130
131
• Gözlenebilme sınırı düşüktür (2,0×10‒6 M).
• Tekrar kullanılabilirliği yüksektir (Duyarlıktaki bağıl standart sapma %1,0).
• Cevap süresi kısadır (10 s).
• Düşük çalışma potansiyeline sahiptir (‒0,30 V). Bu elektrodun düşük çalışma potansiyelinde cevap vermesi, biyolojik ortamlarda bulunan pek çok türün ise, düşük potansiyellerde cevap vermemesi önemli bir üstünlük sağlamıştır.
XO/Grafen/Co3O4/CH/GCE;
• Geniş bir derişim aralığında (5,0×10‒7‒8,0×10‒5 M) çalışabilmektedir.
• Gözlenebilme sınırı düşüktür (2,0×10‒7 M).
• Ksantin oksidaz için hesaplanan Km değeri oldukça iyidir (0,17 mM).
• Tekrar kullanılabilirliği ve tekrar üretilebilirliği yüksektir (Duyarlıktaki bağıl standart sapma sırasıyla % 1,0 ve % 1,2).
• Elektrodun ömrü uzundur (˃ 60 gün)
• Cevap süresi kısadır (10 s).
• Hazırlanan enzim elektrot ile birden fazla sayıda balık numunesinde tazelik tayini yüksek doğrulukla yapılabilmektedir.
Çizelge 5.1 incelendiğinde, değişik modifikasyon yöntemleri ve elektrotlar kullanılarak hazırlanmış olan enzim elektrotların yanında, bizim çalışmamızda kullandığımız GCE yüzeyine dayalı elektrotların da hazırlandığı görülmektedir. Bu elektrotların çeşitli performans faktörleri incelendiğinde, hazırladığımız enzim elektrotların diğer elektrotların pek çoğundan daha kısa cevap süresine sahip olduğu (Baş vd. 2011, Arslan vd. 2006, Peu ve Li 2000, Arai vd. 1996), gözlenebilme sınırlarının düşük olduğu (Amiri-Aref vd. 2014, Liu vd. 2014, Devi vd. 2012, 2011, Shan vd. 2009, Arslan vd. 2006) görülmektedir. Bu elektrotlarla analitik uygulanabilirliğinin gösterilmesi için balıkta ksantin tayini yapılmış ve elde edilen yüksek geri kazanım sonuçları yapılan tayinin başarılı bir şekilde gerçekleştirildiğini göstermiştir. Elektrotların düşük gözlenebilme sınırına sahip olması, balık numunesinde bulunan ve bozucu etki
132
yapabilecek türlerin, numunenin seyreltilmesi sonucu etkisinin azaltılmasına olanak sağlamaktadır.
Galaktoz tayini için hazırladığımız GaOx/MWCNT/Co3O4/CH/GCE ve GaOx/Co3O4/CH/Grafen/GCE galaktoz enzim elektrotların özellikleri literatürlerde verilen diğer galaktoz biyosensörleri ile kıyaslandığında;
GaOx/MWCNT/Co3O4/CH/GCE;
• Geniş bir derişim aralığında (9,0×10‒6‒1,0×10‒3 M) çalışabilmektedir.
• Gözlenebilme sınırı düşüktür (9,0×10‒7 M).
• Galaktoz oksidaz için hesaplana Km değeri düşüktür (1,16 mM)
• Tekrar kullanılabilirliği ve tekrar üretilebilirliği oldukça iyidir (Duyarlıktaki bağıl standart sapma sırasıyla %3,6 ve %3,2)
• Cevap süresi kısadır (20s).
• Elektrodun ömrü uzundur (˃ 30 gün).
• Hazırlanan enzim elektrot ile birden fazla sayıda serum numunesinde galaktoz tayini yüksek doğrulukla yapılabilmektedir.
• Serum numunelerinde yaygın bulunan girişimcilerin özellikle düşük derişimlerde elektrot cevabı üzerinde önemli bir etkisi yoktur.
GaOx/Co3O4/CH/Grafen/GCE;
• Geniş bir derişim aralığında (9,0×10‒6‒6,0×10‒4 M) çalışabilmektedir.
• Gözlenebilme sınırı düşüktür (9,0×10‒7 M).
• Galaktoz oksidaz için hesaplana Km değeri düşüktür (0,66 mM)
• Tekrar kullanılabilirliği ve tekrar üretilebilirliği yüksektir (Duyarlıktaki bağıl standart sapma sırasıyla %1,7 ve %2,3).
• Cevap süresi kısadır (20s).
• Elektrodun ömrü uzundur (˃ 30 gün).
133
• Hazırlanan enzim elektrot ile birden fazla sayıda serum numunesinde galaktoz tayini yüksek doğrulukla yapılabilmektedir.
• Serum numunelerinde yaygın olarak bulunan bozucu türlerin özellikle düşük derişimlerde elektrot cevabı üzerinde önemli bir etkisi yoktur.
