Horseradish peroxidase enzimi kullanılarak amperometrik fenol biyosensörlerinin geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, atıksularda izlenmesi gereken en önemli toksik kirletici parametrelerden olan fenol ve türevlerinin güvenli, seçici, hassas ve hızlı ölçümü amacıyla farklı şekillerde hazırlanmış çalışma elektrotlarından oluşan fenol biyosensörleri geliştirilmiştir. Çalışma elektrotları yüzeyinde değişik kompozisyonlarda polimerik/kompozit filmler sentezlenmiş ve horseradish peroxidase enzimi bu filmlere, farklı teknikler kullanılarak bağlanmıştır. Söz konusu polimerik/kompozit filmlerin yapımında yeni sentezlenmiş iletken polimerler kullanılmıştır. Nanoteknolojik bir malzeme olan karbon nanotüp, bazı çalışma elektrotlarının film yapılarına katılmış ve karbon nanotüpün elektrot performansları üzerine etkisi incelenmiştir. Farklı şekillerde hazırlanmış çalışma elektrotları kullanılarak geliştirilen biyosensörler, kesikli ve sürekli sistemlerde 18 farklı fenol türünün ölçümünde kullanılmış, ölçüm için gerekli kalibrasyon eğrileri çizilmiş, bu kalibrasyon eğrileri kullanılarak ölçüm analitik parametreleri hesaplanmıştır. Hesaplanan analitik parametrelere göre biyosensörlerin performansı ve ölçüm güvenilirliği tartışılmıştır. Ayrıca biyosensörlerin ölçüm sonuçları, GC-MS fenol ölçümleri sonuçları ve geçmişte yapılmış fenol biyosensörleri ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır.

In this study, phenol biosensors comprised of working electrodes prepared in various designs have been developed in order to get reliable, selective, sensitive and fast detection of phenol and its derivatives, the most important toxic parameters should be detected in wastewaters. Various compositions of polymeric/composite films were synthesized onto the surface of working electrodes, and the enzyme horseradish peroxidase was immobilized to these films by using different techniques. Newly synthesized conductive polymers were used for the fabrication of these polymeric/composite films. Carbon nanotube which is a nanotechnological material was added into the film structures of some working electrodes, and the effect of carbon nanotube on electrode performances was investigated. The developed biosensors using working electrodes prepared in various designs were operated at batch and continuous flow system for the measurement of 18 phenol derivatives, calibration curves necessary for measurement were constructed and the analytical measurement parameters were calculated from these calibration curves. The performance of the biosensors and the reliability of the measurements were discussed according to the calculated analytical parameters. Also, biosensor measurement results were compared with GC-MS phenol measurement and phenol biosensor measurement results of reported papers in the past.