Enzim-mikroorganizma hibrit sistemine dayalı nanomateryal modifiye yeni bir biyosensör sistemi geliştirilmesi ve sükroz tayinine adaptasyonu
Development of a new nanomaterial modified biosensor system based on enzyme-microorganism hybrid system and its adaptation to sucrose determination
- Tez No: 912276
- Danışmanlar: PROF. DR. EROL AKYILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sükrozun seçici, duyarlı ve spesifik tayini için enzim-mikroorganizma hibrit sistemine dayalı yeni bir biyosensör sistemi geliştirilmiştir. Bu çalışmada mikroorganizma olarak Saccharomyces cerevisiae ile invertaz enzimi karbon pasta elektrotuna immobilize edildi. Elektrotun yüzey modifikasyonu için nano materyallerden altın nanopartikül (AuNP) kullanılmıştır. İmmobilizasyon aşamaları CV ile karakterize edilmiştir. Sükroz tayinine yönelik biyosensörle alınan ölçümlerde amperometrik metod kullanıldı. Bu metod ile optimizasyon ve karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Hibrit biyosensörünün amperometrik çalışma potansiyeli 0,5 V olarak tespit edildi. Hibrit biyosensörün çalışma koşulları, pH:7,0 50 mM fosfat tampon ve optimum sıcaklık 35°C olarak bulunmuştur. İnvertaz enzim aktivitesi ve S.cerevisiae miktarına bakılarak hibrit biyosensör üzerindeki etkisi gözlemlendi. Bu çalışmada geliştirilen hibrit biyosensörün doğrusal tayin aralığı (0,1-5,0 µM) olarak belirlenmiştir. Sükroz tayinine yönelik hibrit biyosensörün tayin limiti (LOD) 0,08 µM ve tayin sınırıda (LOQ) 0,25 µM olarak bulunmuştur. Tekrarlanabilirlik denemeleri kapsamında 2 µM sükroz konsantrasyonu ile yapılan ölçümlerde (n=5) ortalama değer (x̄) 1,81 µM, standart sapma (S.S. ±) ±0,09 µM ve % varyasyon katsayısı (% V.K.) % 4,93 olarak belirlenmiştir. Hibrit biyosensörün substrat spesifikliği ile girişim etkisine de bakılmıştır. Biyosensöre yönelik depo kararlılığı denemeleri yapılmıştır. Son olarak sükroz tayinine yönelik olarak geliştirilen hibrit biyosensör ile meyve suyu örneklerinde sükroz tayinleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, sükrozun seçici ve spesifik tayini için invertaz-S.cerevisiae temelli yeni bir hibrit biyosensör oluşturularak, sükrozun tayin metodlarına yeni ve orijinal bir bakış açısı getirilmiştir. Bu çalışma, ileride yapılacak özellikte hibrit tarzı biyosensör çalışmalarına referans olarak, bu alanda bilimsel katkılar sunacaktır.
Özet (Çeviri)
A new biosensor system based on enzyme-microorganism hybrid system has been developed for the selective, sensitive and specific determination of sucrose. In this study, the microorganism Saccharomyces cerevisiae and the invertase enzyme were immobilized to the carbon paste electrode. Gold nanoparticle (AuNP), one of the nanomaterials, was used for surface modification of the electrode. Immobilization stages were characterized by cyclic voltammetry. The amperometric method was used in measurements taken with a biosensor for the determination of sucrose. Optimization and characterization studies were carried out with this method. The amperometric operating potential of the hybrid biosensor was determined as 0.5 V. The operating conditions of the hybrid biosensor were found to be pH:7.0, 50 mM phosphate buffer and optimum temperature 35°C. Its effect on the hybrid biosensor was observed by looking at the invertase enzyme activity and the amount of S. cerevisiae. The linear determination range of the hybrid biosensor developed in this study was determined as (0.1-5.0 µM). The limit of detection (LOD) of the hybrid biosensor for the determination of sucrose was found to be 0.08 µM and the limit of detection (LOQ) was 0.25 µM. In the measurements made with 2.0 µM sucrose concentration (n=5) within the scope of repeatability experiments were determined mean value (x̄), 1.81 µM, standard deviation (S.S. ±) ±0.09 µM and coefficient of variation (V.C.%) 4.93%. The interference effect of the hybrid biosensor with substrate specificity was also examined. Depot stability experiments were carried out for the biosensor. Finally, fruit juice samples were examined with the hybrid biosensor developed for sucrose determination. As a result, an original perspective was brought to the determination methods of sucrose by creating a new invertase-S.cerevisiae hybrid biosensor for the selective and specific determination of sucrose.This study will provide scientific contribution as a reference to future biosensor studies.
Benzer Tezler
- Optik ve elektrokimyasal DNA biyosensörlerinin genetik hastalık ve mikroorganizma tayinine yönelik tasarımı ve uygulamaları
The design and applications of optical and electrochemical biosensors for genetic diseases and microorganism detection
YASİN UĞUR KAYRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiAnalitik Kimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DİLŞAT ARIKSOYSAL
- Aeribacillus sp. A364 suşunun genomi̇k düzeyde fonksiyonel anotasyonuve endüstri̇yel sekonder metaboli̇t potansi̇yeli̇ni̇n in silico analizi
Genomic-level functional annotation and in silico analysis of industrial secondary metabolite potential of aeribacillus sp. strain A364
FATMA CANAN ÇANKAYA
- Düşük ranklı kömürlere mikroorganizma ve enzim etkisi Phanerochaete chrysosporium HRP: Horseradish peroxidase
The effects of microorganism and enzyme on low-rank coals Phanerochaete chrysosporium HRP: Horseradish peroxidase
İFFET YAKAR ELBEYLİ
Doktora
Türkçe
2005
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SABRİYE PİŞKİN
- Proteolitik enzim katkılı lactobacillus acidophilus'un broyler yemlerine ilavesinin performans, ileum pH ve mikroorganizma popülasyonu üzerine etkileri
Effects of suplementation of lactobacillus acidophilus with proteolytic enzyme on the performance, ileum pH and microorganism population in broiler diets.
EZEL ÖZCAN
- Fitaz enzimi üretimi ve optimizasyonu
Production and optimization of phytase enzyme
ŞEHNAZ ÖZATAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUHA SUKAN