Çizelge 5.2’de yer alan elektrotların çeşitli performans faktörleri incelendiğinde, hazırladığımız enzim elektrotların diğer elektrotların pek çoğundan daha kısa cevap süresine sahip olduğu (Kanyong vd. 2013, Lee vd 2011, Sung vd. 2006, Wen vd. 2005, Sharma vd. 2004, Wang vd. 2003, Jia vd. 2003, Brahim vd. 2002, Gülce vd. 2002, Tjac vd. 1999, Yao vd. 1998), gözlenebilme sınırlarının düşük olduğu (Manowitz vd. 1955, Peteu vd. 1996, Yang vd. 1998, Brahim vd. 2002, Tkac vd. 2007, Şenel vd. 2011, Wang vd. 2003, Sung vd. 2006, Çevik ve Abasıyanık 2010, Lee vd. 2011, Charmantray vd.
2012, (Khun vd. 2012, Kanyong vd. 2013) görülmektedir. Serum numunelerinde galaktoz tayini başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.
Glutamat tayini için hazırladığımız GluOx/Co3O4/CH/Grafen/GCE glutamat enzim elektrodunun özellikleri literatürlerde verilen diğer glutamat biyosensörleri ile kıyaslandığında;
GluOx/Co3O4/CH/Grafen/GCE;
• Geniş bir derişim aralığında (4,0×10‒6‒6,0×10‒4 M) çalışabilmektedir.
• Gözlenebilme sınırı düşüktür (2,0×10‒6 M).
• Glutamat oksidaz enzimi için Km sabiti olması istendiği gibi düşüktür (1,09 mM).
• Tekrar kullanılabilirliği yüksektir (Duyarlıktaki bağıl standart sapma %1,0)
• Cevap süresi kısadır (25s).
• Elektrodun ömrü uzundur (>21).
134
Çizelge 5.3 incelediğinde, çalışmamızda hazırladığımız glutamat enzim elektrot düşük bir gözlenebilme sınırına sahip olması açısından Tseng vd. (2013), Backer vd. (2013), Jamal vd. (2010), Maalouf vd. (2007), Cui vd. (2007) tarafından geliştirilen elektrotlardan üstündür. Hazırladığımız elektrodun cevabına, tıpkı ksantin ve galaktoz elektrotlarda olduğu gibi, gerçek numunelerde bulunan ve bozucu etki yapan türlerin etkisinin seyreltilme ile giderilebileceği düşünülmektedir.
Hazırlanan tüm enzim elektrotların hazırlama işlemi kısadır ve maliyeti düşüktür. Bu ise özellikle çok sayıda analizin söz konusu olduğu durumlarda önemli bir avantajdır.
Tüm sonuçlar, kullanılan nanomateryallerin enzim molekülleri için geniş bir yüzey alanı sağlayarak hazırlanan ksantin, galaktoz ve glutamat biyosensörlerinin performansının geliştirilmesinde önemli bir katkı sağladıklarını ortaya koymaktadır.
Nanomateryaller enzim immobilizasyonu için sadece geniş bir yüzey alanı sağlamamış, aynı zamanda elektron aktarımını kolaylaştırarak, yüksek duyarlığa sahip elektrotlar geliştirilmesine yardımcı olmuşlardır.
135
Çizelge 5.1 Ksantin tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
Polimerik medyatör/MWCNT/XO +0,‒5V 0,12 µM 2‒28 µM 28‒46µM 46‒86µM
25 gün sonra %30
aktivite kaybetti
4 s 7,0 45ᵒC
16 mAM-1 Balık tazeliği
Glukoz, sodyum benzoat, UA,
AA
[Dervisevic vd. 2015]
DNA ve poli anilin kompozit filme dayalı biyosensör
‒ 3,0×10-8 mol L-1
7,0×10-8
‒ 1,0×10-5
mol L-1
‒ ‒ 7,0
‒
‒ Serum UA,
hipoksantin
[Zou vd.
2014]
Luteolin/MWCNT/GCE ‒ 0,65 μM 1,0-70,0
µM ‒ ‒ 7,0
Oda sıc.
0,062
μAμM-1 ‒ ‒ [Amiri-Aref
vd. 2014]
Yükseltgenmiş dopamin polimer-3,4,9,10, perilentetrakarboksilik asit/GCE
‒ 1,7 µM 5,1-289
µM ‒ ‒ ‒ ̶ ̶
MgSO4, NaSO4, KCl, KNO3 NaCl, glukoz, laktoz
[Liu vd.
2014]
Poli(L-metiyonin) modifiye camsı
karbon elektrot ̶ 0,004
µM
0,02-0,1
µM ‒ ̶
7,20 Oda
sıc. ̶ Serum
Dopamin, AA,
epinefrin [Ojani vd.
2013]
135
136
Çizelge 5.1 Ksantin tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması (devam)
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
CH/Fe-nanopartikül/Au elektrot +0,5 V 0,1 µM ‒ 100 gün sonra
%25aktivite kaybetti
3 s 7,4 35ᵒC
0,001169 mAµM-1 cm-2
Balık İnosin 5-fosfat, inosin, sistein, guanin, teobromin, kafein, teofilin, AA, glukoz
[Devi vd.
2013]
Gümüş nanopartikül/sistein/Au elektrot
+0,5 V 0,15 µM 2‒16 µM 60 gün sonra %20
aktivite kaybetti
5 s 7,0 35ᵒC
0,17 mA/µA/
cm-2
Balık Glukoz, UA, AA, sodyum benzoat
[Devi vd.
