Balıketlerinde tazelik indikatörü olarak ksantin nanobiyosensörü geliştirilmesi ve gıda analizlerinde endüstriyel kullanımı
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2019
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Balıketinin bozulmasının bir işareti olarak erken bir biyolojik belirteç olan ksantinin (X) hassas elektrokimyasal tespiti için yeni bir biyosensörün geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu yeni biyosensör üç ana adımda oluşturulmaktadır. İlk adım, iletken polimerin (pirol) kurşun kalem grafit elektrot (PGE) üzerine elektropolimerizasyonudur. İkinci adım, gümüş katkılı çinko oksit nanopartiküllerinin (nano Ag-ZnO) hali hazırda poliprol (PPy) ile katkılı PGE üzerine tutulmasıdır. Üçüncü adım, enzimin (ksantin oksidaz) hazırlanmış elektrot (nano Ag-ZnO/PPy/PGE) yüzeyine immobilizasyonudur. Biyosensörün üretim süreci taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Biyosensörün elektrokimyasal davranışları döngüsel voltametri (CV) ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan enzim elektrotu pH 7.40 ve + 0.7 V'de maksimum yanıt vermiştir ve yaklaşık %3.2'lik sabit durum akımının %95'ine ulaşmıştır ve duyarlılık 0.03 μA/mM olarak hesaplanmıştır. Tasarlanan biyosensör, gözenekli yapıyı arttırarak, biyosensör performansında önemli bir rol oynayan iletken katılı ZnO nanoparçacıklarının iletken polimer yapısına eklenmesi sayesinde yüksek seçicilik ve düşük 0.07 μM saptama limiti göstermiştir. Bu tez çalışmasında, balıketi (deniz levreği) tazeliğinin daha kısa ve basit bir yöntemle belirlenmesi için bir gıda analiz cihazı olarak nanobiyosensör geliştirilmiş ve geliştirilen bu sensörün karakterizasyon ve optimizasyon çalışmaları sonrasında gıda analizlerinde kullanılabilirliği incelenmiştir. Geliştirilen nanobiyosensör 0.07 μM LOD (tespit limiti) ile kısa cevap süresi (3.2 s), yüksek duyarlılık (0.03 μA/mM), ve iyi tekrarlanabilirlik (RSD=%0.54) göstermektedir. HPLC sonuçları ise 0.002 μM LOD (tespit limiti) ile uzun cevap süresi (30 dk), duyarlılık (9057.8 μA/mM), ve iyi tekrarlanabilirlik (RSD=%0.54) göstermektedir. Amperometri ve HPLC sonuçlarından geri kazanım %97-110 olarak ölçülmüştür. Ek olarak nanopartikül üretimi ve karakterizasyonu uygun şekilde yapılmıştır.
Sensitive electrochemical detection of xanthine (X), which is an early biomarker as a sign of fish meat spoilage, was achieved by the construction of a novel biosensor. This novel biosensor developed under three main steps. The first step is electropolymerization of conducting polymer (pyrrole) onto pencil graphite electrode (PGE). The second step is entrapment of silver doped zinc oxide nanoparticles (nano Ag-ZnO) onto PGE, which has already doped with polypyrrole (PPy). The third step is immobilization of enzyme (xanthine oxidase) onto modified electrode (nano Ag-ZnO/PPy/PGE) surface. The fabrication process of the biosensor characterized by scanning electron microscopy (SEM). The electrochemical behaviors of the biosensor characterized by cyclic voltammetry (CV). The prepared enzyme electrodes showed the maximum response at pH 7.40 and +0.7V and reached 95% of steady-state current about ~3.2s and sensitivity was 0.03μA/mM. The designed biosensor showed high selectivity and a low detection limit of 0.07μM thanks to the addition of Ag doped ZnO nanoparticles into the conducting polymer structure, which played an important role in the biosensor performance by increasing porous structure of conducting polymer surface. In the proposed project, it is aimed to develop nano-biosensor as a food analyzer and to investigate its usefulness in food analysis after characterization and optimization studies of this sensor to determine fishmeat freshness with a shorter and simpler method.
Sensitive electrochemical detection of xanthine (X), which is an early biomarker as a sign of fish meat spoilage, was achieved by the construction of a novel biosensor. This novel biosensor developed under three main steps. The first step is electropolymerization of conducting polymer (pyrrole) onto pencil graphite electrode (PGE). The second step is entrapment of silver doped zinc oxide nanoparticles (nano Ag-ZnO) onto PGE, which has already doped with polypyrrole (PPy). The third step is immobilization of enzyme (xanthine oxidase) onto modified electrode (nano Ag-ZnO/PPy/PGE) surface. The fabrication process of the biosensor characterized by scanning electron microscopy (SEM). The electrochemical behaviors of the biosensor characterized by cyclic voltammetry (CV). The prepared enzyme electrodes showed the maximum response at pH 7.40 and +0.7V and reached 95% of steady-state current about ~3.2s and sensitivity was 0.03μA/mM. The designed biosensor showed high selectivity and a low detection limit of 0.07μM thanks to the addition of Ag doped ZnO nanoparticles into the conducting polymer structure, which played an important role in the biosensor performance by increasing porous structure of conducting polymer surface. In the proposed project, it is aimed to develop nano-biosensor as a food analyzer and to investigate its usefulness in food analysis after characterization and optimization studies of this sensor to determine fishmeat freshness with a shorter and simpler method.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Nanoteknoloji, Balıketi, Ksantin, Nanobiyosensör, Nanotechnology, Fishmeat, Xanthine, Nanobiosensor