Nivalenol tespiti için nanokompozit temelli yeni bir moleküler baskılı QCM sensörü geliştirilmesi
Development of a new nanocomposite-based molecular printed QCM sensor for the detection of nivalenol
Yazar: BETÜL DEMİR
Danışman: PROF. DR. MEHMET LÜTFİ YOLA
Hasan Kalyoncu Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Beslenme ve Diyetetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Besin Hijyeni ve Teknolojisi = Food Hygiene and Technology ; Beslenme ve Diyetetik = Nutrition and Dietetics ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Biyosensörler = Biosensors ; Sağlıklı beslenme = Healthy nutrition ; Yeşil kimya = Green chemistry

Özet:
Mikotoksinler mantarlar tarafından üretilen toksik bileşiklerdir. Aflatoksinler, trikotesen, amatoksinler, okratoksinler, fumonisinler, koprin, zearalenon ve nivalenol en bilinen örnekleridir. Mikotoksinler besin zincirinin her aşamasında gıdaya bulaşabilir. Bu çalışma, pirinç numunelerinde Nivalenol (NIV) tespiti için kükürt içeren kobalt ferrit (S-CoFe2O4) bazlı yeni bir moleküler baskılı QCM sensör preparatını içermektedir. Kobalt ferrit ve kükürt katkılı kobalt ferrit üretimleri sol-jel ve kalsinasyon yöntemleriyle başarıyla tamamlandıktan sonra, sırasıyla, başlatıcı olarak N,N'-azobisizobutironitril (AIBN), çapraz bağlayıcı olarak etilen glikol dimetakrilat (EGDMA), monomer olarak metakriloilamidoglutamik asit (MAGA) ve monomer olarak NIV içeren UV polimerizasyon tekniği ile kükürt içeren kobalt ferrit bazlı yeni bir moleküler baskılanmış QCM sensörü oluşturuldu. Geliştirilen QCM sensörü ve nanomalzemelerin spektroskopik, elektrokimyasal ve mikroskobik karakterizasyonlarının ardından QCM yöntemine dayalı kinetik analizler yapıldı. Kinetik analizlere göre S-CoFe2O4 bazlı NIV baskılı QCM sensörünün doğrusallığı 1,0 - 10,0 ng L-1 olarak gözlemlendi ve tayin sınırı (LOQ) ve tespit sınırı (LOD) sırasıyla 1,0 ve 0,25 ng L-1 olarak bulundu. Son olarak S-CoFe2O4 ve moleküler baskı yapan polimer bazlı hazırlanan QCM sensörünün yüksek seçiciliği, tekrarlanabilirliği ve stabilitesi dünya çapında güvenli gıda tüketimini sağlayacaktır.

Abstract:
Mycotoxins are toxic compounds produced by fungi. Aflatoxins, trichothecene, amatoxins, ochratoxins, fumonisins, coprin, zearalenone and nivalenol are the most well-known examples. Mycotoxins can contaminate food at all stages of the food chain. This study involved in a novel molecularly imprinted QCM sensor preparation based on sulphur incorporated cobalt ferrite (S-CoFe2O4) for Nivalenol (NIV) detection in rice samples. After the productions of cobalt ferrite and sulfur incorporated cobalt ferrite were successfully completed with sol-gel and calcination methods, respectively, a novel molecular imprinted QCM sensor based on sulfur incorporated cobalt ferrite was formed with UV polymerization technique imcluding N,N′-azobisisobutyronitrile (AIBN) as the initiator, ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) as the cross-linker, methacryloylamidoglutamic acid (MAGA) as the monomer, and NIV as the analyte. After spectroscopic, electrochemical and microscopic characterizations of the developed QCM sensor and nanomaterials, the kinetic analyzes based on the QCM method were performed. According to the kinetic analyzes, the linearity of NIV imprinted QCM sensor based on S-CoFe2O4 was observed as 1.0 - 10.0 ng L-1 and the limit of quantification (LOQ) and detection limit (LOD) were found to be 1.0 and 0.25 ng L-1, respectively. Finally, the high selectivity, repeatability, and stability of the prepared QCM sensor based on S-CoFe2O4 and molecularly imprinting polymer will ensure safe food consumption worldwide.