2013]
Çinko oksit nanopartikül/CH/c-MWCNT/PANI/Pt elektrot
+0,5 V 0,1 mM 0,1‒100 mM
1 ay sonra
%30 aktivite kaybetti
4 s 7,0 35ᵒC
‒ Balık İnosin 5-fosfat inosin, UA, kafein, teofilin, hipoksantin, AA
[Devi vd.
2012]
Au/polipirolnanakompozit filme dayalı biyosensör
+0,4 V 0,4 µM 0,4‒200 µM
100 gün sonra %40
aktivite kaybetti
4 s 7,2 30ᵒC
‒ Balık
tavuk, domuz,
inek
5-fosfat inosin, sistein, UA, AA
[Devi vd.
2012]
3-aminopropiltrietoksisilan/XO/
Gluteraldehit/CH
+0,67V 0,0215 µmol/L
0,5-18µM
4 hafta ̶ 7,0
‒
6,9 A/Mcm2
̶ UA, adenin, Timin
[Liu vd.
2012]
136
137
Çizelge 5.1 Ksantin tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması (devam)
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
PVF+ClO4- /Pt elektrot +0,5 V 5.20×10-4 mM 1.3×10-4
mM
1,73×103‒
‒1.74mM
0,43×10
-3-‒2.84mM
40 gün sonra %21
aktivite kaybetti
15‒20 s
7,4
‒
56,22µA mM-1 cm-2
68,75µA mM-1 cm-2
İlaç AA, UA [Baş vd.
2011]
XO/c-MWCNT/PANI/Pt elektrot 0,4 V 0,6µM 0,6-58µM
100 gün sonra %50
aktivite kaybetti
4 s 7,0 35ᵒC
‒ Balık A.A (%10),
glukoz, UA, sodyum benzoat
[Devi vd.
2011 ]
XO/ZnO nanopartikül-PPy/Pt elektrot
0,38V 0,8µM 0,8-40µM
100 gün sonra %40
aktivite kaybetti
5s 7.0 35ᵒC
‒ Balık ‒ [Devi vd.
2011 ]
Çapraz bağlama yöntemiyle hazırlanan nano CaCO3 partikül ve XO modifiye elektrot
+0,55V 2,0×10-6 1,0×10-7
M
2,0×10-6 -1,6×10-4 4,0×10-7 -5,0×10-5
M
21 gün sonra %15
aktivite kaybetti
<5 s 7,5 Oda sıc.
171.3 mAM-1
cm-2
Balık Glukoz, sodyum benzoat,
L-sistein
[Shan vd.
2009]
Poli(allilamin hidroklorür) ve poli(vinilsülfat)/Pt disk elektrot
+0,6 V ‒ 3‒300
µM
‒ ‒ 6,8
Oda sıc.
‒ ‒ ‒ [Hoshi vd.
2006]
137
138
Çizelge 5.1 Ksantin tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması (devam)
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
Ferrosen modifiye polipirol kaplı Pt elektrot
0,7 V 1,0×10-6 M
1,0×10-5 -4,0×10-4
M
45 gün sonra
%35 aktivite kaybetti
25 s 7,4
25ᵒC ‒ ‒ ‒ [Arslan vd.
2006]
PPy/XO/Au nanopartikül PB/PPy/XO/Au nanopartikül
‒0,15V +0,1 V
‒ 1,0×10-6
‒ 2,0×10-5
M
‒ ‒ ‒ ‒ ‒ ‒ [Liu vd.
2004]
XO/CuPtCl6/GCE 0,7 V 1,0×10-7
M
5,0×10-7 -2,0×10-4
M
1 hafta sonra
%70 aktivite kaybetti
15 s 7,4 37ºC
‒ ‒ ‒ [Peu ve Li
2000]
XO/poli(merkapto-p-benzokinon/Au/GCE
0.3 V - 1-80µM 8 gün
sonra
%60 aktivite kaybetti
˂ 1 dakika
7,3 20ᵒC
‒ ‒ ‒ [Arai vd.
1996]
138
139
Çizelge 5.2 Galaktoz tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
MWCNT ile kaplı nikel oksi-hidroksi GCE
0,6 V 2,1×10-4 M 2,5×10-4 -5,6×10-3 M
‒ ‒ -
Oda sıc.
2,1×10-4 µA L mol-1
Farklı örnekler
- [Sa vd.2014]
Kobalt ftalosiyanin içeren selüloz asetat kaplı perde baskılı elektrot
0,5 V 0,02 mM 0,1-25 mM 14 gün 30 s 7,0 35ᵒC
7,00 µA mM-1cm-2
Serum
Üre, UA, AA Parasetamol,
Kanyong vd.
2013
Laponit kil kaplı
Pt elektrot 0,6 V 1µM 1,0×10-6
-1,6×10-3 1 ay ~5 s 7,0
25ᵒC
85 mA M-1cm-2
‒
UA, laktoz, rafinoz, melibiyoz,
dihidroksi aseton
Charmantray vd. 2012 Fonksiyonlaşmış
ZnO nano çubuklara dayalı galaktoz biyosensörler
‒
1 mM 10mM-
200 mM
> 4 ay >10 s 8,0 40ᵒC
89,10±1,23
mV/decade ‒
UA, AA, glukoz, Mg2+
Khun vd.
