Development of a new ethanol biosensor based on polyfluorene-g- poly(ethyleneglycol) and multiwalled carbon nanotubes
Polifluorene-g-poli(etilenglikol) ve çok duvarlı karbon nanotüp yapısına dayalı yeni etanol biyosensensör geliştirilmesi
- Tez No: 662022
- Danışmanlar: PROF. LEVENT KAMİL TOPPARE, DOÇ. DR. SANİYE SÖYLEMEZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizikokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 57
Özet
Bu tez çalışmasında etanol tespiti için konjuge polimer ve çok duvarlı karbon nanotüp içeren yeni amperometric biyosensör geliştirilmiştir. Konjuge polimerler, biyoalgılama ve biyomedikal mühendisliğinde ilgi görmektedirler. Etkin yüzey alanını arttırma yetenekleri ve ayarlanabilir yüzey yapıları onları enzim immobilizasyonu için uygun aday haline getirir. Konjuge polimer, poli(etilen glikol) hem suda hem de organik çözücülerde çözünür, Ayrıca hidrofilik yapısı sayesinde enzim molekülleri ile kolaylıkla etkileşime girer. Bu çalışmada, floren fonksiyonel gurubuna sahip poli(etilen glikol) tek aşamalı bir prosedürle sentezlenmiştir. Biyosensör tasarımı, grafit elektrotun karbon nanotüplere ek olarak konjuge polimer ile modifikasyonu sayesinde sağlandı. Hızlı elektron transferi ve elektrokimyasal kararlılık sağlama özelliklerinden dolayı karbon nanotüp modifikasyon materyali olarak kullanılmıştır. Buna ek olarak, yüzey karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak, elektrokimyasal karakterizasyon ise döngüsel voltametre (CV) tekniği ile incelenmiştir. Bu çalışma sayesinde, konjuge polimer ve çok duvarlı karbon nanotüp kombinasyonun, benzer cihazlarla (PF-g-PEG veya MWCNT içermeyen) kıyaslandığında biyosensör performansını arıttırdığı kanıtlandı. Alkol oksidaz enzimi (AOx) modifiye edilmiş elektrot yüzeyine immobilize edildi. Çalışmanın devamında, modifiye edilmiş biyosensörün performansını etkileyen değişkenler optimize edildi. Optimize edilen biyosensör düşük tespit sınırı ve yüksek hassasiyet gibi çok iyi analitik parametreler göstermiştir. Elde edilen biyosensör 0.0085- 5.95 mM arasında çalışma aralığına, 0.11 mM algılama sınırına ve 7.99 µAmM-1cm-2 duyarlılık değerine sahiptir. Son olarak, hazırlanan biyosensörün uygulanabilirliğini göstermek için alkollü içecekler etanol analizi için test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, a novel amperometric biosensor containing a conjugated polymer and a multiwalled carbon nanotube was developed for ethanol detection. Conjugated polymers have gained interest in biosensing and biomedical applications recently. Their ability to increase the effective surface area and adjustable surface morphology make them convenient candidates for suitable enzyme immobilization. The conjugated polymer poly(ethylene glycol) is soluble in both water and organic solvents. Besides, it interacts with the enzymes readily due to its hydrophilic nature. In this thesis, poly(ethylene glycol) with fluorene functionality was synthesized via a one-step procedure. The construction of biosensor was achieved through the modification of graphite electrode with synthesized conjugated polymer in addition to carbon nanotubes. Carbon nanotubes were used as supporting materials due to their fast electron transfer and electrochemical stability. Surface characterization and electrochemical characterization of the biosensor was performed using scanning electron microscopy and cyclic voltammetry, respectively. Combination of conjugated polymer and multiwalled carbon nanotubes improved the performance of biosensor and showed high sensing ability compare to similar control biosensor (without PF-g-PEG or MWCNT). Alcohol oxidase enzyme (AOx) was immobilized on the modified electrode surface and several parameters effecting the performance of modified biosensor were optimized. The optimized biosensor exhibited good analytical parameters such as low limit of detection and high sensitivity. Linear range of proposed biosensor was between 0.0085-5.95 mM with detection limit of 0.11 mM and sensitivity value of 7.99 µAmM-1cm-2. Finally, to show the applicability of proposed biosensor, the biosensor was tested for different alcoholic beverages for ethanol analysis.
Benzer Tezler
- Metamalzeme tabanlı sensörler ve bu sensörlerin mikrodalga algılamada kullanılması
Metamaterial based sensors and the use of these sensors in microwave detection
GÜLİZ SİLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA AKLEMAN YAPAR
- 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
2015
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ ALTAY
- Non-manyetik ve manyetik lateks partiküllerin sentezi, karakterizasyonu ve doku mühendisliği uygulamaları
Synthesis and characterization of non-magnetic and magnetic latex particles and tissue engineering applications
ANIL SERA KAHRAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
- Etanol-metanol karışımının tayini için yüzey baskılı elektrotların modifiye edilmesiyle amperometrik alkol biyosensörünün geliştirilmesi
Development of an amperometric alcohol biosensor with modified screen-printed electrodes for the detection of a mixture of ethanol and methanol
MELİKE ŞAHİN
- Etanol tayini için yeni bir amperometrik biyosensör geliştirilmesi
Development of a new amperometric biosensor for determination of ethanol
DERYA KOYUNCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
BiyokimyaAnkara ÜniversitesiDisiplinlerarası Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞULE PEKYARDIMCI