Kitosan karbon nanotüp komposit matriksli amperometrik nitrit biyosensörü geliştirilmesi
Development of an amperometric nitrite biosensor with a chitosan-carbon nanotube composite matrix
- Tez No: 890554
- Danışmanlar: PROF. DR. MELEK ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 54
Özet
Nitrit çevrede ve fizyolojik sistemlerde bulunabilen önemli bir inorganik toksik kirleticidir. İnsan vücudunda nitrit hemoglobin ile birleşerek methemoglobini oluşturmakta ve bu zararlı madde mavi bebek sendromuna sebep olmaktadır. Ayrıca nitrit nitrozamine dönüşerek kanser ve hiper tansiyona sebep olabilmektedir. Bu olumsuz etkileri nedeniyle nitritin hızlı ve kolay bir şekilde ölçülebilmesi için yeni metot arayışları devam etmektedir. Nitrit tayini için spektrofotometrik ölçüme dayalı bir yöntem olan Griess metodu yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra elektrokimyasal, kromatografik, kapiller elektroforez ve elektro kimyasal ışıldama kemilüminesans yöntemleri de nitrit ölçümü için kullanılabilmektedir. Ancak bu yöntemler yorucu veya zaman alıcı yöntemler olup daha kısa sürede sonuç veren nitrite spesifik ölçüm metotlarının geliştirilmesi gerekmektedir. Geliştirilmekte olan nitrite spesifik metotlardan biri de nitrit redüktaz veya oksidaz enzimlerinin kullanıldığı biyosensörlerdir. Bu tez kapsamında geliştirilen biyosensörde biyoajan olarak kullanılan E. coli nitrit redüktaz enzimine (NirB) ait gen Gebze Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Biyoteknoloji laboratuvarında daha önceki çalışmalarda klonlanmış ve enzim karakterize edilmiştir. Enzimin biyosensör çalışmaları için ideal bir biyo-ajan olduğu gösterilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında NirB nitrit redüktaz enzimi kitosan ve karbon nanotüp kompozit matrisi (CHIT/MWCNT) ile camsı karbon elektrot yüzeyine tutuklanmış olup kitosan ve karbon nanotüp konsantrasyonlarının biyosensörün tespit limiti ve hassasiyetine olan etkileri araştırılmıştır. Komposit matristeki %0,4 kitosan ve 0,5 mg/ml karbon nanotüp konsantrasyonlarının nitrit tespiti için optimum olduğu belirlenmiştir. Hazırlanan biyosensörün tespit limitinin (LOD) 1.3 µM ve hassasiyetinin ise 168 mA/M.cm2 olduğu tespit edilmiştir. Yağmur suyunda nitrit tespit başarılı bir şekilde yapılmış ve NirB enzimi ile hazırlanan amperometrik biyosensörün çevresel numunelerde kullanım için uygun olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Nitrite is an important inorganic toxic pollutant that can be found in the environment and physiological systems. In the human body, nitrite combines with hemoglobin to form methemoglobin, which is a harmful substance that causes methemoglobinemia, also known as blue baby syndrome. Additionally, nitrite can convert into nitrosamines, leading to cancer and hypertension. Due to these adverse effects, there is a continuous search for new methods that can rapidly and easily measure nitrite. The Griess method, which is based on spectrophotometric measurement, is widely used for nitrite determination. Moreover, electrochemical, chromatographic, capillary electrophoresis, and electrochemical luminescence chemiluminescence methods can also be used for nitrite measurement. However, these methods are often tedious or time-consuming, necessitating the development of nitrite-specific measurement methods that provide results in a shorter time. One of the emerging nitrite-specific methods involves biosensors using nitrite reductase or oxidase enzymes. In this thesis, the gene encoding the nitrite reductase enzyme (NirB) to be used in the biosensor was previously cloned from E. coli and characterized at the Biotechnology Laboratory of the Environmental Engineering Department at Gebze Technical University. The enzyme was shown to be an ideal bio-agent for biosensor studies. In this thesis, the NirB nitrite reductase enzyme was immobilized onto a glassy carbon electrode surface with a chitosan and carbon nanotube composite matrix (CHIT/MWCNT), and the effects of chitosan and carbon nanotube concentrations on the detection limit and sensitivity of the biosensor were investigated. It was determined that the optimal concentrations of the composite matrix for nitrite detection were 0.4% chitosan and 0.5 mg/ml carbon nanotubes. The detection limit (LOD) of the prepared biosensor was found to be 1.3 µM, and its sensitivity was determined to be 168 mA/M.cm². Nitrite detection in rainwater was successfully performed, demonstrating that the amperometric biosensor prepared with the NirB enzyme is suitable to be used in environmental samples.
Benzer Tezler
- Sulu çözeltilerden bakır giderimi: Adsorpsiyon, kinetik ve termodinamik inceleme
Removal of copper from aqueous solution: Adsorption, kinetic, and thermodynamic study
BESTE YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURCAN KAPUCU
- Karbon nanotüp-kitosan modifiye grafit tabanlı sensörlerin tasarımı ve antikanser ilaç-dna etkileşiminin elektrokimyasal tayinine yönelik uygulamaları
Design of carbon nanotube-chitosan modified graphite based sensors and their applications on electrochemical detection of anticancer drug-dna interaction
CEREN BAHAR ŞENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyokimyaEge ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİYE ARZUM ERDEM GÜRSAN
- Karbon nanotüp temelli kompozitlere dayalı elektrokimyasal biyosensörlerin geliştirilmesi ve miRNA tayinine yönelik uygulamaları
Development of electrochemical biosensors based on carbon nanotube based composites and their applications on the detection of miRNA
SELEN SOYALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
KimyaEge ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİYE ARZUM ERDEM GÜRSAN
- Clinical and environmental applications of electrochemical sensors based on carbon nanotubes
Karbon nanotüp temelli elektrokimyasal sensörlerin klinik ve çevre uygulamaları
AYŞEGÜL KUTLUAY BAYTAK
- Polivinil alkol ve karbon nanotüp ile modifiye edilen kitosan kullanılarak atık sulardan CR(VI) giderimi
The usage of polyvinyl and carbon nanotubes modified chitosan for the removal of chromium (VI) from waste water
DENİZ SAYİD
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN DEVECİ AKSOY