2012
İletken polimer mikrotübülüs demetine dayalı ITO
0,6 V 0,01 mM 0,1mM- 1 mM
1 hafta sonra % 18 aktivite kaybetti
30-40 s 6,37
µA/mM cm2
‒ UA AA Lee vd.
2011
139
140
Çizelge 5.2 Galaktoz tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması (devam)
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
Poli (N-glisidilpirol-ko-pirol) filme dayalı galaktoz biyosensör
0,7 V 25 µM 2mM- 16 mM
10 gün sonra % 55 aktivite kaybetti
˂5 s
7,4
‒
1,75 µA/mM
Geri Kazanım
‒ Şenel vd.
2011
Poli (glisidil- metakrilat-ko-vinilferrosen) dayalı galaktoz biyosensör
0,35 V 0,1 mM 2-20 mM
30 gün sonra % 60 aktivite kaybetti
5 s 7,5 35ᵒC
23 nA cm-2 mM-1
‒ UA, AA, CaCl2 Çevik ve Abasıyanık 2010 CH-SWCNT/ GaOx/
GCE ‒400 mV 25 µM 1-20 mM ‒ ‒ 7,4
‒
1126 nA
mM−1 Serum Askorbat AA,Üre, UA asetami-nofen
Tkac vd.
2007 PVF
membran/GaOx
‒ 0,5gdL-1 0,5–3,0 gdL-1
> 90 gün ‒ 6,5 35ᵒC
‒ ‒ UA, AA, Kalsiyum Sharma vd.
2006 Polianyon/poli(etilen
glisol)/enzim 0,4 V 24mM
0-24 mM ‒ <40s 7,4
37ᵒC
106 nA mM-1 cm-2
‒ ‒ Sung vd.
2006
Mikro gözenekli poliakrilonitril ince filme dayalı galaktoz biyosensör
0,5 V ‒
0,02-1,60 mmol
dm-3
30 gün sonra %50
aktivite kaybetti
‒
7,1
40ᵒC ‒ ‒ ‒ Kan
vd.2005
Eggshell membran/GaOx
‒ ‒ 0,10-8,5
mM
>3 ay 100s 7,0 Oda sıc.
‒ Serum AA, etanol, sükroz, glukoz, maltoz, früktoz
Wen vd.
2005]
140
141
Çizelge 5.2 Galaktoz tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması (devam)
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
Poli(4-metoksifenol) /GaOx/Pt elektrot
0,6 V ‒ >16 mM 30 gün sonra % 48 aktivite kaybetti
˂ 4 s 11 Oda sıc.
‒ ‒ AA, okzalik
asit,4-asetaminofenol, üre, laktoz, sükroz
Ekinci ve Paşahan 2004
Poli (3-heksil tiyofen) /GaOx/ITO
0,4 V ‒ 0,05‒0,5
gl-1
90 gün sonra % 35 aktivite kaybetti
‒ 7,4
25ᵒC
‒ Serum AA, CaCl2, UA Sharma vd.
2004
Poli(3-heksil tiyofen)/stearik asit/GaOx /ITO
0,4 V 1 gdL-1 1‒4 gdL-1 > 90 gün 60 s
7,0
40ᵒC - -
AA, CaCl2, UA Sharma vd.
2004 CH/PB/Pt disk
elektrot
0,05 V 0,06 mM 0,1‒6,0 mM
30 gün 42
‒ 60 s
6,8 25ᵒC
49 nA
mM-1 ‒ AA, UA Wang vd.
2003
Mikrofabrika ince film/Pt elektrot
0,5 V ‒ 0,10-8,0
mM
>1 ay <40 s 7,2
Oda sıc. ‒ Serum AA,UA, glukoz,
sükroz Jia vd.
2003]
Polipirol-hidrojel kompozit
membran/Pt elektrot
0,7 V 25 µM 5,0×10-5 -1,0×10-2 M
> 9 ay 70 s 7,3 25ᵒC
9,37×102 µA M-1
Serum Askorbat,
üre,asetamionfen Brahim vd.
2002
141
142
Çizelge 5.2 Galaktoz tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması (devam)
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
Polivinilferrosen/Pt
elektrot. 0,7 V ‒ 0-40 mM
‒ 30-40s 13
25ᵒC ‒ ‒ ‒ Gülce
vd.2002
Mikrodiyaliz-çift flow enjeksiyon
galaktoz biyosensör 0,5 V ‒ 0,1-20mM ‒ ‒
7,0
‒ ‒ Süt ‒
[Rajendran ve Irudayaraj 2002]
Ferrosen kaplı grafit elektrot/GaOx-peroksidaz
0,15 V
0,51 mg l-1 (fosfat) 1,42 mg l-1
(borat tamponu)
1-110 mg l-1 3-210 mg
l-1
>12 kez
44s 25s
7,85 28
±1ᵒC
‒ ‒ ‒ Tkac vd.
1999
Poli(1,2-diaminobenzen) film/Pt disk elektrot
0,6 V ‒ 2×10-5
-4×10-3 M
6 gün 27 s 7,5 ‒ ‒ ‒ [Yao vd.
1998 ] Polianilin film kaplı
galaktoz biyosensör
0,65 V ‒ 0,2mM-
10 mM
‒ ‒ 7,5
‒
‒ ‒ ‒ Jinqing vd.
