Enzyme electrodes fabricated by dad type poly (2,5-di(furan-2-yl)thiazolo[5,4-d]thiazole) conducting polymer

Abstract

Bu çalışmada yeni bir elektrot malzemesi olarak DAD tipi polimerde polifenol oksidaz enzimi tutuklanarak enzim elektrotları hazırlanmıştır. 2,5-di(furan-2-il)tiyazolo[5,4-d]tiyazol monomeri elektrokimyasal yolla polimerleştirilerek platin elektrotlara kaplanmış ve polifenol oksidaz enzimi çapraz bağlayıcı ile polimer yüzeyine yerleştirilmiştir. Oluşturulan enzim elektrotlarının kinetik karakterizasyonu ve optimizasyonları yapılmış ve numune analizi ile çalışma sonuçlandırılmıştır. Kinetik parametreler, Vmax (maksimum reaksiyon hızı) ve Km (substratın enzim ilgisi) tutuklanmış enzim için sırasıyla 0.028 ± 0.001 umol dak-1 elektrot-1 ve 669.68 ± 64.73 mM olarak tayin edilmiştir. Reaksiyon koşullarının etkisi incelenmiş ve en yüksek enzim aktivitesi pH 7.5 ve 45 ℃ sıcaklıkta elde edilmiştir. Optimum koşullarda tespit edilen doğrusal çalışma aralığı 1.0 – 90.0 mg mL1- arasındadır. LOQ değeri ise 7.827 mg mL-1 olarak bulunmuştur. Ardışık aktivite ölçümleri ve raf ömrü çalışmasıyla enzim elektrotlarının stabilitesi incelenmiştir. 50 ardışık ölçümden sonra enzim elektrodunun aktivitesinin %70 değerinde olduğu gözlenmiştir. Raf ömrü çalışmasında ise 50 günün sonunda aktivitenin %70'e düştüğü saptanmıştır. Enzim elektrotlarının uygulaması atık su numunelerinde polifenolik maddelerin analizi şeklinde tasarlanmıştır. Toplam polifenolik madde miktarı enzim elektrotlarıyla 268,48 ± 6,62 mg mL1- olarak saptanmıştır. Bu sonuç kontrol yöntemi olarak Folin-Ciocalteau analiz metodu kullanılarak doğrulanmış ve 262,86 ± 19,54 mg mL1- bulunmuştur.

In this study, DAD type polymer was used as a new electrode material and enzyme electrodes were prepared by immobilizing polyphenol oxidase enzyme in this matrix. 2,5-di(furan-2-il)tiyazolo[5,4-d]tiyazol monomer was polymerized electrochemically and coated to platinum electrodes and polyphenol oxidase enzyme was immobilized on the polymer surface with cross-linker. Kinetic characterization and optimization of enzyme electrodes formed was made and the study was completed with real sample analysis. Kinetic parameters were assessed for Vmax (maximum reaction rate) and Km (enzyme affinity of substrate) respectively as 0.028 ± 0.001 umol min1- electrode1- and 669.68 ± 64.73 mM. The effect of reaction conditions was examined and the highest enzyme activity was obtained at pH 7.5 and 45 ℃. Linear operation interval determined in optimum conditions is between 1.0 – 90.0 mg mL1-. And LOQ value was found as 7.827 mg mL1- The stability of enzyme electrodes was investigated with consecutive activity measurements. After 50 consecutive measurements, it was observed that activity of enzyme electrode was at 70% value. Meanwhile, in the shelf-life study, it was determined that activity fell to 70% after 50 days. Enzyme electrodes application was designed in the form of analysis of polyphenolic substances in waste water samples. Total polyphenolic substance amount in sample was found as 268.48 ± 6.62 mg mL1- by enzyme electrodes. This result was verified using Folin-Ciocalteau analysis method as the control method with a result of 262.86 ± 19.54 mg mL1-.