Kanda demir tayinine yönelik yeni bir biyosensör tasarımı

Demir bir çok proteinin ve enzimin yapısında bulunur, dokulara oksijen taşınmasında görev almakla birlikte, hücrelerin gelişmesinde ve farklılaşmasında kilit rol oynar, gerekli önlem alınıp tedavi edilmez ise ciddi sorunlara yol açabilir. Demir eksikliği WHO verilerine göre dünya nüfusunun %30'unu etkilemektedir. Demir fazlalığı demir eksikliği gibi tehlikeli bir tablodur. Bu nedenle kan/serum demir seviyesinin ölçümü tıbbi açıdan büyük önem taşımaktadır. Vücuttaki demir düzeyi ile ilgili ortaya çıkan hastalıkları teşhis etmek için, gerekli anahtar parametrelerin izlenmesinde sürekli, hızlı ve duyarlı sistemler tıbbi açıdan büyük önem taşımaktadır. Biyolojik bir tanıma elemanı ve uygun bir dönüştürücünün birleşmesinden meydana gelen biyosensörler; demir düzeyini saptamak için ihtiyaç duyulan sistemleri karşılayan araçlar arasındadır. Bu çalışmada serum demir düzeyinin ölçümü için, biyoaktif tabakaya immobilize edilmiş Yaban Turpu Peroksidaz (HRP) enziminden yararlanılarak voltametrik bir biyosensör geliştirilmesi amaçlanmıştır. Biyoaktif tabaka, altın elektrot üzerine HRP enzimi, Sığır Serum Albumini (BSA), jelatin ve glutaraldehit'in UV ışık yardımıyla immobilize edilmesiyle hazırlanmıştır. Serum içerisindeki ferrik demirin (Fe3+) transferrinden ayrılmasını sağlamak için, pH'sı 5,0 olan asetat tamponu tercih edildi. Daha sonra ferrik demiri (Fe3+), ferröz demir (Fe2+) haline indirgemek için hidroksilamin hidroklorür kullanıldı. İndirgenme sonucu oluşan ferröz demir (Fe2+) HRP enziminin katalizlediği tepkime ile ölçüldü. Biyoaktif tabakanın optimizasyonunda sığır BSA 30 mg, glutaraldehit %3 ve jelatin miktarı 67,5 mg olarak bulundu. Optimum çalışma koşullarının belirlenmesinde, pH 5,0 ve 200 mM asetat tamponu derişiminde H2O2 miktarı 50 mg/dL olarak saptanırken, tarama hızı 0,06 V/s ve sıcaklık 40 0C olarak belirlendi. Karekterizasyon çalışmalarında 25-200 µg/dL aralığında ferrik (Fe3+) demir için doğrusal sonuçların alındığı belirlendi. Tekrarlanabilirlik için 200 µg/dL ferrik (Fe3+) demir derişimi kullanılarak yapılan çalışmalarda (n=10) standart sapma (S.S) = ±14,35 ve % varyasyon katsayısı (V.K) = 7,296 olarak bulundu. Daha sonra hazırlanan enzim elektrotla biyolojik sıvıda (kan/serum) demir tayini yapıldı ve karşılaştırma çalışmasında r: 0,865 ve P˂0,05 pozitif korelasyon gözlendi. Bu sonuçlar geliştirilen biyosensörün serum demir analizlerinde güvenilir bir yöntem olduğunu ortaya koydu.