1997
142
143
Çizelge 5.2 Galaktoz tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması (devam)
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
Teflon levha/GaOx ‒ ‒ ‒ 6 hafta ‒ 6,6
32ᵒC
‒
Fermantasyon işlemleri sırasındaki
galaktoz tayini
Ksiloz maltoz, glukoz, früktoz sitrik asit, etanol
Szabo vd.
1996
Clark-tipi oksidaz enzim temelli biyosensörler
‒ 2µM 2µM -10
mM
> 1 ay 0,5-5s 7,4 20-22ᵒC
51 pA/mM ‒ früktoz, laktoz, sükroz
[Peteu vd.
1996]
Kompozit polimer kaplı Pt karbon elektrot
0,7 V 50 µM 0,05 mM -6mM
> 30 gün 18 s 7,4
‒ ‒
Serum Askorbat, üre, asetaminofen
Manowitz vd.1995
143
144
Çizelge 5.3 Glutamat tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
c-MWCNT /AuNPs/CH
+0,135 V 1,6 µM 5- 500 mM
4 ay 2 s 7,5
35ᵒC
155 nA/
µA/cm2
Serum AA, UA, bilirubin, üre, trigliserid, glukoz
Batra ve Pundir 2013 Platin
mikroelektrotlara polipirol dayalı glutamat biyosensör
+0,7 V 2,5±1,2 µM
20-217 µM
9 gün sonra % 70 aktivite kaybetti
1 s ‒ 38,1±5,4
nA/µMcm2 ‒ AA, dopamin Tseng vd.
2013 FIA’e dayalı
glutamat biyosensör +0,6 V 0,05 mM 0-10 mM 9 gün sonra % 40 aktivite
kaybetti
‒ 8,0
‒
3,68
µAs/mM Et ‒ Backer vd.
2013
PAMAM/Pt elektrot ‒0,2 V 0,5 µM 1‒50 µM 2 hafta sonra % 86 aktivite
kaybetti
‒ ‒ ‒ ‒ AA, dopamin
Yu vd.
2011
Pt nanopartikül/Au
nanotel elektrot +0,65 V 14 µM 0-0,8 mM
2 hafta sonra % 98 aktivite
kaybetti
<5 s 7,4 20ᵒC
10,76
µA/mMcm2 ‒ ‒ Jamal vd.
2010
MWCNT/Nafyon +0,7 V 0,9±0,3
µM 0‒100 µM 14 gün sonra %5
aktivite kaybetti
‒ 7,4
37ᵒC
473±57 µA mM-1cm-2
‒ ‒ McLamore
vd.2010
144
145
Çizelge 5.3 Glutamat tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
Sol jel/Pt mikro elektrot
+0,6 V 5 nM 0,5‒100 µmolL-1
5 ay sonra
% 95 aktivite kaybetti
10 s 7,4
‒
294,4±2,0 µA
‒ Glutamin, aspartik asit, AA, dopamin, UA, katekol
Batra ve Pundir 2013
Nafyon/Metil viyolojen/GCE
‒0,65 V 20 µM 0‒75 mM >2 hafta ‒ 7,4 Oda sıc.
‒ ‒ AA, UA,
asetaminofen, γ-aminobutrik asit, 15 farklı amino asit
Maalouf vd.
2007
Pt-PAMAM +0,2 V 10 nM 0,2‒250
µM
4 hafta sonra % 15 aktivite
kaybetti
3 s 7,4 25ᵒC
433
µA/mM-1 ‒ AA, UA,
asetoaminofen
Tang vd.
2007
p-hidroksibenzoat hidroksilaz/Clark tipi elektrot
‒0,6 V 5 µM 10
µM‒1,5 mM
1 hafta sonra % 30 aktivite
kaybetti
2 s 8,0
‒ ‒ ‒ AA, UA, 19 farklı
amino asit
Cui vd.
2007
Foto-çapraz bağlanabilir polimer membrana dayalı glutamat biyosensör
+0,4 V 0,05 µM 0,05‒100
µM 1 ay sonra
% 80 aktivite kaybetti
‒ 7,0
35ᵒC
12,18
nA/µM ‒ ‒ Chang vd.
2007
Kitosan filme dayalı glutamat biyosensör
+0,4 V 1×10-7 M 5×10-7 ‒ 2×10-4 M
11 hafta sonra %80
aktivite kaybetti
2 s 7,4
‒
85 mA M-1cm-2
‒ ‒ Zhang vd.
2006
145
146
Çizelge 5.3 Glutamat tayini için hazırlanan bazı biyosensörlerin özelliklerinin karşılaştırılması
Kullanılan Elektrot Çalışma Potansiyeli Gözlenebilme Sınırı Çalışma Aralığı Ömrü Cevap Süresi pH/Sıcaklık Duyarlık Uygulama Bozucu Tür Kaynak
L-GluOx/L-glutamat dehidrogenaz ikili enzime dayalı glutamat biyosensör
‒ ‒ 0,02‒1,2
mg/L
60 gün boyunca 50 ölçüm
2 dakika 7±2 25 ±2ᵒC
‒ ‒ ‒ Basu vd.
