Ekran baskılı grafen elektrotlar kullanılarak pestisitlerin amperometrik biyosensörlerle tespiti
Detection of pesticides by using amperometric biosensor based on screen printed elektrodes
- Tez No: 507595
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EBRU SAATÇİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Elektrokimyasal biyosensör, amperometri, SPE, malathion, chlorpyrifos-ethyl, deltamethrin, AChE, Electrochemical biosensor, amperometry, SPE, malathion, chlorpyrifos-ethyl, deltamethrin, AChE
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrokimyasal pesitisit biyosensörleri düşük maliyet, kolay hazırlanma ve yerinde analize imkan sağladığından çevre kirleticilerinin analizinde HPLC, GC ve LC/MS/MS gibi geleneksel yöntemlere göre daha etkili bir alternatiftir. Bu çalışmada, geleneksel yöntemlere rakip olan asetilkolinesteraz (AChE) temelli amperometrik pestisit biyosensörü geliştirilerek, malathion, chlorpyrifos-ethyl ve deltamethrinin sudaki kalıntı miktarları tespit edilmiştir. Bunun için, öncelikle manyetik boncuk ve ekran baskılı elektrotlara dayalı metotla geliştirilen biyosensörün optimizasyonu gerçekleştirildi. Elde edilen sonuçlar ile manyetik boncuklar için optimum değer 0.3 mg/ml olarak belirlendi. Enzim optimizasyonunda, 1/25 dilüsyon oranı optimum değer olarak kabul edildi. AChE'ın elektroaktif substratı asetiltiyokolin (ACTC) çalışma konsantrasyonu 2 mM optimum değer olarak bulundu. Kinetik ölçümlere göre asetiltiyokolin için Km ve Vmax değerleri sırasıyla 0.67 mM ve 833 Δakım/dk olarak bulundu. Tüm akım okumaları optimum uygulama voltajı olan 700 mV da yapıldı. Pestisit ölçümü çalışmalarında malathion için standart konsantrasyon aralığı 0.1-75 g/ml arasında belirlenmiş olup, en küçük tespit limiti 0.3 µg/ml'dir. Chlorpyrifos-ethyl için standart konsantrasyon aralığı 1-160 g/ml arasında ve en küçük deteksiyon limiti 3 µg/ml olarak bulundu. Deltamethrin için ise standart konsantrasyon aralığı 7.5-250 g/ml arasında olup, en küçük deteksiyon limiti 14 µg/ml olarak kaydedildi. Bu değerler altında yapılan çalışmalar sonucunda, malathion ve chlorpyrifos-ethyl AChE'ı inhibe ederken, deltamethrinin enzimi aktive ettiği görüldü. Malathion için en yüksek değerde (75 µg/ml) % 91, en düşük değerde % 6 (0.1 µg/ml) inhibisyon gösterirken, chlorpyrifos-ethyl en yüksek değerde (160 µg/ml) % 88, en düşük değerde % 4 (1 µg/ml) inhibisyon gösterdi. Deltamethrin ise 125 μg/ml düzeyinde % 95, en düşük değerde (7.5 µg/ml ) % 4 aktivasyon gösterdiği gözlendi.
Özet (Çeviri)
Electrochemical pesticide biosensors are more applicable devices for the detection of enviromental toxic materials when they compared to other traditional devices, such as HPLC, GC and LC/MS/MS. They have low cost, easy to use and on-site measurement properties. In this study, acetylcholinesterase (AChE) -based amperometric pesticide biosensor, is a rival to traditional methods, was developed and the amounts of residues in malathion, chlorpyrifos-ethyl and deltamethrinin were determined. Firstly, the biosensor optimization was carried out with the method based on magnetic beads and printed electrodes. With the obtained results, the optimum value for magnetic beads was determined to be 0.3 mg/ml. For enzyme optimization, the 1/25 dilution ratio was considered the optimum value. AChE's electroactive substrate acetylthiocholine (ACTC) optimum working concentration was found to be 2 mM. According to kinetic measurements, Km and Vmax for acetylthiocholine was found as 0,67 mM and 833 Δcurrent/min, respectively. All current readings were made at the optimum application voltage of 700 mV. In pesticide measurement studies, the standard concentration range for malathion was between 0.1-75 μg/ml with the smallest detection limit of 0.3 μg/ml. The standard concentration range for chlorpyrifos-ethyl was ranged from 1-160 μg/ml with the smallest detection limit of 3 μg/ml. The standard concentration range was found as 7.5-250 μg/ml and the smallest detection limit was recorded as 14 μg/ml for deltamethrin. As a result of the studies, it was seen that deltamethrin activated AChE activity while Malathion and Chlorpyrifos-ethyl inhibited. While the inhibition percent was (75 µg/ml) 91 % for the highest value for malathion and 6 % for the lowest value (0.1 µg/ml) , Chlorpyrifos-ethyl showed 88 % percent inhibition for the highest value (160 µg/ml) and 4 % (1 µg/ml) inhibition for the lowest value. Deltamethrin showed 95 % activation at 125 μg / ml and 4 % activation at the lowest value (7.5 µg/ml).
Benzer Tezler
- Diyabet ile ilişkili bazı analitlerin tayinine yönelik ileri malzeme esaslı iletken mürekkeplerile esnek ve giyilebilir sensörlerin geliştirilmesi
Development of flexible and wearable sensors with advanced material based conductive inks for determination of some analytes related to diabetes
SELEN URUÇ
- Biyolojik öneme sahip bazı analitlerin tayini için esnek ve giyilebilir elektrokimyasal sensörlerin geliştirilmesi
Development of flexible and wearable electrochemical sensors for the determination of some analytes of biological importance
EBRAR DOKUR
- Biyolojik olarak önemli moleküllerin duyarlı tespiti için karbon bazlı nanomalzemeler ile modifiye edilmiş ekran baskılı elektrotların kullanılması
Using screen-printed electrodes modified with carbon based nanomaterials for sensitive detection of biologically relevant molecules
EHSAN AZİZİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyomühendislikİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ŞEN
- Nanomaterial modified electrode surface characterization and biosensor application for a terrorism agent detection
Terörizm ajan tespiti için nanomateriyel modifiye edilmiş elektrotların yüzey karakterizasyonu ve biyosensör uygulaması
MERYEM TUĞÇE ÖZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mühendislik BilimleriAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NİMET YILDIRIM TİRGİL
- Tümör tanı ve izlemi için dolaşımdaki serbest DNA'nın tayinine yönelik spesifik bir biyosensör sistemi geliştirilmesi
Development of A specific biosensor system for the determination of circulating free DNA for tumor diagnosis and monitoring
ZİHNİ ONUR UYGUN
Doktora
Türkçe
2020
BiyokimyaEge ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERHAN GİRGİN SAĞIN