İletken polimer kompozitleri kullanılarak enzim tutuklamalı biyosensör oluşturulması

Abstract

Biyosensörler enzim, hücre ve doku gibi biyolojik moleküllerle elektrokimyasal yöntemin birleştirilmesiyle oluşan biyoanalitik cihazlardır. Biyosensörlerin diğer yöntemlere karşı en önemli avantajı, tayin edilecek maddeler için ekonomik, pratik ve spesifik ölçümlere imkan vermesidir. Bu nedenle farklı teknolojik alanlarda kullanılabilen önemli bir analitik tayin metodu haline gelmiştir. Kolay uygulanabilirlikleri ve biyouyumlu olmaları nedeni ile iletken polimerler biyosensör hazırlamada tercih edilmektedirler. Bu çalışmada kolesterol tayin yöntemi olarak kolesterol oksidaz tutuklamalı amperometrik kolesterol biyosensörü geliştirilmiştir. Kan kolesterol tayini çeşitli hastalıkların teşhisinde ve tedavisinde kullanılan önemli bir parametredir. Matris olarak kullanılmak üzere Donör-Akseptör-Donör (DAD) tipi iletken polimerin monomeri olarak 6-(4,7-bis(4-hexylthiophen-2-yl)-2H-benzo[d][1,2,3]triazol-2-yl)hexane-1-amine sentezlenmiş ve elektrot yüzeyinde elektrokimyasal olarak polimerleştirilmiş ve yüzeye kolesterol oksidaz (ChOx) enzimi immobilize edilmiştir. Ölçümler, kolesterol varlığında -0.7 V' da oksijen tüketimine bağlı olarak gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen biyosensörün doğrusal çalışma aralığı 0.05 mikromolar-15.0 mikromolar, hassasiyeti 0.46 mikroamper/mikromolar, ölçülebilen en küçük derişim (LOD) 0.049 ?M olarak tespit edilmiştir. Kinetik parametreler Kmapp ve Imax sırasıyla 3.05 mikromolar ve 2.58 mikroamper olarak bulunmuştur. Cevap süresi 10 saniye olarak saptanmıştır. Uygun çalışma pH?si 7.0 olarak bulunan biyosensörün polimer kalınlığı, enzim miktarı, kullanılan gluteraldehit miktarı optimize edilmiş, kullanım kararlılığı ve raf ömrü, 65 ölçüm ve 30 gün olarak saptanmıştır. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yüzey morfolojisi, temas açısı (Contact Angle) ölçümü ile yüzeyin hidrofilik özelliği incelenmiştir.Geliştirilen biyosensör hassas ve tekrarlanabilir cevap aralığı, düşük tayin sınırı, ucuz ve pratik olma avantajları ile diğer kolesterol tayin metotlarına alternatif olma özelliğine sahiptir.Anahtar Sözcükler :İletken polimer, amperometrik yöntem, biyosensör, kolesterol, kolesterol oksidaz, enzim immobilizasyonu.

Amperometric enzyme sensors are simple, cheap, environment-friendly and sensitive electrochemical methods. In this study, amperometric cholesterol biosensor with immobilized cholesterol oxidase was developed as a cholesterol determination method. Blood cholesterol determination is a significant parameter, used in the diagnosis and treatment of various illnesses. For this purpose, 6-(4,7-bis(4-hexylthiophen-2-yl)-2H-benzo[d][1,2,3]triazol-2-yl)hexan-1-amine was synthesized as the monomer of Donor-Acceptor Donor (DAD) type conducting polymer and it was polymerized over the electrode surface electrochemically in order to form the matris where the enzyme is covalently attached to. Characterization and optimization of the designed biosensor were studied and found the optimum values that lineer working range is 0.05 ? 15.0 ?M. Sensitivity and detection limit is 0.46??A/?M and 0.049 ?M . Response time is found to be 10 second. Kinetic parameters Kmapp and Imax were obtained as 3.05 ?M and 2.58 ?A. Biosensor developed in this study is an alternative to other cholesterol determination methods due to its sensitive and reproducible response range, lower detection limit and its advantages of being durable, cheap and practical.Keyword:Conducting polymer, amperometric method, biosensor, cholesterol, cholesterol oxidase, enzyme immobilization.