Using of nanofiber based electrodes for detection of organic molecules

Ülkemizde kullanılan diyabet sensörlerinin kullan-at formundaki elektrotları, ithal edilme zorunluluğu nedeniyle dışa bağımlılık oluşturmaktadır. Ayrıca bu tip elektrotlar, sadece kandaki glukozu ölçebilecek duyarlılıkta olup, diğer analitlerin ölçümü için kullanılmaktadır. Etanol, metanol ve glukoz seviyelerinin tayini için, yüksek duyarlılıkta ve seçicililikte elektrotların geliştirilmesi zorunlu hale gelmiştir. Son derece küçük çap ölçüleri nedeniyle, yüksek yüzey/hacim oranına sahip olan elektroeğirilmiş nanolifler, aynı zamanda yapısal olarak sağlam ve esnek yapılardır. Bu özelliklerine bağlı olarak, elektroeğirilmiş nanolifler, biyomolekül tespiti için uygun malzemelerdir ve enzim tabanlı biyosensör uygulamalarında sıklıkla kullanılmaktadırlar. Bu tez çalışması, organik polimer nanolif – karbon nanotüp (CNT) nanokompozit malzemelerin glukoz biyosensör uygulamasını içermektedir. Bu çalışmada, yeni bir yaklaşımla yüzey aktif nanolif malzemelerin sentezi ve bu malzemelerin elektrokimyasal sensör platformunda kullanılması araştırılmıştır. Çalışmada, glukoz oksidaz ve alkol oksidaz enzimleri kullanılarak farklı beş sensör elektrodunun, glukoz, metanol ve etanol algılama aktivitelerine göre karşılaştırmalı olarak çalışılması amaçlanmıştır. Fakat glukoz oksidaz temelli amperometrik enzim elektrotları, kan şekeri testi için basit, kullanımı kolay sistemler arasında başı çekmektedir ve glukozun devamlı izlenmesinde önemli bir rol oynadığı düşünülmektedir. Bu sebeplerden dolayı ve laboratuvar koşullarımızın kısıtlı olmasından ötürü, çalışmamızda yanlızca glukoz oksidaz enzimi kullanılmıştır. Çalışma sırasında geliştirilen elektrotlar: a) Glukoz oksidaz (GOks) içeren elektroeğirilmiş PVA elektrot; b) Glukoz oksidaz (GOks)-Çok katmanlı karbon nanotüp (MWCNT) içeren elektroeğirilmiş PVA elektrot; c) Glukoz oksidaz (GOks) ve poli dialil dimetil amonyum klorür (PDDA) ile modifiye edilmiş çok katmanlı karbon nanotüp (MWCNT) içeren elektroeğirilmiş PVA elektrot; d) Glukoz oksidaz (GOks)-poli dialil dimetil amonyum klorür (PDDA) ile modifiye edilmiş tek katmanlı karbon nanotüp (SWCNT) içeren elektroeğirilmiş PVA elektrot; e) Arayüzey çapraz bağlanmış ve Glukoz oksidaz (GOks)-poli dialil dimetil amonyum klorür (PDDA) ile modifiye edilmiş çok katmanlı karbon nanotüp (MWCNT) içeren elektroeğirilmiş PVA elektrot olarak hazırlanmıştır. Elektroeğirme tekniği ile organik bazlı bazı polimerler kullanılarak üretilen nanofiberlerden elektrot üretimi gerçekleştirilmiştir. Elektroeğirme nanoliflerin fiziksel morfolojisi ve ortalama çap uzunlukları, taramalı elektron mikroskopu (SEM) kullanılarak incelenmiş olup, nanoliflerin ortalama çap uzunluğu 100 nm olarak belirlenmiştir. Elektrotların glukoz algılama aktiviteleri amperometrik olarak -0.5 V potansiyel fark uygulanarak, 0.1 M fosfat tampon çözeltisi (PBS, pH 7.4) içerisinde gerçekleştirilmiştir. Üretilen c-d sensör elektrotlarının glukoz algılama limitleri 0.024 mM olarak, glukoz algılama hassasiyetleri ise sırasıyla 65.8, 42.7 µAmM-1cm-2 olarak tespit edilmiştir ve glukoz tayini için son kullanıma uygun sensör elektrotları olarak değerlendirilmiştir. Üretilen a-b-e sensör elektrotlarının glukoz algılama limitleri sırasıyla 0.048, 0.048 ve 0.12 mM olarak, glukoz algılama hassasiyetleri ise sırasıyla 19.4, 25.9, 4.01 µAmM-1cm-2 olarak tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Elektroeğirme, nanofiber, nanobiyosensör, karbon nanotüp