Biyouyumlu elektrokimyasal biyosensör tasarımı
Biocompatible electrochemical biosensor design
Yazar: GİZEM GÜLER
Danışman: DOÇ. DR. ELİF TÜRKER ACAR
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fiziksel Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Son yıllarda gelişen teknolojik gelişmelere bağlı olarak sağlık alanında da gelişmeler yaşanmış, sağlık durumlarının kontrolünü sağlamak için tayin ve ölçüm yapan malzemelere ihtiyaç duyulmaya başlanmıştır. Bu amaçla geliştirilen biyosensörler hızlı ölçüm yapan pratik malzemeler olarak öne çıkmaktadır. Kandaki şeker miktarının ölçümü, tansiyon ölçümü vs. birçok durumda biyosensörler kullanılmaktadır.

Sağlık durumlarının tespiti için hazırlanan biyosensörlerin etkili ve doğru olarak            çalışabilmesi için bazı özelliklere sahip olması gerekmektedir. Bunlar seçicilik, hassasiyet, düşük tayin sınırı, kararlılık, biyo uyumluluk, düşük toksisite, kolay kalibre edilebilir olması, kullanım ömrünün uzun olması gibi özelliklerdir. İstenilen özellikte malzemelerin geliştirilmesi için analit maddelere karşı seçici ve duyarlı olan elektrotlar kullanılmaktadır. Bu elektrotların hazırlanmasında multi-walled carbon nanotube (MWCNT)'ler gibi üstün özelliklere sahip malzemeler kullanılmakta ve bu maddeler iletken özellikte doğal polimerlerle modifiye edilerek hazırlanan elektrodun özelliklerinin güçlenmesi sağlanmaktadır.

Bu tez çalışmasında bir amino asit olan triptofan tayini için biyosensör özellik  gösteren elektrot malzemeleri tasarlanmıştır. Bu amaçla MWCNT, doğal polimerler olan karboksimetil selüloz (CMC) ve tez çalışması sırasında selülozdan sentezlenen nanoselüloz (NC) ile modifiye edilerek CMC-MWCNT ve NC-MWCNT elektrot malzemeleri hazırlanmıştır. Hazırlanan malzemeler camsı karbon elektrot üzerine damlatılarak potansiyostat cihazı yardımıyla ölçüm alınmıştır. Triptofan tayini için en uygun elektrot malzemeleri olarak CMC-MWCNT (CMC(1.0mg)/MWCNT(1.5mg)/GCE) ve NC-MWCNT (NC(1.0 mg)/MWCNT(1.0mg)/GCE) belirlenmiştir. Sentezlenen elektrot malzemelerinin karakterizasyonu için Fourier transform infrared spektroskopi (FT-IR) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) cihazı kullanılmıştır.

Abstract:
In recent years, due to technological developments, there have been developments  in the field of health, and materials that determine and measure are needed to control health conditions. Biosensors developed for this purpose stand out as practical materials that make rapid measurements. Biosensors are used in many situations such as measuring the amount of sugar in the blood, measuring blood pressure, etc.

Biosensors prepared for the detection of health conditions must have certain features in order to work effectively and accurately. These are features such as selectivity, sensitivity, low detection limit, stability, biocompatibility, low toxicity, easy calibration, and long service life. Electrodes that are selective and sensitive to analyte substances are used to develop materials with the desired properties. Materials with superior properties, such as multiwalled nanotubes (MWCNTs), are used in the preparation of these electrodes, and these materials are modified with conductive natural polymers to strengthen the properties of the prepared electrode.

In this thesis study, electrode materials with biosensor properties were designed for the determination of tryptophan, an amino acid. For this purpose, MWCNT was modified with the natural polymers carboxymethyl cellulose (CMC) and nanocellulose (NC) synthesized from cellulose during the thesis study, and CMC-MWCNT and NC-MWCNT electrode materials were synthesized. The prepared materials were dropped onto the glassy carbon electrode and measurements were taken with the help of a potentiostat device. The most suitable electrode materials for tryptophan determination are CMC-MWCNT (CMC(1.0 mg)/MWCNT(1.5 mg)/GCE) and NC-MWCNT (NC(1.0 mg)/MWCNT(1.0 mg). /GCE) was determined. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM) devices were used for the characterization of the synthesized electrode materials.