Geri Dön

Plazma polimerizasyonu tekniği kullanılarak selüloz asetat tabanlı tek tabakalı enzim elektrod hazırlanması

Preparation of single layer enzyme electrode with plasma polymerisation technique

  1. Tez No: 77848
  2. Yazar: İSMAİL HAKKI BOYACI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET MUTLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1998
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 124

Özet

IV ÖZET Bu çalışmanın ilk aşamasında, elektroaktif maddelere karşı seçiciliği daha önceden tespit edilmiş selüloz asetat yapısındaki membranlann, tek tabakalı enzim elektrot hazırlamak için uygun üretim şartlan araştırılmıştır. Daha sonra, belirlenen şartlarda hazırlanan selüloz asetat membrana farklı polimerizasyon teknikleri ile yüzey modifikasyonu işlemi ile enzim bağlanmış, bu şekilde hazırlanan tarayıcı tabaka ile oluşturulan elektrodun performansı gerekli kriterlere göre test edilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında kalınlığı 2-60 um aralığında membranlar çözücü döküm yöntemi ile üretilmiş, ve kalınlık arttıkça cevap süresinin arttığı buna karşılık geçirgenliğin azaldığı gözlenmiştir. Bu çalışma için en uygun membran kalınlığı 4-16 um olarak bulunmuştur. Selüloz asetat membranlann asetil içeriği % 40-% 55 aralığında değiştirilmiş ve asetilleme derecesi artıkça hidrojen peroksit geçirgenliği artarken askorbik asit geçirgenliği azalmıştır. Yapıya fiziksel gözeneklilik kazandırmak amacı ile katılan formamidin çözeltiye % 3 oranındaki ilavesi ile hazırlanan membranlar hidrojen peroksite 3 kat, askorbik asite ise 9 kat daha geçirgen hale gelmişlerdir. Plazma polimerizasyonu ile farklı plazma koşullarında gerçekleştirilen yüzey modifikasyonu işlemleri sonunda, etilendiamin monomerinin 5 W güçte 30 dk süre ile uygulandığı membranlardaki yüzey amin yoğunluğu en yüksek bulunmuştur. Kimyasal olarak modifiye edilmeye çalışılan selüloz asetat membranlar yüzeyde enzim tutuklanması için yaratılmaya çalışılan fonksiyonel grupların oluşması için uygulanan uç pH etkilerine dayanamamış, bu nedenle kimyasal polimerizasyon işlemi başarısızlıkla sonuçlanmıştır. Plazma polimerizasyonu sonucu yüzeyinde amin grubu içeren selüloz asetat membranlar gluteraldehidin farklı derişimlerinde farklı sürelerde aktive edilmek üzere denenmiş, gluteraldehidin % 2'lik çözeltisinde 120 dk inkübasyon süresinin en uygun ortamı yarattığı belirlenmiştir. Bu yüzeye en uygun enzim tutuklama parametrelerinin belirlendiği çalışmalar sonunda, glukoz oksidaz enzimi için başlangıç enzim derişimi 1 mg/ml, inkübasyon süresi: 60 dk; sıcaklık: 30°C ve pH: 6 olarak bulunmuştur. Bu değerler sırası ile; mutarotaz enzimi için, 0.05 mg/ml; 30 dk; 30°C ve pH: 6; invertaz enzimi için 2 mg/ml; 120 dk; 30°C ve pH: T dir. Tanıyıcı tabakanın elektrot yüzeyine yerleştirilmesi iki pozisyonda da incelenmiş ve tanıyıcı tabakanın enzim bağlı yüzeyinin analiz ortamına baktığı durumda doğrusallık sının 500 mM, hassasiyeti 0.19 nA/mM ve cevap süresi 12 s; elektrot yüzeyine baktığı durumda ise bu değerler, 300 mM, 0.32 nA/mM ve 18 s olarak bulunmuştur. Bu bilgiler ışığında, son olarak gıda endüstrisinde kullanılabilir düzeyde iki farklı glukoz elektrot ile sukroz elektrot hazırlanmıştır. Glukoz elektrotlardan herbiri amacına göre kullanım yeri olan; yüksek doğrusallık (650 mM, 0.16 nA/mM, 11 s); diğeri yüksek hassasiyet (250 mM, 0.41 nA/mM, 18 s) ihtiyacına uygundur. Sukroz elektrot doğrusallık sının 120 mM, hassasiyeti 0.33 nA/mM ve cevap süresi 24 s olacak şekilde hazırlanmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Biyosensör, Tek Tabakalı Enzim Elektrot, Selüloz Asetat, Plazma ve Kimyasal Polimerizasyon, Glukoz, Sukroz

