Çinko oksit nanopertikül temelli glutamin biyosensörü tasarlanması ve karakterizasyonu

Abstract

Tıp, eczacılık, biyoteknoloji ve çevre alanlarında bir takım maddelerin hızlı, ucuz, kısa zamanda, pahalı analitik cihazlara ihtiyaç duymadan ve güvenilir olarak tayin edilebilmeleri için yapılan çeşitli çalışmalar büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda metal oksit yarı iletkenler, gösterdikleri performans nedeniyle elektronik alanda sensör tasarlanmasında ve biyomedikal bilimler gibi oldukça geniş alanlarda kullanılmaktadır. Bu tür yarı iletken nanoyapıların elektron transfer kinetikleri ve adsorpsiyon kapasiteleri yüksek olduğu için biyomoleküllerin immobilizasyonu ve biyosensör tasarlanmasında kullanımı uygundur. Metal oksit yarı iletkenler arasında çinko oksit (ZnO), günümüzde biyouyumlu, biyobozunur ve biyogüvenli olması nedeniyle biyoteknolojik ve medikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Glutamin, kaslarda amino asit havuzunun %60'ını ve vücutta toplam amino asit döngüsünün %20'sini oluşturur. Glutamin'in temel olarak sağladığı faydalar, büyüme hormonunun salgılanmasına yardımcı olmak, hücrelerin azot alımını zenginleştirmek, protein sentezini artırmak, hücre hidrasyonunu artırmak, hücre iyileşmesini maksimize etmek, kas yıkımını engellemek, vücutta oluşan toksin maddeleri temizlemek, hücrelere azot taşımak, bağışıklık sistemini güçlendirmek ve enerji vermektir. Genel sağlık açısından ele alındığında, glutamin, yara veya yanıkların iyileşmesini hızlandırır, enfeksiyon oluşumunu engeller ve tüm kaslarda dayanıklılığı arttırır. Glutamin, protein metabolizmasında önemli bir rol alır, vücut geliştirenler için en önemli amino asittir ve kas yıkımının önlenmesi için gereklidir. Bu çalışmada öncelikle gümüş tel üzerine çinko oksit nanorod kaplanarak elektrot hazırlanmıştır. Çinko oksit nanorod kaplanan elektrot yüzeyine, glutaminaz enziminin kitosan kullanılarak immobilizasyonuyla glutamin biyosensörü hazırlandı. Biyosensörlerin optimum çalışma koşullarını belirlemek amacı ile tampon konsantrasyonu, tampon pH'sı ve ortam sıcaklığının elektrot cevabı üzerine etkileri incelenmiş, enzim elektrodunun raf ömrü, tekrarlanabilirliği, tayin aralığı belirlenmiştir. Ayrıca bu çalışmada, hazırlanan glutamin biyosensörü ile GNC L-glutamin tozunda glutamin tayini standart katma yöntemi ile yapılarak elde edilen sonuç referans değeri ile karşılaştırılmıştır.