Development of molecular imprinted polymer based valine biosensor for electrochemical analysis

Molekül baskılama tekniği (MIP), kendine özgü tanıma özelliği ile analitin yapısını tanıyan ve oldukça seçici olan akılı üç boyutlu polimerik malzemelerin hazırlanmasında önemli bir araçtır. Bu çalışmada, altın disk elektrotlar üzerinde hassas ve kararlı bir elektrokimyasal valin MIP biyosensörü geliştirildi ve seçicilik ve özgüllük açısından test edildi. Molekül baskılı valin içeren bir hidrojel, altın elektrot üzerinde formüle edildi ve polimerize edildi ve ardından valin molekülleri elektrot yüzeyinden uzaklaştırılarak valin tanıma bölgeleri oluşturuldu. Farklı miktarlarda valin tanıma bölgelerine sahip elektrotlar, farklı konsantrasyonlarda valin içeren çözeltilerde döngüsel voltametri ve elektrokimyasal empedans spektroskopi kullanılarak test edildi. Elektrodun değişen valin derişimine karşı akım, voltaj ve empedans yanıtları incelendi. Bu çalışmada, molekül tanıma bölgeleri (Au-MIP) oluşturmak için şablon molekülün çıkarılmasıyla, şablon molekülü çıkarılmamış (Au-UMIP) ve herhangi bir baskılanmış şablon molekülü (Au-NIP) olmadan kontrol elektrotları ile altın elektrotlar üzerine on farklı valin reseptörü konsantrasyonu baskılanmıştır. Toplam yirmibir farklı altın elektrot fosfat tampon çözeltisinde (pH=5) analiz edildi. 0.3M Au-MIP elektrotları, 9.76E-17 M LOD ve 7.18E-15 M LOQ ile empedansta 10-18 ile 10-6 M dinamik aralıkta doğrusal olarak gerileyen bir artış sergiledi. Valin baskılı elektrot seçicilik faktörü (α), valine için sırasıyla glisin, alanin ve metioninden 3.96, 4.19 ve 92.76 kat daha yüksekti. Baskılama faktörü (β) değerleri, glisin, alanin ve metiyonin moleküllerinin varlığında sırasıyla 4.13, 4.41 ve 96.63 oranında, valin baskılı biyosensörün (MIP) valin için kontrol elektroduna (NIP) göre daha seçici olduğunu göstermiştir. Gün içi ve günler arası kesinlik için RSD yüzdesi sırasıyla yüzde 2.3 ve yüzde 8 olarak elde edilmiştir. Elektrotların kararlılığının, 45. günde yüzde 98.69±9.32 ve RSD'nin yüzde 9.44 olduğunu göstermiştir. Sonuçlarımız, elektrokimyasal analiz için geliştirilen MIP biyosensörünün geleneksel elektrokimyasal analiz yöntemlerine göre daha yüksek spesifisite sergilediğini göstermektedir.