Gıdalarda demir (III) tespiti için potansiyometrik iyon seçici elektrot ile tespiti
Detection of iron (III) ions in foods using a potentiometric ion-selective electrode
Yazar: ŞEYDA MİHRİBAN KUL
Danışman: PROF. DR. OSMAN SAĞDIÇ ; DOÇ. DR. TUĞBA ÖZER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Demir, yeryüzünde en çok bulunan elementlerden biridir. Demir iyonu vücutta oksijen taşınımı, enzim katalizi, DNA ve RNA sentezi ve hemoglobin sentezi gibi metabolik proseslerde önemli rol oynamasına rağmen, yüksek konsantrasyonlarda insan sağlığı için toksik etki göstererek Alzheimer, Parkinson ve Huntington hastalıkları ve böbrek yetmezliğine sebep olur. Bu sebeple tükettiğimiz gıdalarda demir iyonunun hızlı tespit edilmesi oldukça önem taşımaktadır. Günümüzde, demir iyonu alev atomik absorpsiyon spektrometrisi, indüktif eşleşmiş plazma-kütle spektrometresi (ICP-MS) gibi geleneksel tekniklerle tespit edilmektedir. Ancak bu yöntemler pahalı teçhizat ve uzman personel gerektirir ve analiz süreleri uzundur. İyon seçici elektrotlar ise, birden fazla numunenin kısa sürede tespit edilmesi, düşük maliyetli olma gibi önemli avantajlara sahip olması sebebiyle iyonların hızlı ve doğru tespitinde geleneksel yöntemlere göre üstünlük göstermektedir. Bu çalışmada, şablon baskılı karbon elektrotlar grafen mürekkebi kullanılarak transparan film üzerine baskı yöntemiyle üretilmiştir. Daha sonra, polimer, lipofilik tuz, plastikleştirici ve iyonofor karışımından oluşan iyon seçici membran ile kaplanmıştır. Geliştirilen elektrot 1×10-1-1×10-6 M üzerinde lineer davranış gösterirken, tayin sınırı 1×10-6 M olarak belirlenmiştir. Gıda örneklerinde Fe+3 iyonunu tespit etmek amacıyla geliştirilen sensörün uygulaması yapılarak gıda ortamında doğrulanmıştır.

Abstract:
Iron is one of the most abundant elements on earth. Although iron plays an important role in metabolic processes such as oxygen transport, enzyme catalysis, DNA and RNA synthesis and hemoglobin synthesis in the body, it has toxic effects on human health in high concentrations, causing Alzheimer's, Parkinson's and Huntington's diseases and kidney failure. Therefore, rapid detection of iron ions in food samples is very important. Iron is typically detected using traditional techniques such as flame atomic absorption spectrometry and inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). However, these methods require expensive equipment and expert personnel, and they have long analysis time. Ion selective electrodes, however, are superior to traditional methods in the fast and accurate detection of ions, as they have important advantages such as analysis of multiplexed sample in a short time and low cost. In this study, screen-printed carbon electrodes were fabricated using screen printing method on a transparent film using graphene ink. Then, an ion-selective membrane consisting of a mixture of a polymer, lipophilic salt, plasticizer, and ionophore was coated on the surface of the electrode. The developed electrode showed linear behavior in the range of 1×10-1-1×10-6 M with a detection limit of 1×10-6 M. The sensor developed to detect Fe+3 ion in food samples was validated by applying it in the foods.