Balıkta tazeliğin belirlenmesine yönelik biyosensör tasarımı

Kaliteli gıdaya ulaşmak, modern insanın en büyük gereksinimlerinden biri olmakla beraber kalite kavramı, içerisinde pek çok kriteri barındırmaktadır. Özellikle de et, süt ürünleri, deniz ürünleri gibi gıdalar, zengin besin içerikleri nedeniyle çabuk bozulduğu için tazelik, bu gıdaların tüketilebilirliği açısından en önemli kalite kriteri konumundadır. Tazeliğin belirlenmesi ise geçen zamana, balığın çeşitli özelliklerine ve maruz kaldığı koşullara paralel olarak gerçekleşen reaksiyon ve değişimler neticesinde oluşan bazı indikatörlerin tespitiyle mümkün olmaktadır. Bu maddeler içerisinde balığın ölümünü izleyen süreçteki ATP yıkım reaksiyonlarıyla oluşan ksantin, hipoksantin, ürik asit miktarları, en kritik parametrelerden sayılmaktadır. Söz konusu indikatör maddelerin geleneksel analiz yöntemleriyle (spektrofotometrik, kromatografik yöntemler vb.) tayin edilmesinin genellikle zaman alması, özel bir donanım, kalifiye işgücü ve yoğun kimyasal kullanımı gerektirmesi nedeniyle, biyosensör teknolojisinin bu dezavantajları giderebilecek bir alternatif olmasından yola çıkılarak bu tez çalışmasında balığın tazelik kriterlerinden olan ksantin, hipoksantin ve ürik asidin eş zamanlı tayinine yönelik bir biyosensör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Biyosensör kısaca, hedef analit ile reaksiyona giren ve oluşan yanıtı ölçülebilir fiziksel sinyallere dönüştüren analitik cihaz olarak tanımlanmakta olup, bu çalışma kapsamındaki biyosensör tasarımında düşük maliyetli ve bol bulunan malzemelerin kullanımı esas alınmak suretiyle kalem ucu (PGE) elektrotlar üzerine poliakrilonitril (PAN) polimerinin elektroeğirilmesine dayalı bir elektrokimyasal sensör tasarımı yapılmıştır. Bu tasarım ile elektrokatalitik özelliği yüksek, adsorpsiyon kapasitesi artırılarak analit etkileşimi iyileştirilmiş ve geniş reaksiyon yüzeyi sağlanmış nanomodifiye elektrot yüzeylerinin elde edilmesi hedeflenmiştir. Sensör elektrotlarının üretiminde yararlanılan elektroeğirme işleminde optimum uygulama parametreleri ve çözelti formülasyonu deneysel olarak belirlenmiş, polipirol kullanılmadan hazırlanan % 8'lik PAN çözeltisi ile 13 cm mesafe, 5 µl/dk debi ve 18 kV voltaj uygulanarak ortalama 137 nm çapında nanoliflerle kaplanan modifiye PGE elektrot yüzeyleri elde edilmiştir. Sensörün hipoksantin, ksantin ve ürik asidi eş zamanlı olarak tayin edebilme yeteneği, ksantin oksidaz enzimi ile gerçekleştirilen kontrollü bozunma çalışmaları ile ortaya konmuştur. Bu tasarım ile elde edilen nanomodifiye yüzeyler ile hipoksantin için 0,74 µM, ksantin için 1,28 µM ve ürik asit için 1,32 µM'lık tespit limitlerine (LOD) ulaşılmıştır. Böylece, literatürde daha önce hiç yapılmamış olan, ilk kez hipoksantin, ksantin ve ürik asitin eş zamanlı tayinine yönelik olarak elektroeğrilmiş PAN nanolif modifikasyonu ile PGE elektrot üretimine dayalı özgün bir elektrokimyasal (voltametrik) sensör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Söz konusu sensör elektrotlarının 4°C ve 25 °C'de 30 günlük muhafazası sonrasındaki ölçüm performansı da değerlendirilmiş ve 4°C'de depolamanın ölçümlerdeki sapma oranını azaltarak daha uygun bir muhafaza koşulu olduğu sonucuna varılmıştır. Geliştirilen sensör elektrotları, İzmir'de satılan standart boyutlardaki çiftlik çipura balıklarının tazeliğini belirlemede kullanılmış, sonuçlar mikrobiyolojik analizler ve pH ölçümleriyle desteklenmiştir. Balığın buzdolabı koşullarında depolandığı 5. gün itibariyle kabul edilemez duruma geldiği kritik hipoksantin, ksantin ve ürik asit konsantrasyonları sırasıyla 1,53 µM 9,41 µM ve 1,41 µM olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Balıkta tazelik, Elektrokimyasal biyosensör, Elektroeğirme, PAN nanolifler, Hipoksantin, Ksantin, Ürik asit