Farklı nanomalzemeler ile glukoz biyosensörlerinin hazırlanması ve uygulama potansiyellerinin araştırılması

Bu tez projesi kapsamında, üç farklı glukoz biyosensörü tasarlandı. Piranoz oksidaz (POx) ve glukoz oksidaz (GOx) enzimleri farklı immobilizasyon metodlarıyla elektrot yüzeyine immobilize edildi. Bu sistemlere yönelik optimizasyon ve karakterizasyon çalışmaları yapıldı. Poliamidoamin (PAMAM) temelli piranoz oksidaz biyosensörüne yönelik yapılan optimizasyon çalışmalarına göre optimum enzim miktarı ve pH; 9,4 U aktiviteye sahip enzim miktarı ve 6 olarak bulundu. Bu koşullarda, glukoz için doğrusal tayin aralığı 0,025 mM-0,5 mM olarak belirlendi. Tekrarlanabilirlik denemelerinde 0,3 mM glukoz için tekrarlı 7 ölçüm alındı. Standard sapma (S.D) ve varyasyon katsayısı (c.v) ± 0,011 mM ve % 3,57 olarak bulundu. Operasyonel kararlılığın belirlenmesi amacıyla belirli aralıklarla 9 gün boyunca ölçüm alındı. Ilk 2 günde alınan 30 ölçüm sonunda aktivite kaybı gözlenmedi. 9 günde alınan 80 ölçüm sonunda biyosensör cevabının % 50 azaldığı gözlendi. Tekrar üretilebilirlik ve substrat spesifikliği belirlendi. Ayrıca bu sistem FIA sistemiyle kombine edildi. Bu sistemde aynı koşullar altında, glukoz için doğrusal tayin aralığı 0,025 mM-1 mM olarak belirlendi. Tekrarlanabilirlik denemelerinde 0,5 mM glukoz için tekrarlı 10 ölçüm alındı. Standard sapma (S.D) ve varyasyon katsayısı (c.v) ± 0,019 mM ve % 3,69 olarak bulundu. Operasyonel kararlılığın belirlenmesi amacıyla 6 saat boyunca 15 ölçüm alındı ve biyosensör cevabının % 9,3 oranında azaldığı gözlendi. Tekrar üretilebilirlik ve substrat spesifikliği belirlendi. Altın nanopartikül (AuNP)-polianilin (PANI)/AgCl/jelatin nanokompozit temelli piranoz oksidaz biyosensörü ikinci sistem olarak geliştirildi. Yapılan optimizasyon çalışmalarına göre optimum enzim miktarı ve pH; 0,75 U aktiviteye sahip enzim miktarı ve 6,5 olarak bulundu. Bu koşullarda, glukoz için doğrusal tayin aralığı 0,05 mM-0,75 mM olarak belirlendi. Tekrarlanabilirlik denemelerinde 0,25 mM glukoz için tekrarlı 6 ölçüm alındı. Standard sapma (S.D) ve varyasyon katsayısı (c.v) ± 0,005 mM ve % 2,16 olarak bulundu. Operasyonel kararlılığın belirlenmesi amacıyla 6 saat boyunca 8 ölçüm alındı ve biyosensör cevabının % 12 oranında azaldığı gözlendi. AuNP’nin biyosensör cevabına etkisi ve substrat spesifikliği belirlendi. Son olarak biyosensör, doğal örneklerdeki glukoz miktarının analizi için kullanıldı. Biyosensörden elde edilen veriler referans metod olarak spektrofotometrik Trinder reaksiyonuna dayanan ticari glukoz deney kitlerinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Manyetik Fe3O4 nanopartikül temelli glukoz oksidaz biyosensörü üçüncü sistem olarak geliştirildi. Yapılan optimizasyon çalışmalarına göre optimum biyonanopartikül miktarı ve pH; 10 μL ve 6 olarak bulundu. Bu koşullarda, glukoz için doğrusal tayin aralığı 0,25 mM-2 mM olarak belirlendi. Tekrarlanabilirlik denemelerinde 2 mM glukoz için tekrarlı 10 ölçüm alındı. Standard sapma (S.D) ve varyasyon katsayısı (c.v) ± 0,051 mM ve % 2,51 olarak bulundu. Operasyonel kararlılığın belirlenmesi amacıyla 6 saat boyunca 15 ölçüm alındı ve biyosensör cevabının % 17 oranında azaldığı gözlendi. Son olarak biyosensör, doğal örneklerdeki glukoz miktarının analizi için kullanıldı. Biyosensörden elde edilen veriler referans metod olarak spektrofotometrik Trinder reaksiyonuna dayanan ticari glukoz deney kitlerinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı.