Sulu ortamda glikoz tayini için yeni bir biyosensörün geliştirilmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada glikoz oksidaz enziminin Pt elektrot yüzeyinde iletken bir polimer olan polipirol matriksi içinde immobilize edilme siyle sulu çözeltide glikoza duyarlı bir biyosensörün hazırlanması amaçlanmıştır. Bu amaçla öncelikle glikoz oksidaz enziminin serbest haldeki ki netik özellikleri _ incelenmiş ve optimum pH 5.5, optimum sıcaklık 25°C olarak saptanmıştır, Serbest enzimin Michaelis-Menten sabitinin 23.3 mM glikoz ve aktivasyon enerjisinin de 3.5 kkal/mol olduğu bu lunmuştur. Çalışmada doygun kalomel elektroda karşı 0.8 V sabit potan siyelde, Pt elektrot yüzeyinde pirolün elektropolimerizasyonu ile gli koz oksidaz enzimi immobilize edilmiştir. Hazırlanan elektrodun pH 7.0, 0.1 M K3P04-H3P04 tampon sisteminde, 25 °C sıcaklıkta, 0.7 V'da amperometrik olarak çalıştırılmasıyla 100 mM glikoz konsantrasyonu için 30 iA maksimum akım elde edilmiştir. Elektrodun doğrusal çalışma aralığı 1-10 mM glikoz olup, cevap süresi 45-60 s aralığında değişmektedir. Ayrıca hazırlanan elektrot 50 gün süreyle toplam 52 ölçümde aktivite göstermektedir. Hazırlanan biyosensör bu özellikleriyle literatürde verilen diğer biyosensörlerden daha ileri düzeydedir. Polipirol filmi içinde immobilize edilmiş glikoz oksidaz için görünür Michaelis-Menten sabiti Kmg= 40.47 mM glikoz ve akti vasyon enerjisi EA= 5.3 kkal/mol olarak saptanmıştır. Bu değerlerin serbest enziminkine göre yüksek olması polipirol enzim sisteminde difüzyon kısıtlamalarını ve enzimde bazı konformasyonal değişimler olduğunu göstermektedir.

I I SUMMARY The aim of this study is the preparation of a new biosensor which can analyze the glucose in the aqueous solution by means of gluose oxidase enzyme immobilized in a conductive polymer (polypy- role) matrix on the surface of Pt-electrode. For this purpose, the kinetics of glucose oxidase were investiga ted at the first step and the temperature and pH optima were deter mined as 25°C and 5.5. respectively. It was found that Michaelis- Menten constant (Km) of free enzyme ise 23.3 mM glucose and the ac tivation energy is 3.5 kcal/mole. Glucose oxidase is immobilized during the electropolimerization of pyrole at 0.8 V. on the surface of Pt-electrode versus saturated ca lomel electrode (SCE). The maximum current of 30 uA is measured amperometrically at 0.7 V. by this enzyme electrode in a 100 mM buf fered glucose solution at pH of 7 and the temperatuve of 25 CC, The linearity of this biosensor is in the range of 1-10 mM glucose con centrations and the response time of it is 45-60 s. It was determined that the activity life time of the enzyme electrode is app. 50 days in 52 assays. With these characteristics, this biosensor is better than the other biosensors given in the literature. In addition. apparentKm and activation energy values of immobi lized glucose oxidase in polyprole film are 40.5 mM glucose and 5.3 kcal/mole, respectively. The higher values of these kinetic parame ters for immobilized enzyme show that the diffusion limitations in polypyrole matrix and some conformational changes on the enzyme molecule with immobilization are possible.