Grafen temelli elektrokimyasal biyosensörlerin geliştirilmesi

Bu tez çalışması kapsamında, glikoz ve ürenin amperometrik tayini amacıyla enzim/elektroaktif polimer/grafen/tungsten disülfür (WS2) modifiye nanokompozit yüzeye sahip kalem grafit elektrotlar (PGE'ler) hazırlandı. Glikoz oksidaz (GOx) ve üreaz (Urs) enzimlerini elektrot yüzeyine kararlı ve verimli bir şekilde bağlamak amacıyla orto-fenilendiamin (oPD), pirol (Py) ve grafen kullanıldı. Optimum koşullarda üretilen PPy-grafen/WS2 nanokompozit yüzeye enzim immobilizasyonunun kararlı bir şekilde yapılabilmesi için glutaraldehit (GA) yardımıyla çapraz bağlayıcı kullanıldı. Bu şekilde üretilen GOx/PPy-grafen/WS2 modifiye ve Urs/PPy-grafen/WS2 modifiye enzim elektrotlar sırasıyla duyarlı ve seçici amperometrik glikoz ve üre biyosensörleri olarak kullanıldı. Elektrotların elektrokimyasal davranışları dönüşümlü voltametri (CV) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ile belirlendi. Elektrotların morfolojik ve yüzey karakterizasyonları ise taramalı elektron mikroskopisi (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ile yapıldı. Enzimlerin çalışma performansına etkisi bulunan enzim konsantrasyonu, enzim immobilizasyon süresi, ortamın pH değeri ve çalışma potansiyeli gibi parametreler optimize edildi. GOx modifiye glikoz biyosensörünün çalışma aralığı 0.05 mM ile 7 mM olup, teşhis sınırı 12.3 μM olarak hesaplanırken, Urs modifiye üre biyosensörünün çalışma aralığı 0.25 mM'den 18 mM'ye kadar olup, teşhis sınırı 30.1 μM olarak hesaplandı. Girişim çalışmaları glikoz biyosensörü için askorbik asit ve üre varlığında yapılırken, üre biyosensörü için glikoz ve askorbik asit varlığında gerçekleştirildi ve türlerin cevaba önemli bir etkisinin olmadığı tespit edildi. Geri kazanım çalışmaları ise glikoz için seyreltilmiş serumda, üre için seyreltilmiş idrar örneklerinde gerçekleştirildi.