A novel Staphylococcus aureus-modified electrochemical biosensor for determination of heavy metals
Ağır metallerin saptanması için Staphylococcus aureus modifiyeli yeni bir elektrokimyasal biyosensör
- Tez No: 712088
- Danışmanlar: DR. MERAL YÜCE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ağır metaller, canlı organizmalara düşük konsantrasyonlarda bile zarar verebilir. Bu nedenle, bu araştırmada, kurutulmuş Staphylococcus aureus ile modifiye edilmiş karbon pasta elektrotunun üç farklı tamponda, Tris-HCl, sodyum asetat, ve fosfat tamponlu salin (PBS) dahil olmak üzere pH 6 ve 7'de farklı ağır metal iyonlarını tespit etme yeteneği araştırılmıştır. Dönüşümlü voltametri (CV) kullanılarak, modifiye edilmiş biyosensörün Cd(II) iyonlarını tespit etme kapasitesi açıkça gösterilmiştir. Ayrıca, Cd(II)'yi saptamak için geliştirilen biyosensörün performansı üzerinde tampon pH'ı ve önderiştirilme süresinin etkileri de incelenmiştir. CV sonuçları, PBS'nin pH 6'daki sonuçları tepe akım (3 uA) ile sonuçlandığını belirtmiştir. Bu nedenle, bu tampon Cd(II)'yi saptamak için deneylerin geri kalanını gerçekleştirmek üzere birincil tampon olarak seçildi. Dört farklı zenginleştirme süresi arasında, hem CV hem de diferansiyel puls anodik sıyırma voltametrisi (DPASV) sonuçlarına göre en uygun süre 15 dakikadır. Modifiye karbon pastanın taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi (EDX) ve Fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi sonuçları da Cd(II) iyonlarının adsorpsiyonunu doğrulamıştır. FTIR spektrumuna göre, fosfat grupları Cd(II) iyonlarının birikmesinde önemli bir rol oynamıştır. Modifiye edilmemiş karbon pasta kullanılarak gerçekleştirilen kontrol deneyi, Cd(II) iyonlarına karşı hiçbir tepki göstermemiştir. Son olarak, kalibrasyon eğrisi kullanılarak, biyosensörün duyarlılık limiti ve hassasiyeti sırasıyla 45 nM (5.4 µg/L) ve 7.61814 µA/µM olarak hesaplanmış ve lineerliği 100 nM (0.011 mg/L) ile 2 uM (0,22 mg/L) aralığındadır.
Özet (Çeviri)
Heavy metals, even in low concentrations, can harm living organisms. Therefore, in this research, the dried Staphylococcus aureus-modified carbon paste electrode's ability to detect different heavy metals ions in three different buffers, including Tris-HCl, sodium acetate, and phosphate-buffered saline (PBS), at pH 6 and 7 were investigated. Using cyclic voltammetry (CV), the capability of the modified biosensor for detecting Cd(II) ions was clearly shown. The effects of buffer pH and preconcentration time on the performance of the developed biosensor for detecting Cd(II) were also studied. CV results showed that the PBS at pH 6 resulted in the peak with the highest peak current (3 µA). Therefore, this buffer was selected as the primary buffer for carrying out the rest of the experiments to detect Cd(II). Among four different preconcentration times, 15 minutes was the optimum one according to both CV and differential pulse anodic stripping voltammetry (DPASV) results. Scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy results of modified carbon paste also confirmed the adsorption of Cd(II) ions. According to the FTIR spectrum, phosphate groups played an important role in accumulating Cd(II) ions. The control experiment performed using unmodified carbon paste showed no response to Cd(II) ions. Finally, using the calibration curve, the biosensor's limit of detection and sensitivity were calculated as 45 nM (5.4 µg/L) and 7.61814 µA/µM, respectively, and its linearity was within the range of 100 nM (0.011 mg/L) to 2 µM (0.22 mg/L).
Benzer Tezler
- Hı̇droksı̇apatı̇t bazlı bı̇yomateryallerı̇n modı̇fı̇kasyonu ve denı̇z ortamında ağır metal gı̇derı̇mı̇ ve bı̇yofı̇lm oluşumuna yönelı̇k davranışları
Modification of hydroxyapatite from cattle bones with starch and l- cysteine to remove of heavy metal from environmental samples and limit the biofilm formation
GÜLŞEN MELTEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASLI BAYSAL
DOÇ. DR. SALİHA ESİN ÇELİK
DOÇ. DR. NİL ÖZBEK
- Development of novel biopolyamide compounds as a green and sustainable alternative to petroleum derived polymers and their applications in medical field
Petrolden elde edilen polimerlere yeşil ve sürdürülebilir bir alternatif olarak özgün biyopoliamit bileşiklerinin geliştirilmesi ve tıbbi alanda uygulamaları
ŞEBNEM GÜLEL
Doktora
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Karbon nano tüp tabanlı modifiye nano malzemenin co₂ adsorpsiyon kapasitesi ile antimikrobiyal ve antikanser etkinliklerinin değerlendirilmesi
Evaluation of the co₂ adsorption capacity and antimicrobial and anticancer activities of a carbon nanotube-based modified nanomaterial
AYŞE KILINÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
BiyomühendislikIğdır ÜniversitesiBiyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYBEK YİĞİT
- UV-C ışık uygulamasının taze kesilmiş deveci armutunun dekontaminasyonu ve kalite parametreleri üzerine etkisi
Effect of ultraviolet light application on decontamination and quality parameters of fresh-cut deveci pear
GÖZDE OĞUZ KORKUT
Doktora
Türkçe
2024
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRBÜZ GÜNEŞ
- UV-C ışık uygulamasının taze ahududu ve böğürtlen meyvelerinin dekontaminasyonu ve kalitesi üzerine etkisi
Effect of UV-C light treatment on decontamination and quality of fresh raspberry and blackberry fruits
GAMZE ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRBÜZ GÜNEŞ