reacting with glutaraldehyde (GAL) solution. Glucose sensitivity of prepared electrodes was measured by chronoamperometric method applying 0,6 V potential. Optimal electrode construction parameters were determined by optimizing segment number, scan rate, monomer concentration, chitosan concentration, glutaraldehyde concentration, enzyme concentration and nanoparticle concentration. It was observed that, all obtained electrodes are sensitive to glucose. Also, it was observed that, current values measured for nanoparticle containing electrodes were higher than those of non-containing counterparts. Electrodes were characterized by surface structure and biochemical properties. Current values were increased linearly up to 1 mM glucose concentration. Imax and KM values were calculated using Linewear-Burk plots. The highest Imax value was determined for POA coated and ZnFe2O4 nanoparticle contained Pt electrode.