Geri Dön

Bazı nanoteknolojik immobilizasyon yöntemlerin katalaz enzimi aktivitesi üzerine etkisinin biyosensör yöntemi ile belirlenmesi

Determination of the effect of some nanotechnological immobilization methods on the activity of catalase enzyme by a biosensor method

PDF İndir

  1. Tez No: 578603
  2. Yazar: LOKMAN ŞENER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. EROL AKYILMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyokimya, Biyoteknoloji, Biochemistry, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Altın nanopartikül, çok duvarlı karbon nanotüp, hidrojen peroksit, 3-Merkaptopropiyonik asit, sisteamin, enzim temelli biyosensör, Gold nanoparticle, multi-walled carbon nanotube, hydrogen peroxide, 3-Mercaptopropionic acid, cysteamine, enzyme-based biosensor
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 84

Özet

Bu tez çalışmasının amacı son zamanlarda birçok araştırmacının dikkatini çeken nanoteknolojik immobilizasyon yöntemlerinin katalaz enzimi üzerine etkisinin biyosensör yöntemi ile tespit edilmesini sağlamaktır. Bu nanoteknolojik metaryallerin biyosensör üzerine etkisini incelemek için iki farklı immobilizasyon yöntemi ile tasarlanan enzim temelli biyosensörler şunlardır: I. Au/3-MPA/EDC-NHS/Cys/AuNP/CAT/GA enzim biyosensörü II. GCE/MWCNT/MWCNT-CAT enzim biyosensörü Au/3-MPA/EDC-NHS/Cys/AuNP/CAT/Glutaraldehit enzim biyosensörün geliştirilmesi için altın elektrot yüzeyinde kendiliğinden oluşan tek tabaka oluşumu 3-MPA ile sağlandı. 3-MPA'nın karboksil gruplarını aktive etmek için EDC-NHS kullanıldı. Daha sonra elektrot sisteamin çözeltisine daldırılarak inkübe edildi. Elektrot yüzeyine AuNP ve katalaz eklenerek biyoaktif tabakanın oluşması sonrası glutaraldehit ile katalaz enzim molekülleri arasında çapraz bağlanma gerçekleştirildi. GCE/MWCNT/MWCNT-CAT enzim biyosensörünün tasarlanmasında DMF içinde süspanse edilen çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) kullanılmıştır. Biyosensör hazırlanmasında ilk aşama DMF içinde süspanse edilen MWCNT elektrot yüzeyine damlatılarak elektrot iletkenliğinin arttırılması sağlandı. İkinci aşamada ise MWCNT ile katalazın 1:3 (v/v) oranında karıştırılmasıyla oluşturulan çözeltinin sonikasyonu sonrası elektrot yüzeyine damlatılmasıyla biyosensör tasarımı tamamlandı. İki farklı immobilizasyon metodu kullanılarak geliştirilen biyosensörler ile hidrojen peroksit ölçümleri, -0,2 V & +0,5 V potansiyelleri arasında diferansiyel puls voltametrisi (DPV) yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan her iki biyosensör için ölçüm ortamında bulunan K3[Fe(CN)6]'ün -0,2 V & +0,5 V potansiyelleri arasında yükseltgenme piklerinde gözlenen değişimler ile hidrojen peroksit konsantrasyonu arasındaki doğrusal ilişkiden faydanılarak ölçümler alınmıştır. Tasarlanan enzim temelli biyosensörlerin çalışma koşullarının optimizasyonuna yönelik olarak sıcaklık, pH, iyon şiddeti ve farklı tamponlarda çalışmalar yapılmıştır. Tasarlanan enzim temelli biyosensörlerin karakterizasyonuna yönelik olarak yapılan çalışmalarda ise doğrusal tayin aralığının belirlenmesi, tekrarlanabilirlik ve sütte hidrojen peroksit tayini gibi parametreler belirlenmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar incelendiğinde her iki immobilizasyon yöntemi ile geliştirilen enzim biyosensörleri için en iyi çalışma koşullarının 50 mM, pH: 7,0 potasyum fosfat tamponu ve 30ºC olduğu belirlenmiştir. Tasarlanan enzim temelli biyosensörler ile hidrojen peroksit için yapılan doğrusal tayin aralığı aynı olup 150 µM - 1000 µM arasında bulunmuştur. AuNP kullanılarak tasarlanan enzim biyosensörü için yapılan tekrarlanabilirlik çalışmalarında 600 µM hidrojen peroksit konsantrasyonunda (n=6) ortalama değer ( ) = 591.4 µM, standart sapma (S.S) = ± 6.54 µM ve % varyasyon katsayısı (% V.K) = 1.105 olarak bulunmuştur. MWCNT kullanılarak geliştirilen enzim temelli biyosensör için yapılan tekrarlanabilirlik denemelerinde 600 µM hidrojen peroksit konsantrasyonunda (n=6) ortalama değer ( ) = 596,3 µM, standart sapma (S.S) = ± 26.8 µM ve % varyasyon katsayısı (% V.K) = 4.5 olarak bulunmuştur. Bunların dışında enzim biyosensörleri ile süt örneklerinde hidrojen peroksit analizi de yapılmıştır.