2006
L-GluOx/tetrafulvan-tetrasiyanokinondimetan pasta elektrot
‒ 0,15 mmol L-1
‒ ‒ 20‒50 s 7,0
‒
‒ Domates
içeren yiyecekler
Glukoz, früktoz, asetik asit, AA, strik asit, malik asit, NaCl, KCl, 14 farklı amino asit
Pauliukaite vd. 2006
MnO2/SPCE +0,44 V 1,7 mg/L 10‒160 mg/L
65 gün sonra % 50 aktivite
kaybetti
‒ 7,75
‒
‒ Baharat, çorba tozları
AA, UA, asetoaminofen
Beyene vd.
2003
Prusya mavisine dayalı glutamat biyosensör
+0,0 V 1×10-7 M 1×10-7 ‒ 1×10-4 M
‒ ‒ 6,0
‒
0,21 AM-1 cm-2
‒ D‒glutamik asit, D,L‒aspartik asit, asetaminofen, AA (%30)
Karyakin vd. 2000 Nafyon/L‒GluOx
temelli glutamat biyosensör
‒ 0,3 µM 0‒800 µM ‒ ‒ 7,8
37ᵒC
‒ ‒ ‒ Pan vd.
1996
146
147 KAYNAKLAR
Acebal, C.C., Lista, A.G.and Band, B.S.F 2008. Simultaneous determination of flavor enhancers in stock cube samples by using spectrophotometric data and multivariate calibration. Food Chemistry, 106(2); 811-815.
Almeida, N.F. and Mulchandani, A.K. 1993. A mediated amperometric enzyme electrode using tetrathiafulvalene and l‒glutamate oxidase for the determination of L‒glutamic acid. Anal. Chim. Acta, 282(2); 353–361.
Amigo, J.M., Coello, J. and Maspoch, S. 2005. Three‒way partial least‒squares regressionfor the simultaneous kinetic‒enzymatic determination of xanthine and hypo‒xanthine in human urine. Anal. Bioanal. Chem. 382(6); 1380–1388.
Amiri-Aref, M., Raoof, J.B. and Ojani, R. 2014. A highly sensitive electrochemical sensor for simultaneous voltammetric determination of noradrenaline, acetaminophen, xanthine and caffeine based on a flavonoid nanostructured modified glassy carbon electrode. Sensors and Actuators B, 192, 634-641.
Anık, Ü. and Çubukçu, M. 2008. Examination of the electroanalytic performance of carbon nanotube (CNT) modified carbon paste electrodes as xanthine biosensor transducers. Turk J. Chem, 32, 711‒719.
Arai, G., Takashashi, S. and Yasumori, I. 1996. Xanthine and hypoxanthine sensors based on xanthine oxidase immobilized in poly(mercapto-p-benzoquinone) film.
Journal of Electroanalytical Chemistry, 410(2); 173-179.
Arikyants, N., Sarkissian, A., Hesse, A., Eggermann, T., Leumann, E. and Steinmann, B. 2007. Xanthinuria type I: a rare cause of urolithiasis. Pediatr. Nephrol., 22(2);
310–314.
Arima, J., Tamura, T., Kusakabe, H., Ashiuchi M., Yagi, T., Tanaka, H. and Inagaki, K.
2003. Recombinant Expression, Biochemical Characterization and Stabilization through Proteolysis of an l-Glutamate Oxidase from Streptomyces sp. X-119-6. J Biochem, 134(6); 805-812.
Arslan, F., Yaşar, A. and Kılıç, E. 2006. An Amperometric Biosensor for Xanthine Determination Prepared from Xanthine Oxidase Immobilized in Polypyrrole Film. Artificial Cells, Blood Substitutes, and Biotechnology, 34(1); 113–128.
Avigad, G., Amaral, D., Asensio, C. and Horecker, B.L. 1962. The D-galactose Oxidase of polyporus circinatus. The Journal of Biological Chemsitry. 237, 2736-2743.
Backer, M., Rakowski, D., Poghossian, A., Biselli, M., Wagner, P. and Schöning, M.J.
2013. Chip‒based amperometric enzyme sensor system for monitoring of bioprocesses by flow‒injection analysis. Journal of Biotechnology, 163(4); 371–
376.
Balladin, D.A., Narinesingh, D., Stoute, V.A. and Ngo, T.T. 1997. Immobilization of xanthineoxidase and its use in the quantitation of hypoxanthine in fish muscle
148
tissueextracts using a flow injection method. Appl. Biochem. Biotechnol. 62(2-3); 317–328.
Basu, A.K., Chattopadhyay, P., Roychudhuri, U. and Chakraborty, R. 2006. A biosensor based on co‒immobilized l‒glutamate oxidase and l‒glutamate, dehydrogenase for analysis of monosodium glutamate in food. Biosensors and Bioelectronics, 21(10); 968–1972.
Baş, S.Z., Gülce, H., Yıldız, S. and Gülce, A. 2011. Amperometric biosensors based on depo‒sition of gold and platinum nanoparticles on polyvinylferrocene modifiedelectrode for xanthine detection. Talanta 87, 189–196.
Batra, B. and Pundir, C.S. 2013. An amperometric glutamate biosensor based on immobilization of glutamate oxidase onto carboxylated multiwalled carbon nanotubes/gold nanoparticles/chitosan composite film modified Au electrode.Biosensors and Bioelectronics 47, 496–501.
Belitz, H.D., Grosch, W. and Schieberle, P. 2009. Food Chemistry. Springer‒Verlag, 1070 s, Berlin Heidelberg.
