Yeni Enzimatik Elektrokimyasal Üre Biyosensörü Tasarlanmasi ve Biyopolimer Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Bu proje çalışmasında, bakır ferrit (CuFe2O4, CuF), kobalt ferrit (CoFe2O4, CoF), nikel ferrit (NiFe2O4, NiF) ve çinko ferrit (ZnFe2O4, ZnF) nanoparçacıkları birlikte çöktürme yöntemi ile sentezlenerek yüzeyleri tetraetoksisilan (TEOS) ve (3-aminopropil)trietoksisilan (APTES) ile modifiye edilmiştir. Böylece nanopartiküllerin yüzeyleri -NH2 fonksiyonel grubu ile enzim immobilizasyonuna hazır hâle getirilmiştir. Modifikasyon öncesi ve sonrası fonksiyonel hâle getirilen ferrit nanoparçacıkları Fourier transform kızılötesi (FTIR), X-ışını kırınımı (XRD), UV-vis spektroskopileri, taramalı elektron (SEM), geçirimli elektron (TEM) mikroskopları, termogravimetrik analiz (TGA) ve Zeta potansiyeli ile karakterize edilmiştir. Ferrit nanoparçacıkların her biri Nafyon (Nf) ve polianilin (PANI) kaplı camsı karbon elektrot (GCE) yüzeyinde üreaz enzimi immobilizasyonu sonrasında (Nf/PANI/CuF/Urs, Nf/PANI/CoF/Urs, Nf/PANI/NiF/Urs, Nf/PANI/ZnF/Urs) üre analitine karşı döngüsel voltametri (CV) ve diferansiyel puls voltametrisi (DPV) ile ayrı ayrı test edilmiştir. Üre analitine karşı en iyi elektrokimyasal performansı Nf/PANI/CuF/Urs biyosensörü göstermiş olup 0.17 µM'lik bir tespit limiti ve 0.5?45.0 µM'lik geniş bir doğrusal aralık elde edilmiştir. En iyi elektrokimyasal performansa sahip Nf/PANI/CuF/Urs biyosensörü ile elektrot yüzeyindeki kompozit sisteme jelatin (Jel) ve nanokristalin selüloz (NKK) biyopolimerleri ilave edilerek biyopolimerlerin elektrokimyasal biyosensör performansına etkisi CV, DPV ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) yöntemleri ile incelenmiştir. Tayin sınırları jelatin ve nanokristalin selüloz içeren sistem için sırasıyla 64.0 nM ve 75.0 nM olarak belirlenmiştir. Hem biyopolimer içeren biyosensörler (Nf/PANI/CuF/Jel/Urs, Nf/PANI/CuF/NKK/Urs) hem de Nf/PANI/CuF/Urs için tekrarlanabilirlik, kararlılık, tekrar kullanılabilirlik, seçicilik ve gerçek örnek analizleri (süt, toprak ve yapay serum) DPV yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Önerilen yöntemin iyi tekrarlanabilirlik, seçicilik ve kararlılığa sahip olduğu belirlenmiştir.