Tez Arşivi

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


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Bölümü

Amperometric microbial and enzymatic biosensors based on conducting polymers

İletken polimerler bazlı amperometrik mikrobiyal ve enzimatik biyosensörler

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 268262 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

In this thesis, six different biosensors based on conducting polymers of poly 4-(2,5-di(thiophen-2-yl)-1H-pyrrole-1-l) benzenamine [poly(SNSNH2)] and poly(1-(4-nitrophenyl)-2,5-di(2-thienyl)-1H-pyrrole [poly(SNSNO2)] were prepared.Electrochemical technique was used for polymerization of conducting polymers and two different immobilization techniques; crosslinking and adsorption were used for immobilizing enzyme or microbial in the conducting polymer matrices. The proposed biosensors were characterized and optimized. Optimum pH, thickness of conducting polymer and biological material amount were determined. Linearity, repeatability and operational stability experiments were performed. Carbon nanotubes and gold nanoparticles were also added to the biosensing system to see the effects of nanoparticles. The biosensors also used for ethanol and/or glucose biosensing in commercial samples. In the first part of thesis, a biosensor was designed by immobilizing Gluconobacter oxydans in poly(SNSNH2) matrix ongraphite electrode. The biosensor preparation method was a two-step procedure where the cells were immobilized by adsorption on the surface after the electropolymerization step.Use of dialysis membrane to cover the surface after immobilization conserves the bioactive surface during the operation. The preparation is simple and not time consuming. Systems proposed showed good linearity and repeatability as well as high operational stability. Glucose amount in fruit juice, ethanol amount in vodkaand whisky were determined. In the second part of thesis, a second biosensor was designed with electrochemical polymerization of 1-(4-nitrophenyl)-2,5-di(2-thienyl)-1H-pyrrole via cyclic voltammetry on graphite electrode. Afterwards, Pseudomonas fluorescens and Gluconobacter oxydans were immobilized successfully on the conducting polymer matrix separately. The proposed biosensors showed good linearrange, and repeatability as well as high operational stability. In the third and fourth parts, gold nanoparticle and carbon nanotube effects were studied on poly(SNSNH2)/glucose oxidase biosensor, respectively. Covalent binding of glucose oxidase was achieved to poly(SNSNH2) by the help of glutaraldehyde on the top of graphite and carbon paste electrodes. Nanoparticle amount and optimum pH were determined for both biosensors. After analytical characterization, glucose amount in two fruit juices were determined with poly(SNSNH2)/GOx/AuNP and poly(SNSNH2)/ GOx/CNT biosensors. In the last part, biosensor was designed with immobilizing alcohol oxidase in poly(SNSNH2) matrix via crosslinking with glutaraldehyde on platinum electrode. The proposed biosensor was characterized and optimized interms of thickness, enzyme loading, pH, AuNPs, CNTs, linear range, repeatability and operational stability.

Summary:

Bu tezde, poli (4-(2,5-di(tiyofenil-2-yl)-1H-pirol-1-l)) benzenamin [poli(SNSNH2)] ve poli(1-(4-nitrofenil)-2,5-di(2-tiyenil)-1H-pirol) [poli(SNSNO2)] iletken polimerler bazlı altı farklı biyosensör hazırlanmıştır. İletken polimerlerin sentezi için elektrokimyasal polimerleştirme tekniği, biyolojik materyelleri tutuklamak için adsorbsiyon ve çarpraz bağlama olmak üzere iki farklı tutuklama tekniği kullanılmıştır. Tasarlanan biyosensörler optimize ve karakterize edilmiştir. Uygun çalışma pH'si, iletken polimer kalınlığı, biyolojik madde miktarı gibi parametreler optimize edilmiş, lineer çalışma aralığı, tekrarlanabilirlik veoperasyonel kararlılıkları belirlenmiştir. Altın nanopartikül ve karbon nanotüpler ile biyosensörler modifiye edilerek, nanopartiküllerin biyosensör cevabına etkisi incelenmiştir. Tasarlanan biyosensörler, doğal örneklerde glukoz ve/veya etanol tayininde kullanılmış, referans yöntem ile ya da etiket değerleri ile biyosensörden elde edilen veriler karşılaştırılmıştır. Tezin ilk kısmında, Gluconobacter oxydansmikropları, grafit elektrot yüzeyinde iletken polimer matrisinde adsorpsiyon yöntemi ile tutuklanmıştır. Mikrobiyal biyosensörün hazırlanışı, SNSNH2 monomerinin grafit elektrot yüzeyinde elektrokimyasal olarak polimerleşmesi ve mikropların yüzeyde adsorpsiyon yöntemi ile tutuklanması olmak üzere iki adımda gerçekleşmiştir. Diyaliz membranı elektrot yüzeyine geçirilerek biyosensörün kullanımı süresincemikropların korunması sağlanmıştır. Hazırlanışı kolay ve hızlı olan mikrobiyal biyosensör, iyi bir lineer çalışma aralığı, tekrarlanabilirlik, ve operasyonel kararlılık göstermiştir. Meyve suyunda glikoz tayini, vodka ve viskide etanol tayini, tasarlanan biyosensör ile yapılmıştır. Tezin ikinci kısmında, elektrokimyasal polimerleşme ile grafit yüzeyinde biriktirilen 1-(4-nitrofenil)-2,5-di(2-tienil)-1H-pirol iletken polimeriüzerine Pseudomonas fluorescens ve Gluconobacter oxydans mikropları adsorpsiyon yöntemi ile tutuklanarak iki ayrı biyosensör hazırlanmıştır. İki biyosensörün uygun çalışma pH'si, lineer çalışma aralığı, tekrarlanabilirliği, operasyonel kararlılığı belirlenmiştir. Tezin üçüncü ve dördüncü kısımlarında, poli(SNSNH2)/glikoz oksidaz biyosensörüne sırası ile altın nanopartikül ve karbon nanotüp etkisi incelenmiştir.Çapraz bağlama tutuklama yönetimi kullanılarak, glikoz oksidaz enzimi glutaraldehit yardımı ile iletken polimere çapraz bağlanmıştır. Altın nanopartikül etkisi grafit çalışma elektrodu ile, karbon nanotüp etkisi karbon pasta çalışma elektrodu ile incelenmiştir. Nanopartikül miktarı, pH, enzim miktarı gibi parametreler optimize edilip, biyosensör analitik olarak karakterize edilmiştir. poli(SNSNH2)/GOx/AuNP vepoli(SNSNH2)/GOx/CNT biosensörleri iki meyve suyunda glikoz miktarı tayininde kullanılmıştır. Tezin son kısmında, alkol oksidaz enzimi gluteraldehit yardımı ile çarpraz bağlanarak diğer elektrotlardan daha küçük elektrot yüzeyine sahip olan platin elektrot yüzeyinde, poli(SNSNH2) matrisinde immobilize edilmiştir.Tasarlanan biyosensör, iletken polimer kalınlığı, enzim miktarı, pH gibi parametreler ile optimize ve karakterize edilmiştir. Biyosensör cevabına, altın nanopartikül ve karbon nanotüp etkisi ayrı ayrı incelenmiş, nanopartikül miktarı optimize edilmiştir. Son olarak biyosensör ile vodka ve viskideki etanol tayini yapılmıştır.