Oksalat enzimatik elektrodunun hazırlanması ve oksalik asit girişimine karşı voltametrik analiz koşullarının optimize edilmesi

Abstract

Yeni kimyasal ve biyokimyasal sensörler hazırlanması, var olanların geliştirilmesi son yıllarda analitik kimyanın temel araştırma konuları arasında yer almaktadır. Elektrokimyasal biyosensörler arasında sayılan enzimatik oksalat elektrotu, hazırlanma zorluğunun azaltılması, seçicilik ve duyarlılığının arttırılması için çalışmaların sürdürüldüğü bir sensördür. Bu çalışmada, oksalat tayini için oksalat oksidaz enzimi ile hazırlanan elektrotun, oksalik asit girişimine karşı optimizasyon çalışmaları yapılmıştır.Oksidaz yapısındaki enzimatik elektrotların ölçüm ilkesi oluşan hidrojen peroksit ölçümüne dayalı olduğundan, hidrojen peroksit ve oksalik asidin geniş bir pH bölgesinde farklı çalışma elektrotları ve tampon çözelti bileşimine olan duyarlılığını belirleme çalışmalarına öncelik verildi. Yapılan optimizasyon çalışmaları ile, anodik bölgedeki yükseltgenme pikinin duyarlık ve tekrarlanırlık açısından daha uygun olduğu, platin elektrot ve Britton Robinson tamponunda en iyi duyarlılığın elde edildiği, oksalik asit eklemelerinin önceden tamponlanmış olmaması halinde ölçüm ortamının pH'si üzerinde etkili olduğu, pH <4 olan bölgede oksalik asit ile hidrojen peroksit piklerinin tamamen girişim yaptığı ve bu iki maddenin piklerinin ancak pH 6,5'de ayrıştığı, dolayısıyla bu koşullarda bir enzimatik sensör hazırlanabileceği belirlendi.Uygunluğu belirlenen ölçüm koşullarında farklı enzim immobilizasyon yöntemlerinin denenerek, duyarlılık ve kullanım ömrü açısından karşılaştırmalar yapıldı. Başarılı şekilde hazırlanan glutaraldehit ile çapraz bağlı ve nafyon kaplı enzimatik elektrotlarda 0,025-1,000 mM derişim aralığında doğrusal çalışma aralığı elde edildi. Sensör duyarlılığının zamanla değişimi, nafyon yüzdesinin sensör duyarlılığı üzerindeki etkisi çalışmaları yapıldı, gerçek örneklerde başarılı ölçüm ve denemeler gerçekleştirildi.

In recent years, preparation of new chemical and biochemical sensors and development of existing ones is among the main research topics of analytical chemistry. Enzymatic oxalate sensor, is regarded as a electrochemical biosensor, which optimization studies still proceed for minimization of difficulties in preparation process and improve selectivity and sensitivity. In this study, optimization studies of the oxalate electrode, prepared with immobilization of oxalate oxidase, have been done against the interference effect of oxalic acid.Measurement principle of oxidase enzyme type electrodes are based on the measurement of produced hydrogen peroxide, the investigation of working electrode type and pH effect in a wide range with using different buffer solution on sensitivity of hydrogen peroxide and oxalic acid analysis was given priority.After optimization studies, the oxidation peak in the anodic region which is much proper in terms of sensibility and reproducibility, the best sensitivity was obtained with platinum electrode and in Britton-Robinson buffer, the effect of non-buffered oxalic acid additions on the pH of solution were determined. And also observed that, the anodic peaks of oxalic acid and hydrogen peroxide was completely coincided at the pH < 4 and the peaks of these two substances became different at only 6,5 pH, and therefore possibility of an enzymatic sensor preparation in these conditions was determined.Several immobilization techniques were tested in the determined conditions and comparisons were performed in terms of sensibility and life time of enzymatic electrode. A linear working range between 0,025-1,000 mM concentration were obtained which using successfully prepared with cross linking of glutaraldehyde and encapsulated with nafion. Some of characteristic determinations like variation of sensibility as a function of time and the effect of % nafion to the sensibility are carried out and also successful studies are performed with real samples.