Özet (Çeviri)

ABSTRACT In the first stage of this study, the production parameters of permselective cellulose acetate membranes were investigated for the single layer enzyme electrode preparation. Then, the surface of the produced cellulose acetate membranes were modified by different techniques for enzyme immobilisation. The enzyme immobilised membranes were tested as recognition layer according to the basic criteria for enzyme electrodes. In the first step of the study the cellulose acetate membranes with the thickness of 2-60 um were prepared and it was observed that the response time was increased but the permeability was decreased with increasing thickness of the membrane. The membranes with different acetyl content from 40% to 55% were prepared. Permeability to hydrogen peroxide was increased but to ascorbic acid was decreased with increasing acetyl content of the membrane. The physical porosity was increased by formamid addition to bulk structure of membrane. The membranes with 3% v/v formamid was 3 and 9 times more permeable to hydrogen peroxide and to ascorbic acid, respectively. The modification with plasma polymerisation were carried out at different plasma conditions and the optimum parameters were found to be; monomer: ethylenediamine; powerO 5W; duration: 30 min. At these parameters highest concentration of amine groups were substituted on to the membrane surface. The chemical modification of the surface could not be achieved successfully do to large pH variations in the incubation medium. The plasma polymerisation modified surfaces with amine groups were activated with glutaraldehyde, and the optimum incubation period and glutaraldehyde concentration were found to be 120 min and 2%, respectively. The optimum enzyme binding parameters such as initial enzyme concentration, incubation period, temperature and pH were found to be: for glucose oxidase; 1 mg/mL 60 min; 30 °C and pH: 6; for mutarotase: 0.05 mg/ml; 30 min; 30 °C and pH: 6; for invertase: 2 mg/ml; 120 min; 30 °C and pH: 7, respectively. The position of the recognition layer on the electrode surface was also investigated For the position where the enzyme layer faces to analyte media, the linearity of the electrode was 500 mM, sensitivity was 0.19 nA/mM and the response time was 12 s; in the reverse case enzyme layer faces to electrode surface, those values were changed to, 300 mM, 0.32 nA/mM and 18 s, respectively. At the final part of the study, two types of glucose and one type of sucrose single layer electrodes were produced for the particular demands of food industry. The specifications of the high linearity glucose electrode Was; linearity: 650 mM, sensitivity: 0.16 nA/mM, response time: lis. The specifications of the high sensitivity glucose electrode was; linearity: 250 mM, sensitivity: 0.41 nA/mM, response time: 18 s. The specifications of the sucrose electrode was* linearity: 120 mM, sensitivity: 0.33 nA/mM, response time: 24 s. KEY WORDS: Biosensors, Single Layer Enzyme Electrodes, Cellulose Acetate, Plasma and Chemical Polymerisation, Glucose, Sucrose

Benzer Tezler

  1. Tez No

    599739

    Selüloz içerikli malzemelerin PECVD metodu ile modifikasyonu sürecinde oluşan radikallerin ESR tekniği ile incelenmesi

    ESR investigation of radicals formed in cellulose containing materials during the process of modification by PECVD method

    ZEYNEP MELEK OKTAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜLKÜ SAYIN

  2. Tez No

    185618

    Biyosensör olarak kullanılacak kuartz kristal yüzeylerin plazma polimerizasyonu ile hazırlanması ve karakterizasyonu

    Preparation and characterization of quartz crystal surfaces by plasma polymerisation technique for a biosensor

    BERNA OZANSOY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. SELMA MUTLU

  3. Tez No

    24101

    Biyotıp uygulamaları için poliüretan membran hazırlanması ve karekterizasyonu

    Başlık çevirisi yok

    ALİ İHSAN ŞERBETÇİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1992

    BiyokimyaHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET RIFAT ÖZDURAL

  4. Tez No

    269869

    Plazma polimerizasyonu tekniği ile desenlenmiş polimerik membran yüzeylerde iletkenlik ve biyomolekül tutuklanma özelliklerinin belirlenmesi

    Determination of conductivitiy and biomolecule immobilisation function of polymeric membrane surfaces patterned by plasma polimerisation technique

    NESRİN ŞİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    BiyomühendislikHacettepe Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET MUTLU

  5. Tez No

    309581

    Anilin ve anilin içerikli kopolimer ince filmlerin plazma yöntemiyle üretilmesi ve karakterizasyonları

    Synthesis of aniline and aniline copolymer?s thin films by plasma polymerization technique and their characterizations

    ZAHİDE DEMİRCİOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Fizik ve Fizik MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HİLAL GÖKTAŞ

Geri Dön