Organik çözgene dayanıklı bakteri temelli mikrobiyal biyosensör ve moleküler damgalanmış polimer tabanlı biyosensör sistemleri geliştirilmesi, karakterizasyonu ve bazı steroidlerin tayininde kullanılması

Steroidlerin tayini genel olarak immunoassay yöntemler ve kromatografik yöntemlerle yapılmaktadır. Söz konusu yöntemler zaman alıcı ön işlemler ve pahalı ekipmanlar içerir. Ancak mikrobiyal biyosensörler ve moleküler damgalanmış polimer (MIP) tabanlı elektrokimyasal sensörlerin kullanılmasıyla hızlı, duyarlı, ucuz ve seçimli steroid tayini yapılabilir. Bu tez çalışmasında kortizol-kortizon ve prednisolona yönelik MIP sensörleri, kolesterole yönelik ise mikrobiyal biyosensör sistemi geliştirilmiştir. MIP sensörleri altın nanopartikül kaplanmış grafit elektrot yüzeyinde pirolün kalıp molekül varlığında elektropolimerizasyonu yöntemi ile hazırlanmıştır. Sensör cevapları Diferansiyel Puls (DP) yöntemi ile Ferri/Ferro çözeltisinden izlenmiştir. Kortizon-kortizol ve prednisolona yönelik geliştirilen MIP sensörlerinde kalıp molekül/monomer oranı, inkübasyon ve ekstraksiyon süresi optimizasyonları yapılmıştır. Kortizon-MIP sensörünün doğrusal tayin aralığı 1-100 M, tayin limiti 0,25 M olarak bulunurken Prednisolon-MIP sensörünün doğrusal tayin aralığı 1-75 M, tayin limiti ise 0,35 M olarak bulunmuştur. Tekrarlanabilirlik denemesinde Kortizon-MIP sensörünün 50 M kortizon için (n=10) ortalama (¯x), standart sapma (±S.S.) ve % varyasyon katsayısı (%VK) değerleri sırasıyla 48,10 M, ±2,42M ve %5,04 olarak bulunurken, 50 M prednisolon için (n=10) ortalama (¯x), standart sapma ve % Varyasyon katsayısı değerleri sırasıyla 48,69 M, ±1,06 M ve %2,19 olarak bulunmuştur. MIP sensörleri ile substrat spesifikliği, girişim etkisi ve depo kararlılığı denemeleri yapılmıştır. Ayrıca geliştirilen MIP sensörleri ile liyofilize idrar ve serum örneklerinde kortizol ve prednisolon tayini yapılmıştır. Mikrobiyal biyosensör geliştirilmesi aşaması kapsamında biyoalgılayıcı olarak kolesterol metabolizması indüklenmiş ve organik çözgene dayanıklı Pseudomonas sp. türü bakteriler ve katalaz enzimi kullanılmıştır. Pseudomonas sp. ve katalaz enzimi çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT)/iyonik sıvı (IL)/karbon pasta elektrot (CPE) içerisine immobilize edilmiştir. Biyosensörün immobilizasyon aşamaları CV ve impedans spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Ölçümlerde mediyatör sistemi olarak hidrokinon kullanılmıştır. Amperometrik çalışma potansiyeli -0,2 V olarak bulunmuştur. Optimizasyon ve karakterizasyon çalışmaları amperometrik yöntem ile yapılmıştır. Mikrobiyal biyosensörün çalışma koşullarının optimizasyonu denemeleri yapılmış ve optimum sıcaklık 35 °C, optimum pH : 7,0 (Fosfat tamponu, 50 mM) olarak bulunmuştur. Bakteri miktarının biyosensör cevabı üzerine etkisi incelenmiştir. Kolesterol tayinine yönelik olarak geliştirilen bu mikrobiyal biyosensörün doğrusal tayin aralığı 5-600 M tayin limiti ise 1,52 M olarak bulunmuştur. Substrat spesifikliği ve girişim etkisi denemelerinde kortizon, kortizol, testosteron, β-sitosterol ve östradiol gibi steroid bileşiklerle glukoz, askorbik asit gibi endojen analitlerin varlığının biyosensör cevabına etkisi incelenmiştir. Optimizasyon ve karakterizasyon çalışmaları tamamlanan mikrobiyal biyosensörün doygun siklohegzandaki kolesterol cevabı incelenmiş ve sulu ortamla karşılaştırılmıştır. Geliştirilen mikrobiyal biyosensörle liyofilize serum örneklerinde hem sulu fazda hem de siklohegzan fazında kolesterol tayini yapılmıştır.