Geri Dön

Development of acetylcholinesterase biosensor for the detection of pesticides

Pestisitlerin belirlenmesi için asetilkolinesteraz biyosensörünün geliştirilmesi

  1. Tez No: 268998
  2. Yazar: MURAT KAVRUK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. FÜSUN İNCİ EYİDOĞAN, PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 84

Özet

Pestisitler, zararlı etki gösteren organizmaları durdurmak ya da öldürmek amaçlı doğal ve yapay moleküllerdir. Tarımda kullanılmaları verim artışı sağlasa da, ürünler üzerindeki kimyasal kalıntılar toplumda sağlık endişesi yaratmaktadır. Organofosfatlar ve karbamatlar, iki pestisit grubudur. Böcekler ve küçük hayvanlara karşı daha ölümcül olmalarına rağmen, insanlarda sinir sisteminde önemli rol oynayan asetilkolinesteraz (AChE) enziminin inhibasyonu sonucunda zehirlenmelere sebep olabilirler. Dolayısıyla bu bileşiklerin tespiti önemlidir. Bu pestisit türlerinin tespiti için kullanılan geleneksel yöntemler pahalı, zaman alan ve uzmanlık istemektedir. Bu çalışmada organofosfat ve karbamat temelli pestisitlerin tespiti için; hızlı, atılabilir, ucuz ve tutarlı bir asetilkolinesteraz biyosensörü geliştirilmiştir. Emdirme metoduyla, enzim AChE, kromofor 5,5'-Ditio-bis(2-nitrobenzoik asit) DTNB ve yapay substrat astitiokolin (ATCh) destek materyalin üzerine sabitlenmiştir. Optimizasyon çalışmalarında; AChE için 3 ile 15U/mL arası yoğunluklar denenmiş, DTNB ve ATCh için ise 1 ile 5mM yoğunluk aralıkları kullanılmıştır.Optimizasyon çalışmalarının sonucu olarak 12U/mL AChE yoğunluğu, 5mM DTNB yoğunluğu ve 5mM ATCh yoğunluğu pestisit biyosensörünün yapımı için uygun bulunmuştur.Organofosfat temelli böcek öldürücü malatyonun tespit limiti %5 metanol çözeltisinin içinde 2.5ppm olarak bulunmuştur. Biyosensör pH 4 ve 8 arasında yapısını korumuş olup, pH 10'dan sonar yanlış pozitif sonuç vermiştir. Yapılan stabilite çalışmalarına göre, tasarlanan biyosensor aktivitesini 4°C'de 60 gün boyunca pozitif ve negative sonuçları ayırt edecek kadar muhafaza etmiştir.

Özet (Çeviri)

Pesticides are natural or artificial molecules aimed to kill, or mitigate any harmful organism. Although their use in agriculture provides us with an increased crop yield, remains of chemicals on the products creates health concerns in society. Organophosphates and carbamates are two groups of insecticides. Although they are far more lethal against insects and small animals, they can also cause poisoning in humans through the inhibition of acetylcholinesterase enzyme (AChE) that plays an important role in human nervous system. Therefore, the detection of these compounds is crucial. The conventional methods for the detection of these compounds are expensive, time-consuming and need expertise. In this study, a fast, disposable, cheap and accurate acetylcholinesterase biosensor was developed to detect organophosphate and carbamate-based pesticide residues. By means of adsorption method, AChE, the chromophore 5,5'-Dithio-bis(2-nitrobenzoic acid) (DTNB) and artificial substrate acetylthiocholine (ATCh) were immobilized on the supporting material. In optimization studies; from 3 to 15U/mL concentrations were experimented for AChE, 1 to 5mM DTNB and 1 to 5mM ATCh concentration gradients were used.As a result of the optimization studies 12U/mL ACHE concentration, 5mM DTNB concentration and 5mM ATCh concentration were determined for constructing a pesticide biosensor.Detection limit of malathion, an organophosphate-based insecticide was found as 2.5ppm in 5% methanol solution. The biosensor conserved its integrity between pH 4 and 8, and gave false positive results after pH 10. Stability studies showed that, biosensor retained its activity for at least 60 days at 4°C to discrimnate between positive and negative controls.

Benzer Tezler

  1. İletken polimer tabanlı organofosforlu pestisit tayinine yönelik amperometrik biyosensörlerin geliştirilmesi

    Development of conductive polymer based amperometric biosensors for the detection of organophosphorus pesticides

    HÜZEYFE ÇELİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    KimyaOrdu Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SANİYE SÖYLEMEZ

  2. Pestisit tayinine yönelik biyosensör geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    Development and characterization of biosensor for the pesticide analysis

    SUNA TİMUR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    BiyokimyaEge Üniversitesi

    Biyokimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AZMİ TELEFONCU

  3. Development of amperometric cholinesterase biosensors based on a conducting polymer for detection of anti-dementia drugs and pesticides

    Anti demans ilaçları ve bazı pestisitlerin tayini için iletken polimer tabanlı amperometrik kolinesteraz biosensorleri

    JANSET TURAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE

    PROF. DR. NECATİ ÖZKAN

  4. Bor nitrür tabanlı bir biyosensör geliştirilmesi

    Development of a boron nitride based biosensor

    CELAL CEM CİNCİOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyomühendislikÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Biyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZİKRİYE ÖZBEK

  5. Bis-neokuproin bakır(II) kompleksine dayalı optik ve elektrokimyasal sensör/biyosensörlerin geliştirilmesi ve biyoteknolojik uygulamaları

    Development and biotechnological applications of optical and electrochemical sensors / Biosensors based on bis-neocuproin copper (II) complex

    SELEN AYAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyoteknolojiÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF DİLGİN