Manyetik demir nanopartiküllerin yeşil sentez metodu ile üretilmesi ve nanobiyosensör olarak kullanımının incelenmesi

Abstract

Bu çalışma, çevreyi korumak ve atıkları en aza indirmek için çevre dostu, basit ve ekonomik yeşil biyosentez metodu ile sütleğen (Euphorbia amygdaloides) bitkisi kullanılarak, Fe3O4 manyetik nanopartiküllerinin üretilmesi ve nanobiyosensör olarak uygulamalarının araştırılmasına planlanmıştır. Yeşil sentez metodu ile Fe3O4 manyetik nanopartikülleri (MNP) sütleğen bitki ekstresi kullanılarak sentezlenmiştir. Fe3O4 MNP'lerin sahip olduğu manyetik özellikler nedeniyle çeşitli uygulama alanlarında bir den fazla sayıda kullanılabileceği düşünülmüştür. Spektrofotometre, SEM, XRD ve FT-IR cihazları kullanılarak yapılan analiz sonuçları ile sütleğen (Euphorbia amygdaloides) bitki ekstresi kullanılarak sentezlenen Fe3O4 MNP karakterize edilmiştir. Daha sonra Fe3O4 MNP'nin mimetik (enzim benzeri aktivite gösterme) özellikleri araştırılmıştır. Fe3O4 MNP'lerin gerçek enzimleri taklit eden bir özellik sergileyerek, doğal peroksidazlara benzer kataliz gücüne sahip olduğu aktivite ölçümleri ile belirlenmiştir. Fe3O4 MNP'ler kullanılarak geliştirilen metodun, glukoz miktarı için 0.25-1 g/L konsantrasyon aralığında doğrusal olduğu görülmüştür. Fe3O4 MNP kullanılarak geliştirilen nanobiyosensörün optimal çalışma parametreleri; sıcaklık (405oC), pH (4), metal iyonu konsantrasyonu (5 mM) ve H2O2 konsantrasyonu (1,25 mM) olarak bulunmuştur. Geliştirilen nanobiyosensör sistemi kullanılarak, gıda ve klinik alanda (kan ve serum numunelerinde) oldukça, hassas ve kararlı enzim mimetik ve spektrofotometrik tabanlı analizler yapılmıştır. Ayrıca, sakkaroz, laktoz, fruktoz ve rafinoz gibi diğer şekerlere kıyasla glukoza karşı yüksek seçicilik elde edilmiştir.

This work is based on the use of an eco-friendly, simple and economical green biosynthesis method to protect the environment and to minimize wastes and to investigate the usage of Fe3O4 magnetic nanoparticles as a nanobiosensor sythesized using Euphorbia plant (Euphorbia amygdaloides). The Fe3O4 magnetic nanoparticles (MNPs) were synthesized by the green synthetic method using euphorbia plant extract. It is thought that Fe3O4 MNPs can be used in many applications due to their magnetic properties. Fe3O4 MNP synthesized using wood spurge (Euphorbia amygdaloides) plant extract was characterized by the results of analysis using spectrophotometer, SEM, XRD and FT-IR devices. Then mimetic (enzyme-like activity) properties of Fe3O4 MNPs were investigated. Fe3O4 MNPs were found to have catalytic power similar to that of natural peroxidases, mimicking real enzymes and exhibiting similar properties. The method developed using Fe3O4 MNPs was found to be linear at a concentration range of 0.25-1 g/L for the amount of glucose. Optimal operating parameters of the biosensor were found to be temperature (405oC), pH (4), metal iron concentration (5 mM) and H2O2 concentration (1,25 mM). Using the developed nanobiosensor system, sensitive and stable enzyme mimetic and spectrophotometric based analyzes were performed in the food and clinical field (blood and serum samples). In addition, a high selectivity towards glucose has been achieved compared to other sugars such as sucrose, lactose, fructose and raffinose.