Nanodesenlenmiş ve moleküler baskılanmış kloramfenikol biyosensörünün hazırlanması, karakterizasyonu ve gıda güvenliği amacıyla kullanım potansiyelinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışma kapsamında nanodesenlenmiş ve moleküler baskılanmış (MIP) yüzey plazmon rezonans (SPR) sensörünün hazırlanması, karakterizasyonu ve gıda güvenliği amacıyla kullanım potansiyelinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Birinci aşamada N-Metakriloil-(L)-Histidin Metil Ester (MAH) monomeri sentezlenmiş ve FTIR spektrofotometresi ile karakterize edilmiştir. İkinci aşamada MAH ve EDMA (Etilen glikol dimetakrilat) varlığında kloramfenikol (CAP) baskılanmış nanopartiküller miniemülsiyon polimerizasyon yöntemi ile hazırlanmıştır. Kontrol amaçlı olarak kloramfenikol baskılanmamış nanopartiküller de hazırlanmıştır. Nanopartiküllerin karakterizasyonu zeta boyut analizi ile gerçekleştirilmiştir ve nanopartikül büyüklüğü 52 nm bulunmuştur. Üçüncü aşamada hazırlanan nanopartiküller çipin altın yüzeyine tutturulmuştur. Nanosensörün yüzey karakterizasyonu atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve temas açısı ölçümleriyle gerçekleştirilmiştir. 0,155-6,192 nM derişim aralığındaki CAP çözeltileri ile kinetik analizler yapılmış ve adsorpsiyon izoterm modelleri incelenmiştir. Langmuir modelinin bu sisteme en uygun adsorpsiyon modeli olduğu bulunmuştur (R2,0.9941). Kloramfenikolün moleküler baskılanmış nanopartiküllere adsorpsiyonunun baskılanmamış olanlarına göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Nanopartiküllerin seçiciliğini belirlemek için florfenikol (FAP) ve tiyamfenikol (TAP) antibiyotikleri yarışmacı bileşen olarak seçilmiştir. Baskılanmış nanopartiküller; kloramfenikolü tiyamfenikole göre 8.86 kat, florfenikole göre 8.36 kat daha yüksek seçicilikte tanımaktadır. Tayin limiti 0,04 µg/kg olarak bulunmuştur. 5 değişik balda yapılan analizlerde ise CAP miktarı tayin limitinin altında kalmıştır. Hazırlanan nanosensörün gıda güvenliği amacıyla gelecekteki potansiyel biosensör fabrikasyon çalışmalarına katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Preparation, characterization of nanopatternerd and molecularly imprinted surface plasmon resonance sensor and determination of its utilization potential for food safety purpose was aimed in this study. At the first stage, N-methacryloyl-(L)-histidine methyl ester (MAH) monomer was synthesized and characterized with FTIR spectrophotometer. At the second stage, chloramphenicol imprinted nanoparticles were prepared in the presence of MAH and EDMA by miniemulsion polymerisation method. Non-imprinted nanoparticles were also prepared without chloramphenicol for control purpose. Characterisation of nanoparticles were carried out with zeta-sizer measurement and size of nanoparticles was found as 52 nm. At the third stage, nanoparticles were immobolized to the surface of gold chip. Surface characterisation was performed with atomic force microscopy (AFM) and contact angle measurements. Kinetic analyses were executed with chloramphenicol solution (concentration range 0,155-6,192 nM) and adsorption isotherms were examined. Langmuir model was found the most appropriate adsorption model for this system (R2,0.9941). Adsorption of chloramphenicol to the molecularly imprinted nanoparticles was determined to be higher than that of non-imprinted ones. Florfenicol and thiamphenicol antibiotics were chosen as competitive components to determine selectivity of nanoparticles. Imprinted nanoparticles selectively recognize the CAP molecules 8.86 times more than thiampehicol and 8.36 times more than florfenicol. Detection limit was found as 0,04 µg/kg. The amount of CAP in five different honey samples was below detection limit. It is thought that prepared nanosensor will make conrtibution to sensor fabrication studies of food safety purpose in future.