Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Bölümü

A functional immobilization matrix based on a conducting polymer modified with PMMA/clay nanocomposites and gold nanoparticles: Applications to amperometric glucose biosensors

PMMA/kil nanokompozitler ve altın nanopartiküller ile modifiye edilen iletken polimer bazlı fonksiyonel immobilizasyon matrisler: Amperometrik glukoz biyosensör uygulamaları

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 355329 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

Designing biosensors for detection of target species in any test solution has attracted keen interest throughout the world. Over the conventional methods biosensors have several advantages which are specific, rapid, and simple to operate, and ease of fabrication with minimal sample pretreatment involved. However, reproducibility and stability are still major drawbacks. To overcome these problems, a suitable immobilization method must be chosen. Conducting polymers serve excellent immobilization platform for biomolecule depositions owing to their biocompatibility, ease of preparation and ability to modify structural properties. Besides, combination of conducting polymers and nanostructures attracted considerable attention in biosensing applications. Modification of the electrode surface with nanostructures leads to increase rate of electron transfer between biomolecules and support material. By this way, effective and stable biosensor design is achieved. In this thesis, a functional polymer, poly(6-(4,7-bis(2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxin-5-yl)-2H-benzo[d][1,2,3]triazol-2-yl)hexan-1-amine) poly(BEDOA-6), was utilized as an immobilization matrix for glucose oxidase biosensor construction. Moreover, conducting polymer surface was modified with PMMA/clay nanocomposite material and modified gold nanoparticles to develop two different glucose biosensors. After successful electrochemical deposition of the polymer; poly(BEDOA-6) on the graphite electrode, immobilization of glucose oxidase was carried out. During immobilization, nanostructures were used in biosensor fabrication to achieve the most effective surface design for target biosensors. By applying constant potential, consumption of oxygen concentration in bulk solution was followed using amperometric technique. Surface features of the biosensors were characterized using several techniques like SEM, XPS, TEM, Fluorescence Microscopy. The designed biosensors showed wide linear ranges with low detection limits. Also, kinetic parameters, operational and storage stabilities were determined. Finally, the biosensors were tested on real samples. Keywords: Conducting Polymers, Glucose biosensors, Enzyme Based Amperometric Biosensors, Gold Nanoparticles, Clay Nanocomposites, Glucose Oxidase.

Summary:

Herhangi bir test solüsyonunda hedef analit tayininde biyosensör dizaynı tüm dünya tarafından oldukça ilgi çekmektedir. Geleneksel yöntemlere göre, biyosensörlerin kendine özgü, hızlı ve kolay çalışma ve en az örnek hazırlama işlemi ile kolay üretilebilme gibi birçok avantajı vardır. Fakat tekrarlanabilirlikleri ve kararlılıkları hala önemli sorunlardır. Bu sorunları çözmek için, uygun immobilizasyon metodu seçilmelidir. İletken polimerlerin biyouyumlulukları, kolay hazırlanmaları ve modifiye edilebilir yapısal özellikleri sayesinde biyomoleküller için uygun immobilizasyon platformu olarak hizmet verirler. Bunun yanı sıra, iletken polimerlerin nanoyapılarla birlikte biyosensör uygulamalarında kullanımı hayli ilgi çekmektedir. Elektrot yüzeyini nanoyapılarla modifiye etmek biyomolekül ile destek malzemesi arasındaki elektron transfer hızının artmasına sebep olmaktadır. Bu sayede, etkili ve kararlı biyosensör dizaynı elde edilmektedir. Bu tezde, sentezlenmiş fonksiyonel bir polimer olan poly(6-(4,7-bis(2,3-dihidrotiyeno[3,4-b][1,4]dioksin-5-il)-2H-benzo[d][1,2,3]triazol-2-il)hekzan-1-amin) (poly(BEDOA-6) glikoz oksidaz enzimi immobilizasyonunda immobilizasyon matrisi olarak kullanılmıştır. Ayrıca, iki farklı glikoz biyosensörü geliştirmek için, iletken polimer yüzeyi PMMA/kil nanokomposit ve modifiye edilmiş altın nanopartikül ile modifiye edilmiştir. Polimerin grafit elektrot yüzeyinde başarılı bir şekilde biriktirilmesinden sonra, glikoz oksidaz enziminin immobilizasyonu yapılmıştır. Bu immobilizasyon hedeflenen biyosensörler için en etkili yüzey dizaynını elde etmek için nanoyapılar kullanılmıştır. Sabit uygulanan potensiyel altında, çözeltideki oksijen konsantrasyonu tüketimi amperometrik teknik kullanılarak izlenmiştir. SEM, XPS, TEM ve Floresans mikroskop gibi bazı teknikler kullanılarak yüzey özellikleri karakterize edilmiştir. Dizayn edilen bu biyosensörler düşük saptama sınırı olan geniş lineer aralıklar göstermektedir. İlaveten, biyosensörlerin çeşitli kinetik parametreleri, operasyonel ve depo kararlılıkları tayin edilmiştir. Son olarak, hazırlanan bu biyosensörler farklı numunelerde test edilmiştir. Anahtar kelimeler: İletken Polimerler, Glukoz Biyosensörleri, Enzim Esaslı Amperometrik Biyosensörler, Altın Nanoparçacıklar, Kil Nanokompositleri, Glikoz Oksidaz.