A functional immobilization matrix based on a conducting polymer modified with PMMA/clay nanocomposites and gold nanoparticles: Applications to amperometric glucose biosensors
PMMA/kil nanokompozitler ve altın nanopartiküller ile modifiye edilen iletken polimer bazlı fonksiyonel immobilizasyon matrisler: Amperometrik glukoz biyosensör uygulamaları
- Tez No: 355329
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: İletken Polimerler, Glukoz Biyosensörleri, Enzim Esaslı Amperometrik Biyosensörler, Altın Nanoparçacıklar, Kil Nanokompositleri, Glikoz Oksidaz, Conducting Polymers, Glucose biosensors, Enzyme Based Amperometric Biosensors, Gold Nanoparticles, Clay Nanocomposites, Glucose Oxidase
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Herhangi bir test solüsyonunda hedef analit tayininde biyosensör dizaynı tüm dünya tarafından oldukça ilgi çekmektedir. Geleneksel yöntemlere göre, biyosensörlerin kendine özgü, hızlı ve kolay çalışma ve en az örnek hazırlama işlemi ile kolay üretilebilme gibi birçok avantajı vardır. Fakat tekrarlanabilirlikleri ve kararlılıkları hala önemli sorunlardır. Bu sorunları çözmek için, uygun immobilizasyon metodu seçilmelidir. İletken polimerlerin biyouyumlulukları, kolay hazırlanmaları ve modifiye edilebilir yapısal özellikleri sayesinde biyomoleküller için uygun immobilizasyon platformu olarak hizmet verirler. Bunun yanı sıra, iletken polimerlerin nanoyapılarla birlikte biyosensör uygulamalarında kullanımı hayli ilgi çekmektedir. Elektrot yüzeyini nanoyapılarla modifiye etmek biyomolekül ile destek malzemesi arasındaki elektron transfer hızının artmasına sebep olmaktadır. Bu sayede, etkili ve kararlı biyosensör dizaynı elde edilmektedir. Bu tezde, sentezlenmiş fonksiyonel bir polimer olan poly(6-(4,7-bis(2,3-dihidrotiyeno[3,4-b][1,4]dioksin-5-il)-2H-benzo[d][1,2,3]triazol-2-il)hekzan-1-amin) (poly(BEDOA-6) glikoz oksidaz enzimi immobilizasyonunda immobilizasyon matrisi olarak kullanılmıştır. Ayrıca, iki farklı glikoz biyosensörü geliştirmek için, iletken polimer yüzeyi PMMA/kil nanokomposit ve modifiye edilmiş altın nanopartikül ile modifiye edilmiştir. Polimerin grafit elektrot yüzeyinde başarılı bir şekilde biriktirilmesinden sonra, glikoz oksidaz enziminin immobilizasyonu yapılmıştır. Bu immobilizasyon hedeflenen biyosensörler için en etkili yüzey dizaynını elde etmek için nanoyapılar kullanılmıştır. Sabit uygulanan potensiyel altında, çözeltideki oksijen konsantrasyonu tüketimi amperometrik teknik kullanılarak izlenmiştir. SEM, XPS, TEM ve Floresans mikroskop gibi bazı teknikler kullanılarak yüzey özellikleri karakterize edilmiştir. Dizayn edilen bu biyosensörler düşük saptama sınırı olan geniş lineer aralıklar göstermektedir. İlaveten, biyosensörlerin çeşitli kinetik parametreleri, operasyonel ve depo kararlılıkları tayin edilmiştir. Son olarak, hazırlanan bu biyosensörler farklı numunelerde test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Designing biosensors for detection of target species in any test solution has attracted keen interest throughout the world. Over the conventional methods biosensors have several advantages which are specific, rapid, and simple to operate, and ease of fabrication with minimal sample pretreatment involved. However, reproducibility and stability are still major drawbacks. To overcome these problems, a suitable immobilization method must be chosen. Conducting polymers serve excellent immobilization platform for biomolecule depositions owing to their biocompatibility, ease of preparation and ability to modify structural properties. Besides, combination of conducting polymers and nanostructures attracted considerable attention in biosensing applications. Modification of the electrode surface with nanostructures leads to increase rate of electron transfer between biomolecules and support material. By this way, effective and stable biosensor design is achieved. In this thesis, a functional polymer, poly(6-(4,7-bis(2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-5-yl)-2H-benzo[d][1,2,3]triazol-2-yl)hexan-1-amine) poly(BEDOA-6), was utilized as an immobilization matrix for glucose oxidase biosensor construction. Moreover, conducting polymer surface was modified with PMMA/clay nanocomposite material and modified gold nanoparticles to develop two different glucose biosensors. After successful electrochemical deposition of the polymer; poly(BEDOA-6) on the graphite electrode, immobilization of glucose oxidase was carried out. During immobilization, nanostructures were used in biosensor fabrication to achieve the most effective surface design for target biosensors. By applying constant potential, consumption of oxygen concentration in bulk solution was followed using amperometric technique. Surface features of the biosensors were characterized using several techniques like SEM, XPS, TEM, Fluorescence Microscopy. The designed biosensors showed wide linear ranges with low detection limits. Also, kinetic parameters, operational and storage stabilities were determined. Finally, the biosensors were tested on real samples.
Benzer Tezler
- Multi-functional polymer scaffolds as biosensors for detection of ethanol and organophosphorous pesticides and as a fluorescent probe for cell imaging purpose
Multifonksiyonel polimer yapılarını biyosensör olarak etanol ve tarım ilacı tayininde ve floresan prob olarak hücre görüntülemesinde kullanımı
MELİS KESİK MANCAR
Doktora
İngilizce
2017
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
PROF. DR. SUNA TİMUR
- Synthesis of some functional conducting polymers, characterization, Mott-Schottky analysis and sensor applications
Bazı fonksiyonel iletken polimerlerin sentezi, karakterizasyonu, Mott-Schottky analizi ve sensor uygulamaları
TOLGA KARAZEHİR
Doktora
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
PROF. DR. MURAT ATEŞ
- Poli[(metoksietoksi)etoksi-ko-3-formilfenoksi]fosfazen'in sentezi ve biyosensör uygulamalarında kullanımı
Synthesis and biosensor application of poly[(methoxyethoxy)ethoxy-co-3-formylphenoxy] phosphazene
DİDEM UÇAN
- Functional conjugated polymers
Fonksiyonel konjuge polimerler
HÜSEYİN AKBULUT
Doktora
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Polimer mikro küreleri üzerinde polianilin sentezi ve amin, amino asit immobilizasyonunda kullanımı
Preparation of pani coated polymer microspheres and their use as michael acceptor for direct immobilization of amines and amino acids
HASAN ONUR ERDEM