Berry, G.T., Moate, P.J., Reynolds, R.A., Yager, C.T., Ning, C., Boston, R.C. and Segal, S. 2004. The rate of de novo galactose synthesis in patients with galactose‒1‒phosphate uridyltransferase deficiency. Mol. Genet. Metab. 81(1);
22‒30.
Berti, G., Fossati, P., Tarenghi, G., Musitelli, C. and Melzi d’Eril, G.V. 1998.
Enzymatic colorimetric method for the determination of inorganic phosphorus in serum and urine. J. Clin. Chem. Clin. Biochem., 26, 399-404
Beutler, E. 1991. Galactosemia: screening and diagnosis. Clin Biochem. 24(4);
293‒300.
Beyene, N.W., Moderegger, H. and Kalcher, K 2003. A new amperometric beta‒ODAp biosensor. In:C. Hanbury (Eds) Lathyrus Lathyrism Newsletter 3 (1), CLIMA Australia pp 47–49.
Bojanic, V., Bojanic, Z. and Najman, S. 2009. Diltiazem prevention of toxic effects of monosodium glutamate on ovaries in rats. Gen Physiol Biophys. 28, 149‒54.
Brahim, S.I., Maharajh, D., Narinesngh, D. and Guiseppi‒Elie, A. 2002. Design and characterization of a galactose biosensor using a novel polypyrrole‒hydrogel composite membrane. Analytical Letters. 35(5); 797‒812.
Buck, K., Voehringer, P.and Ferger, B., 2009. Rapid analysis of GABA and glutamate in microdialysis samples using high performance liquid chromatography and tandem mass spectrometry. Journal of Neuroscience Methods, 182(1); 78-84.
Buerk, D.G. 1993 Biosensors Theory and Applications, Technomic Publishing, 221, Pennsylvania, USA.
149
Bunyan, J., Murrell, E.A. and Shah, P.P. 1976. The induction of obesity in rodents by means of MSG. Br J Nutr. 35(1); 25‒39.
Cao, Y., Cao, D., Chao, J., Sun, L.and Wang, G. 2008. Catalytic behavior of Co3O4 in electroreduction of H2O2. Journal of Power Sources, 179(1); 87-91.
Castillo, J., Gaspar, S., Leth, S., Niculescu, M., Mortari, A., Bontidean, I., Soukharev, V., Dorneanu, A.A., Ryabov, A.D. and Csöregi, E. 2004. Biosensors for life quality design, development and applications. Sensors and Actuators B, 110(2);
179-194.
Chakraborty, S. and Raj, C.R. 2007. Amperometric biosensing of glutamate using carbon nanotube based electrode. Electrochemistry Communications. 9(6);
1323–1330.
Chang, K.S. and Chen, C.Y. 2007. Effect of L‒aspartate concentration on the response of the amperometric l‒glutamate.sensor for the measurement of l‒glutamate and aspartate aminotransferase activity in serum. Analytical Letters, 40(5); 933–945.
Chang, K.S., Chen, C.Y., Chou, S.F., Han, H.C. and Chen, C.Y. 2007. Characterization of a planar l‒glutamate amperometric biosensor immobilized with a photo‒crosslinkable polymer membrane. Sensors and Actuators B, 122(1); 195–
203.
Chang, K.S., Hsu, W.L., Chen, H.Y., Chang, C.K. and Chen, C.Y., 2003. Determination of glutamate pyruvate transaminase activity in clinical specimens using a biosensor composed of immobilized l‒glutamate oxidase in a photo‒crosslinkable polymer membrane on a palladium‒deposited screen‒printed carbon electrode. Anal. Chim. Acta, 481(2); 199‒208.
Charmantray, F., Touisni, N., Hecquet, L. and Mousty, C. 2012. Amperometric Biosensor Based on Galactose Oxidase Immobilized in Clay Matrix.
Electroanalysis, 25(3); 630‒635.
Chen, C.Y. 1987. Studies on the purification and application of biosensor using oxidase as biomaterials. Doctoral Thesis, Graduate Institute of Agriculture Chemistry, National Taiwan University, 226 p.
Chen, G., Chub, Q., Zhang, L. and Ye, J. 2002. Separation of six purine bases by capillaryelectrophoresis with electrochemical detection. Anal. Chim. Acta 457(2); 225–233.
Clarke, G., O’Mahony, S.and Dinan, T.G. 2007. An isocratic high performance liquid chromatography method for the determination of GABA and glutamate in discrete regions of the rodent brain. Journal of Neuroscience Methods, 160(2);
223-230.
Claussen, J.C., Artiles, M.S., McLamore, E.S., Mohanty, S., Shi, J., Rickus, J.L., Fisher, T.S. and Porterfield, M.D. 2011. Electrochemical glutamate biosensing with nanocube and nanosphere augmented single‒walled carbon nanotube networks:
a comparative study. J. Mater. Chem. 21, 11224‒11231.
150
Cooper, N., Khosravan, R., Erdmann, C., Fiene, J. and Lee, J.W. 2006. Quantification of uricacid, xanthine and hypoxanthine in human serum by HPLC for pharmacody‒namic studies. J. Chromatogr., B 837(1-2); 1–10.
