Nanoyapılı malzemelerin biyolojik moleküllerle entegrasyonu,karakterizasyonu ve uygulamaları

Nano boyutta yenilikçi biyomalzemelerin tasarlanması, özellikle biyouyumluluk ve biyobozunurluk gibi özelliklerin önem arz ettiği biyoteknolojik ve nanoteknolojik proseslerde en güncel araştırma konularından biridir. Diğer biyomalzemeler ile kıyaslandığında karbohidrat temelli polimer malzemeler; ulaşılabilirlik, maliyet ve fizikokimyasal özellikler açısından çok önemli avantajlar sağlar. Elektroeğirme tekniği, nano boyutlu karbohidrat temelli fiber sentezi için kolay ve gelecek vaad eden bir tekniktir. Bu çalışmada, selüloz türevi olan selüloz asetat (CA) polimeri kitosan (CS) polimeri ile karıştırılmış, elektroeğirme tekniği kullanılarak CA-CS nanofiberleri sentezlenmiştir. Nano boyutta, boncuk içermeyen CA-CS fiberlerin elde edilebilmesi için farklı çözgen sistemleri ve CA-CS oranları incelenmiş, işlem parametreleri optimize edilmiştir. Sentezlenen, CA-CS nanoliflerinin yüzey morfolojisini karakterize etmek için taramalı elektron mikroskobu kullanılmıştır. Daha sonra CA-CS nanofiberlerin, immobilizasyon materyali olarak uygunluğunun test edilmesi amacıyla; glukoz oksidaz enzimi CA-CS nanofiber kaplı GCE üzerine kovalent olarak immobilize edilmiş ve CA-CS/GOx biyosensörü hazırlanmıştır. İmmobilizasyonun başarısını kanıtlamak amacıyla CV, DPV, EIS teknikleri kullanılarak ölçümler alınmış ardından CA-CS/GOx biyosensörünün glukoza karşı cevabı amperometrik olarak incelenmiştir. CA-CS/GOx biyosensörlerinin dedeksiyon limiti ve glukoz doğrusal aralığı sırasıyla, 14 μM ve 5 µM-0,75 mM bulunmuştur. Son olarak CA-CS/GOx biyosensörünün gerçek örneklerde uygulanabilirliğinin araştırılması amacıyla, glukoz içeren sentetik örnekler ile ölçümler alınmıştır.

Producing biomaterials in nanoscale architecture is one of the most popular topic as biological and nanotechnologic applications particularly relies on biocompatibility and biodegradability. Among other biomaterials, carbohydrate-based polymers satisfy the demand in terms of availability, cost-efficiency and physicochemical properties. Electrospinning is a promising and simple technique to produce carbohydrate-based nanofibers. In this study, one of the cellulose derivative cellulose acetate (CA) was blended with chitosan (CS) and CA-CS nanofibers were synthesized via electrospinning technique. Different solvent systems and CA-CS polymer ratio were examined and process parameters were optimized to obtain the ultrafine and bead-free CA-CS nanofibers. Scanning electron microscopy (SEM) was performed to characterize the surface morphology of CA-CS nanofibers. Then, to test the CA-CS nanofibers as an immobilization material; glucose oxidase (GOx) was immobilized on CA-CS coated GCE by covalent modification to design biosensor platform. CV, DPV, EIS measurements were carried out to prove the surface modification and CA-CS/GOx biosensor was tested for glucose detection by amperometric technique. Limit of detection (LOD) and linear response for glucose of CA-CS/GOx biosensor was found 14 μM and 5 µM-0,75 mM respectively. Finally, CA-CS/GOx platform was investigated to detect glucose in synthetic samples.