Enzim temelli biyosensörlerin cevabına çeşitli metal oksit nanopartiküllerin etkisinin karşılaştırılması

Abstract

Bu tez kapsamında, çeşitli metal oksit nanopartiküllerin (MONP'ler; TiO2NP, Co3O4NP, Fe3O4NP, SnO2NP, Fe2O3NP, Al2O3NP, CuONP ve ZnONP) elektrot yüzeyine modifikasyonu ile hazırlanan enzim temelli amperometrik biyosensörlerin cevaplarına MONP'lerin etkisi incelendi. Bu tez çalışması için söz konusu MONP'ler ile karboksilli çok duvarlı karbon nanotüpler (c-MWCNT) birlikte kullanılarak camsı karbon elektrot (GCE) yüzeyi modifiye edildi. Elektrot modifikasyonunda kullanılan bu MONP'ler ve c-MWCNT miktarlarının optimizasyonu için merkezi kompozit tasarım (MKT) yaklaşımı kullanıldı. Bu yöntem ile modifikasyon malzemelerinin optimum miktarları ve birbirleri ile etkileşimleri incelendi. Biyosensör hazırlanması sırasında model enzim ve substrat olarak sırasıyla glukoz oksidaz (GOx) ve glukoz kullanıldı ve GOx'ın optimum miktarı belirlenerek söz konusu biyosensörlerin substrata duyarlılığı incelendi. Hazırlanan biyosensörlerin pH ve tampon derişimi gibi optimum çalışma koşulları araştırıldı. Belirlenmiş olan bu koşullarda, biyosensörlerin performans özellikleri incelendi ve gerçek numune uygulamaları yapıldı. Farklı MONP'ler ile hazırlanan biyosensörlerin performansı karşılaştırılarak incelenen her bir MONP'ün biyosensör cevabına etkisi değerlendirildi.

In this thesis, the effect of MONPs on enzyme-based amperometric biosensors prepared by modification of various metal oxide nanoparticles (MONPs; TiO2NP, Co3O4NP, Fe3O4NP, SnO2NP, Fe2O3NP, Al2O3NP, CuONP and ZnONP) on electrode surface was examined. For this study, these MONPs were modified with carboxylated multi-walled carbon nanotube (c-MWCNT) on the surface of glassy carbon electrode (GCE). Central composite design (CCD) approach was used to optimize the amounts of these MONPs and c-MWCNT used in electrode modification. Optimum amounts of the modification materials and their interactions with each other were investigated with CCD. During the preparation of the biosensor, glucose oxidase (GOx) and glucose were used as the model enzyme and substrate, respectively, and after the optimization of GOx amount, the sensitivity of these biosensors to the substrate was determined. The optimum working conditions of the prepared biosensors such as pH and buffer concentration were investigated. In these conditions, performance characteristics of biosensors were examined and real sample applications were performed. By comparing the performance of biosensors prepared with different MONPs, the effect of each MONP on the biosensor response was examined.