Seçici paraben tayini için moleküler baskılanmış elektrokimyasal sensörlerin geliştirilmesi
Developing of molecularly imprinted electrochemical sensor for selective paraben detection
Yazar: BEYHAN BUSE YÜCEBAŞ
Danışman: DOÇ. DR. LOKMAN UZUN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: Altın film elektrot = Gold film electrode

Özet:
Parabenler; vücuda alındıkları zaman hormonlar gibi davranarak veya onların görevlerini engelleyerek endokrin sistemin gelişimini ve işleyişini değiştiren endokrin bozucu maddeler (EDC'ler)'den biri olarak bilinmektedir. Para-hidroksibenzoik asidin türevleri; metilparaben, etilparaben, bütilparaben ve propilparaben olarak karşımıza çıkmaktadır.
Bu çalışmada moleküler baskılama tekniği kullanılarak para-hidroksibenzoik aside (paraben) seçici olan polimer yüzeyler tasarlanmıştır. Moleküler baskılama tekniğinden yararlanarak, parabenin tayini için voltametrik yöntemlerle yeni, basit, hızlı, duyarlı ve seçici bir analiz yöntemi geliştirilmiştir. L-Fenilalanin aminoasidinden sentezlenen işlevsel monomer N-metakriloil-L-fenilalanin (MAPA) ile parabenin ön kompleks yapısı hazırlanmıştır. Elde edilen MAPA ile parabenin ön kompleks yapısı 2-hidroksietilmetakrilat ile polivinil alkol (PVA) varlığında (ayarlanabilen gözenekli bir yapının eldesi için) altın bir yüzey üzerinde polimerleştirilmiştir. Aminoasit temelli polimerleşebilen fonksiyonel monomerlerin sentezlenmesiyle protein, enzim vb. gibi pek çok biyomolekülün oldukça seçici bağlanma özelliği sentetik polimere [(poli(2-hidroksietilmetakrilat)] (pHEMA) aktarılmıştır.
Çalışma elektrodu olarak perde baskılı altın elektrot kullanılmıştır. Dönüşümlü voltametri (CV), diferansiyel puls voltametri (DPV), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS), Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FTIR) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile modifiye edilmiş olan elektrotlar karakterize edilmiştir. Parabenin elektrokimyasal davranışı için dönüşümlü voltametri (CV) ve kare dalga voltametrisi (SWV) yöntemi kullanılmıştır. Optimum koşullar altında doğrusal çalışma aralığı 1-30 µM olarak bulunmuştur. Gözlenebilme sınırı (LOD) 0,706 µM ve kantitatif ölçme sınırı (LOQ) 2,35 µM olarak bulunmuştur. Geliştirilen yüzeyin seçicilik araştırması yapılmış ve baskılanmış olan parabene yüksek seçiciliğe sahip olduğu belirlenmiştir. Geliştirilen yöntem kozmetik örneklerinde başarı ile uygulanabileceği belirlenmiştir.

Abstract:
Parabens; they are known as endocrine disruptors (EDCs), which modify the development and functioning of the endocrine system by acting as hormons or blocking their function when they are taken in the body. They are para-hydroxybenzoic acid derivatives including methylparaben, ethylparaben, butylparaben and propylparaben.
In this work, polymer surfaces with para-hydroxybenzoic acid (paraben) selective are designed using molecular imprinted technique. A new, simple, fast, sensitive and selective analysis method has been developed for the detection of parabens by voltammetric methods via using molecular imprinted technique. The precursor complex of the paraben with the functional monomer synthesized from the amino acid L-phenylalanine N-methyl-L-phenylalanine (MAPA) was prepared. The pre-complex structure of the obtained paraben with MAPA was polymerized on a gold surface in the presence of polyvinyl alcohol (PVA)  (for the purpose of an adjustable porous structure) with 2-hydroxyethyl methacrylate. By synthesizing amino acid-based polymerizable functional monomers, synthetic polymers [poly(2-hydroxyethylmethacrylate)] (pHEMA) have been transferred to highly selective binding properties of many biomolecules such as proteins and enzymes.
Screen-printed gold electrode was used as a working electrode. The electrodes were characterized with cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and atomic force microscopy (AFM). For the electrochemical behavior of the paraben, the cyclic voltammetry (CV) and square wave voltammetry (SWV) methods were used. Under optimized conditions, working linear range was found as from 1 to 30 µM. The limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) were obtained as 0,706 µM and 2.35 µM, respectively. The selectivity of the surface was investigated and imprinted paraben showed high selectivity aganist paraben. The developed method has been successfully applied in cosmetic samples.