Spectrophotometric and amperometric biosensors based on conducting polymers of 1-benzyl-2,5-di(thiophen-2-yl)- 1H-pyrrole and(4,7-dithien-2-yl-2,1,3-benzothiadiazole)
1-benzil-2,5-di(tiyofen-2-l)-1H-pirol ve (4,7-ditien-2-l-2,1,3- benzotiadiazol) iletken polimerleri bazlı spektrofotometrik ve amperometrik biyosensörler
- Tez No: 338425
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE, PROF. DR. SUNA TİMUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 63
Özet
Bu tezde, poli 1-benzil-2,5-di(tiyofen-2-l)-1H-pirol) poli(SNBS) vepoli(4,7-ditien-2-l-2,1,3-benzotiadiazol) poli(TBTD) iletken polimerleri bazlı biyosensörler hazırlanmıştır. İletken polimerlerin sentezi için elektrokimyasal polimerleştirme tekniği kullanılmıştır. Spektrofotometrik ve amperometrik yöntemler kullanılarak hazırlanan biyosensörler optimize ve karakterizeedilmiştir. Uygun çalışma pH değeri, sıcaklığı, iletken polimer kalınlığı, biyolojik madde miktarı gibi parametreler optimize edilmiş, tekrarlanabilirlik, lineer çalışma aralığı, ve kararlılıkları belirlenmiştir. Tezin ilk kısmında alkol oksidaz enzimi kullanılarak amperometrik bir biyosensör hazırlanmıştır. AOX, moleküler oksijenin elektron akseptörü olarak kullanılmasıyla, düşük molekül ağırlıklı alkollerin, ilgili aldehite yükseltgenmesi için kullanılmıştır. Alkol oksidaz enzimi platin elektrot yüzeyine, farklı polimer matrislerinde tutuklanmış, elde edilen biyosensörlerde, etanol sübstratı kullanılarak,optimizasyon analitik karakterizasyon çalışmaları tamamlanmıştır. Alkol oksidaz enzimi, tutuklama yöntemi kullanılarak, poli(4,7-ditien-2-l-2,1,3-benzotiadiazol) (TBTD)-EDOT matrisinde tutuklanmıştır. Enzimin bu matristetutuklanması platin disk elektrotları üzerinde gerçekleştirilmiştir. Enzimin PEDOT ve TBTD-PEDOT matrislerinde tutuklanması sonucu elde edilen değerler karşılaştırılmıştır. Bu çalışmalarda sabit potansiyelde dönüştürücü ileelektrik sinyaline dönüştürülen fiziksel özellikteki değişim esas alınmıştır. Elektrodun ilk tabakasında TBTD polimerizasyonu olurken, ikinci tabakada EDOT polimerizasyonu gerçekleştirilmiş ve alkol oksidaz enzimi tutuklanmıştır. pH optimizasyonu, yük determinasyonu, tarama sayısıoptimizasyonu çalışılmış, Vmax, Km değerleri hesaplanmıştır. Daha sonra yalnız PEDOT polimerizasyonu ile oluşturulan elektrotta alkol oksidaz enzimi tutuklanmış ve çalışmalar karşılaştırılmıştır. Tezin ikinci kısmında ise elektrokimyasal yöntem kullanılarak poli 1-benzil-2,5-di(tiyofen-2-l)-1H-pirol)poli(SNBS) iletken kopolimerinde invertaz enzimi tutuklanmıştır. SDS (sodyum dodesil fosfat) destekleyici elektrolit olarak kullanılmış, 1 volt potansiyel uygulanarak tutuklama matrisleri hazırlanmış, daha sonra enzimin pH, sıcaklık, kinetik parametreleri (Vmax ve Km değerleri) ve raf ömrü değerlerihesaplanmıştır. İnvertaz enziminin polipirolde ve kopolimerde tutuklanması sonucu elde edilen değerler karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, two different biosensors based on conducting polymers of (4,7-dithien-2-yl-2,1,3-benzothiadiazole) (TBTD) and 1-benzyl-2,5 di(thiophene-2-yl)-1H-Pyrrole (SNBS) were prepared. Electrochemical technique was used for polymerization of conducting polymers and two different immobilization techniqueswere used for immobilizing enzyme into the conducting polymer matrices. The proposed biosensors were characterized and optimized. Optimum pH, thickness, enzyme amount were determined and linearity, repeatability, operational stability experiments were performed. In the first part of the thesis a redox enzyme alcohol oxidase was immobilized in TBTD/EDOT bilayer and PEDOT to construct an amperometric biosensor. AOX is responsible for the oxidation of low molecular weight alcohols to the corresponding aldehyde, using molecular oxygen as the electron acceptor. Using entrapment method, alcohol oxidase enzyme was immobilized in PEDOT matrix on platinum disk electrodes. Then, enzyme was immobilized in poly(4,7-dithien-2-yl-2,1,3-benzothiadiazole) (TBTD)-EDOTmatrix. Finally these two were compared. Proposed biosensors were characterized using ethanol as the substrate and the responses were measured. Kinetic parameters, Imax, Km and sensitivity were determined for the biosensors with and without TBTD. Optimization studies for TBTD thickness, PEDOT amount and pH were carried out.The biosensing capacity was discussed for TBTD matrix. In the second part of the thesis a second biosensor was designed through electrochemical polymerization of 1- benzyl-2,5 di(thiophene-2-yl)-1H-Pyrrole (SNBS). Invertase enzyme immobilized SNBS generates a spectrophotometric biosensor. Kinetic parameters, Michaelis-Menten constant, Km, maximum reaction rate, Vmax were investigated. Operational stability, pH and temperature optimization of the enzyme electrodes were also examined.
Benzer Tezler
- Fenolik bileşiklerin tayinine yönelik amperometrik esaslı biyosensör hazırlanması
The preparation of amperometric biosensor for determination of phenolic compounds
HAKKI MEVLÜT ÖZCAN
- Kitosan karbon nanotüp komposit matriksli amperometrik nitrit biyosensörü geliştirilmesi
Development of an amperometric nitrite biosensor with a chitosan-carbon nanotube composite matrix
AFRA GÜLSÜM DURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyoteknolojiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK ÖZKAN
- Ürik asit tayinine yönelik yeni bir biyosensör tasarımı
A new designed biosensor for the uric acid determination
ERKAN OĞUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyokimyaÇukurova ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT KAYRIN
- Uricase immobilization on nanofibre membranes prepared by electrospinning and its use as voltammetric uric acid biosensor
Elektroeğirme ile hazırlanan nanofiber membranlara ürikaz immobilizasyonu ve voltametrik ürik asit biyosensörü olarak kullanımı
FAKHRIY MUHAMMAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyokimyaİnönü ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURHAN ATEŞ
DOÇ. DR. AHMET ULU
- Asetilkolin biyosensörünün hazırlanması, alzheımer tedavisi için yeni asetilkolinesteraz inhibitörlerinin sentezi, spektrofotometrik ve elektrokimyasal yöntemlerle inhibisyon özelliklerinin incelenmesi
Preparation of acetylcholine biosensor, synthesis of novel acetylcholine inhibitors for alzheimer treatment, investigation of inhibition properties with spectrophotometric and electrochemical methods
ELİF AYNACI