Özet (Çeviri)

The aim of this thesis is to determine the effect of nanotechnological immobilization methods on catalase enzyme which has attracted the attention of many researchers recently by biosensor method. The enzyme-based biosensors designed with two different immobilization methods to investigate the effect of these nanotechnological materials on the biosensor are: I. Au/3-MPA/EDC-NHS/Cys/AuNP/CAT/GA enzyme biosensor II. GCE/MWCNT/MWCNT-CAT enzyme biosensor For the development of the Au / 3-MPA / EDC-NHS / Cys / AuNP / CAT / Glutaraldehyde enzyme biosensor, self assambled monolayer formation on the gold electrode surface was provided with 3-MPA. EDC-NHS was used to activate the carboxyl groups of 3-MPA. The electrode was then immersed in cysteamine solution and incubated. After addition of AuNP and catalase onto the surface and forming the bioactive layer, cross-linking wal achieved between catalase enzyme molecules by glutaraldehyde. A multi-walled carbon nanotube (MWCNT) suspended in DMF was used to design the GCE / MWCNT / MWCNT-CAT enzyme biosensor. The first step in biosensor preparation was to drop the MWCNT susponded in DMF onto the electrode to increase the concluctivity of the electrode. In the second step the biosensor design was completed by the dropping the solution formed by mixing the MWCNT with 1/3 ratio (v/v) of the catalase after sonication, onto the electrode surface. Hydrogen peroxide measurements with the biosensors developed using two different immobilization methods were performed by differential pulse voltammetry (DPV) between -0.2 V & +0.5 V potentials. For both biosensors measurements were taken from the linear relationship between the observed changes in the oxidation peaks of K3[Fe (CN)6] and the hydrogen peroxide concentration between -0.2 V & +0.5 V potentials, In order to optimize the working conditions of designed enzyme-based biosensors, temperature, pH, ion intensity and different buffers were studied. For the characterization of the designed enzyme-based biosensors, same parameters such as determination of the linear range, repeatability and determination of hydrogen peroxide in milk were carried out. When the results obtanied from the experiments were examined, it was detected that the best working conditions for the enzyme biosensors developed by both immobilization methods were 50 mM, pH: 7.0 potassium phosphate buffer and 30ºC. The linear range for hydrogen peroxide was obtained the same in both biosensors designed as to be 150 µM -1000 µM. In the reproducibility studies performed for the enzyme biosensor designed using AuNP, the average value (n = 6) for 600 µM hydrogen peroxide concentration was found to be 591.4 µM, standard deviation (S.S) = ± 6.54 µM and coefficient of variation % (CV %) = 1.105 respectively. In the repeatability tests for the enzyme-based biosensor developed using MWCNT, the average value (n = 6) for 600 µM hydrogen peroxide concentration was found to be 597.3 µM, standard deviation (S.S) = ± 26.8 µM and coefficient of variation % (CV %) = 4.5 respectivity. In addition, hydrogen peroxide analysis was performed with enzyme biosensors in milk samples.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    872834

    Development of novel aflatoxin B1 biosensors by carbon nanotube integrated microfluidic systems

    Karbon nanotüp entegre edilmiş mikroakışkan sistemlerin kullanımıyla yeni aflatoksin B1 biyosensörlerinin geliştirilmesi

    NAGİHAN OKUTAN ARSLAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT TRABZON

  2. Tez No

    421200

    E vitamininin elektrodöndürme yöntemiyle enkapsülasyonu ve elektrodöndürmeyi etkileyen parametrelerin incelenmesi, nanoliflerin karakterizasyonu

    Nanoencapsulation of vitamin E via electrospinning and the investigation of factors affecting electrospinning, characterization of nanofibers

    TUĞBA YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FİLİZ ALTAY

  3. Tez No

    488349

    Çeşitli elektrospun nanofiberlere mikroorganizma immobilizasyonu yolu ile hidrokarbon giderimi

    Hydrocarbon removal by use of immobilized microorganisms onto electrospun nanofibers

    TUĞBA TOPBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    MikrobiyolojiEge Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜVEN ÖZDEMİR

    DOÇ. DR. TAMER UYAR

  4. Tez No

    268508

    Immobilization of zeolite crystals on solid substrates for biosensor aplications

    Biyosensör uygulmaları için katı yüzeylere zeolit kristallerinin tutturulması

    SEÇKİN ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RAŞİT TURAN

    YRD. DOÇ. DR. BURCU AKATA KURÇ

  5. Tez No

    426071

    Ebişke (Clitocybe geotropa) mantarından saflaştırılıp karakterize edilen endo-beta 1,4-mannanaz enziminin, magnetik kitosan nanopartiküller üzerine immobilize edilmesi ve meyve sularının durultma işleminde kullanılması

    Purification of an endo-beta-1,4-mannanase from (Clitocybe geotropa) and immobilization onto magnetite chitosan nanoparticles and using the clarification of fruit juices

    ZEYNEP SÖNMEZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Gıda MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAYRUNNİSA NADAROĞLU

Geri Dön