Cosnier, S. and Innocent, C. 1994. Detection of galactose and lactose by a poly(amphiphilic pyrrole)-galactose oxidase electrode. Analytical Letters, 27(8);
1429-1442.
Cui, Y., Barford, J.P. and Renneberg, R. 2007. Development of an l‒glutamate biosensor using the coimmobilization of l‒glutamate dehydrogenase and p‒hydroxybenzoate hydroxylase on a Clark‒type electrode. Sensors and Actuators B, 127(2); 358–361.
Çevik, E.M. and Abasıyanık, M.F. 2010. Construction of biosensor for determination of galactose with galactose oxidase immobilized on polymeric mediator contains ferrocene. Current Applied Physics., 10(5); 1313‒1316.
Çubukçu, M., Timur, S. and Anık, Ü. 2007. Examination of performance of glassy carbon paste electrode modified with gold nanoparticle and xanthine oxidase for xanthine and hypoxanthine detection. Talanta, 74(3); 434‒439.
Dalkıran, B, Kaçar, C., Erden, P.E. and Kılıç, E. 2014. Amperometric xanthine biosensors based on chitosan‒Co3O4‒multiwall carbon nanotube modified glassy carbon electrode. Sensors and Actuators B:Chem., 200, 83‒91.
Dervisevic, M., Custiuc, E., Çeviki E. and Şenel, M. 2015. Construction of novel xanthine biosensor by using polymeric mediator/MWCNT nanocomposite layer for fish freshness detection. Food Chemistry, 181, 277-283.
Devi, R. Yadav, S. and Pundir, C.S. 2012. Au‒colloids–polypyrrole nanocomposite film based xanthine biosensor. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 394, 38– 45.
Devi, R., Batra, B., Lata, S., Yadav, S. and Pundir, C.S. 2013. A method for determinationof xanthine in meat by amperometric biosensor based on silver nanoparticles/cysteine modified Au electrode. Process Biochemistry. 48(2);
242‒249.
Devi, R., Thakur, M. and Pundir, C.S. 2011. Construction and application of an amper‒ometric xanthine biosensor based on zinc oxide nanoparticles‒polypyrrolecomposite film. Biosens. Bioelectron. 26(8); 3420–
3426.
Devi, R., Yadav, S. and Pundir, C.S. 2012. Amperometric determination of xanthine in fish meat by zinc oxide nanoparticle/chitosan/multiwalled carbon nanotube/polyaniline composite film bound xanthine oxidase. Analyst 13, 754–
759.
151
Devi, R., Yadav, S., Nehra, R., Yadav, S. and Pundir, C.S. 2013. Electrochemical biosensor based on gold coated iron nanoparticles/chitosan composite bound xanthine oxidase for detection of xanthine in fish meat. Journal of Food Engineering, 115(2); 207–214.
Dodevska, T., Horozova, E. and Dimcheva, N. 2010. Design of an amperometric xanthinebiosensor based on a graphite transducer patterned with noble metal micro‒particles. Central Eur. J. Chem. 8(1); 19–27.
Dresselhaus, M.S., Dresselhaus, G. and Eklund, P.C. 1997. A review of : ‘Science of fullerenes and carbon nanotubes’. Fullerence science and technology, 5, 627‒627.
Dutt, V.S.E. and Mottola, H.A. 1974. Easy modification of glassy carbon electrode for simultaneous determination of ascorbic acid, dopamine and uric acid. Anal.
Chem. 46(8); 1777.
Egwim, E.C., Vunchi, M.A. and Egwim, P.O. 2005. Comparism of xanthine oxidase activi‒tiesin cow and goat milks. Biokemistri., 17(1); 1–6.
Ekinci, E. and Paşahan, A. 2004. Poly (4‒methoxyphenol) film as a galactose‒sensing material. Eur. Polym. J., 40(8); 1605–1608.
Engerman, R.L. and Kern, T.S. 1984. Experimental galactosemia produces diabetic‒like retinopathy. Diabetes(1); 3, 97‒100.
Erden, P., Pekyardımcı, Ş. and Kılıç, E. 2012. Amperometric Enzyme Electrodes for Xanthine Determination with Different Mediators. Acta Chim. Slov., 59 (4);
824-832.
Fang, Y. and Wang, E. 2013. Electrochemical biosensors on platforms of graphene.
Chem. Commun., 49, 9526-9539.
Frey, O., Holtzmanb, T., McNamarab, R.M., Theobaldb, D.E.H., van der Wala, P.D., de Rooija, N.F., Dalley, J.W. and Koudelka‒Hepa, M. 2010. Enzyme‒based choline and l‒glutamate biosensor electrodes on silicon microprobe arrays. Biosensors and Bioelectronics, 26(2); 477–484.
Gao, Y., Shen, C., Di, J. and Tu, Y. 2009. Fabrication of amperometric xanthine biosensorsbased on direct chemistry of xanthine oxidase. Mater. Sci. Eng. C 29(7); 2213–2216.
Gholizadeh, A., Shahrokhian, S., Iraji zad, A., Mohajerzadeh, S., Vosoughi, M., Darbari, S., Koohsorkhi, J. and Mehran, M. 2012. Fabrication of sensitive glutamate biosensor based on vertically aligned CNT nanoelectrode array and investigating the effect of CNTs density on the electrode performance. Anal.
Chem. 84(14); 5932–5938.