Yüzeysel sulardaki fosfatın tespiti için biyosensör tasarımı

Abstract

Bu tez çalışması kapsamında kantitatif fosfat tayini için iletken Poli (pirol-ko-pirol-2-karboksilik asit) [Poli (Py-ko-PyCOOH)] kopolimer film kaplı altın elektrot bazlı bir fosfat biyosensörü geliştirilmiştir. Pirüvat oksidaz enzimi, kopolimerin fonksiyonel karboksil gruplarına kimyasal olarak immobilize edilmiştir. Hassas fosfat tespiti için fosfat biyosensörü çalışmalarının eksikliği olan uygulanacak potansiyel, diferansiyel puls voltametri (DPV) tekniği kullanılarak netleştirilmiştir. Biyosensörün algılama kabiliyetinin performansı, kofaktör/ kosubstrat konsantrasyonlarını, polimerik film yoğunluğunu ve pH'ı optimize ederek geliştirilmiştir. Tasarlanan biyosensör, -0.15 V'da, fosfat iyonunu 5 mM konsantrasyona kadar % 101 doğruluk ile ölçülmüştür. Art arda yapılan 7 ayrı ölçümde, ölçümler arası relatif standart sapma (RSD) değerinin % 0.07 olduğu belirlenmiştir. Biyosensörün tespit limiti (LOD) 13.3 µM ve ölçüm hassasiyeti 5.4 µA/mM.cm2 olarak bulunmuştur.Zonguldak İli Kozlu ve Üzülmez derelerinin fosfat iyon konsantrasyonları tasarlanan biyosensörle ölçülmüştür. Sonuçlara göre biyosensör dere suyu örneklerindeki fosfat konsantrasyonunu % 91 doğruluk oranıyla belirleyebilmiştir. Biyosensörün, 30 günlük kullanım süresince ilk günkü sinyalinin %50'sini koruduğu anlaşılmıştır.

A biosensor based on conductive poly(pyrrole-co-pyrrole-2-carboxylic acid) [Poly(Py-co-PyCOOH)] copolymer film coated gold electrode was developed for the quantitative phosphate determination. Enzyme pyruvate oxidase was immobilized chemically via the functional carboxylated groups of the copolymer. The potential to be applied which is deficiency of phosphate biosensor studies for precise phosphate detection was clarified by using differential pulse voltammetry technique. Performance of the sensing ability of the biosensor was improved by optimizing cofactor/cosubstrate concentrations, polymeric film density and pH. The biosensor showed a linearity up to phosphate concentration of 5 mM, operational stability with a relative standard deviation (RSD) of 0.07 % (n=7) and accuracy of 101 % at -0.15 V (vs. Ag/AgCl). Detection limit (LOD) and sensitivity were calculated to be 13.3 µM and 5.4 µA/mM.cm2, respectively by preserving 50 % of its initial response at the end of 30 days. It's performance was tested to determine phosphate concentrations in two streams of Zonguldak City in Turkey. Accuracy of phosphate measurement in stream water was found to be 91 %.