Sentetik antioksidan tayini için moleküler baskılı elektrokimyasal sensörlerin geliştirilmesi ve gıda analizlerinde uygulanması
Development of molecular imprinted electrochemical sensors for determination of synthetic antioxidants and application in food analysis
Yazar: SAFAA HASHIM MOHAMMED ALBAYATI
Danışman: PROF. DR. PERVİN SOYLU
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Sentetik antioksidanlar, yemeklik yağlar, hazır gıdalar, krakerler ve cipsler gibi gıda ürünlerinin stabilitesini arttırmak için yaygın olarak kullanılan fenolik bileşiklerdir. Ancak, kararsızlığı ve oksidasyon ürününün toksik etkisi nedeniyle oldukça güvensiz koruyucu bileşikler olarak kabul edilirler. Birçok çalışma, yüksek doz sentetik antioksidanın karaciğer hasarına sebep olduğu, mide tümörü oluşturduğu ve DNA hasarına neden olarak bazı hastalıklara zemin hazırladığını göstermiştir. Sentetik antioksidanların canlılar üzerindeki toksikolojik tehlikeleri göz önünde bulundurulduğunda bu maddelerin tespiti için hızlı ve doğru analiz teknikleri geliştirmenin oldukça önemli olduğu görülmektedir. 
Bu nedenle, bu tez çalışmasında, yaygın olarak kullanılan sentetik antioksidanlardan olan, tersiyer butilhidrokinon (TBHQ), butilhidroksianisol (BHA) ve propil gallat (PG) tayini için yeni bir moleküler baskılı elektrokimyasal sensor (MIECS) geliştirilmiştir. Bu amaçla, ilk olarak camsı karbon elektrot (GCE) yüzeyi çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) ve altın nanopartikül (GNP) ile modifiye edilerek, yüzeyde sentetik antioksidanlar varlığında, o-fenildiamin (o-PDA) bileşiğinin elektrokimyasal polimerizasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen yüzeylerin morfolojik ve elektrokimyasal karakterizasyonları; taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), CV, diferansiyel puls voltametrisi (DPV) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) teknikleriyle yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda doğrusal çalışma aralığı TBHQ ve BHA için; 0.1-0.6 µM ile 0.6-1000 µM, PG için 0.01-5 µM ile 5-1000 µM ve tayin limiti değerleri TBHQ ve BHA 5 nM, PG için ise 6 nM olarak bulunmuştur. Elde edilen sensörün kararlılık, tekrar üretilebilirlik, tekrarlanabilirlik ve seçicilik değerlerinin oldukça yüksek olduğu ve gıda ürünlerinde TBHQ, BHA ve PG tayinine uygun olduğu görülmüştür. Literatüre göre elde edilen sensörün her bir antioksidan için çalışma aralığının oldukça geniş ve tayin limitinin oldukça düşük olduğu görülmektedir.

Abstract:
Synthetic antioxidants are phenolic compounds commonly used to increase the stability of food products such as edible oils, prepared foods, crackers and chips. However, they are considered rather unsafe preservative compounds due to their instability and the toxic effect of the oxidation product. Many studies have shown that high doses of synthetic antioxidants cause liver damage, stomach tumors and DNA damage, which predisposes to some diseases. Considering the toxicological dangers of synthetic antioxidants on living things, it seems very important to develop fast and accurate analysis techniques for the detection of these substances.
Therefore, in this thesis study, a new molecular imprinted electrochemical sensor (MIECS) was developed for the determination of tertiary butylhydroquinone (TBHQ), butylhydroxyanisole (BHA) and propyl gallate (PG), which are widely used synthetic antioxidants. For this purpose, firstly, the glassy carbon electrode (GCE) surface was modified with multi-walled carbon nanotube (MWCNT) and gold nanoparticle (GNP), and electrochemical polymerization of o-phenyldiamine (o-PDA) compound was carried out in the presence of synthetic antioxidants on the surface. Morphological and electrochemical characterization of the obtained surfaces; was performed using scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), CV, differential pulse voltammetry (DPV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques. In the studies conducted, the linear working range was found to be; 0.1-0.6 µM and 0.6-1000 µM for TBHQ and BHA, 0.01-5 µM and 5-1000 µM for PG, and detection limit values were found to be 5 nM for TBHQ and BHA and 6 nM for PG. It has been observed that the obtained sensor has very high stability, reproducibility, repeatability and selectivity values and is suitable for the determination of TBHQ, BHA and PG in food products. According to the literature, it is seen that the working range of the sensor obtained for each antioxidant is quite wide and the detection limit is quite low.