Development of molecular imprinted nanosensors for determination of tobramycin in pharmaceuticals and foods

Bu tez çalıĢmasında tobramisin tayini için moleküler baskılanmıĢ camsı karbon ve kuvarz kristal mikrobalans (QCM) nanosensörleri geliĢtirilmiĢtir. QCM nanosensörü için, öncelikle QCM çipinin altın yüzeyinin modifikasyonu çip yüzeyine polimerize çift bağlarının girmesi için alil merkaptanın kendiliğinden oluĢan tek tabaka yöntemiyle gerçekleĢtirilmiĢtir. Daha sonra çip yüzeyinde tobramisin baskılanmıĢ poli(2-hidroksietil metakrilat-metakriloilamidoglutamik asit) filmi oluĢturulmuĢtur. Elektrokimyasal nanosensör için, elektrot dönüĢümlü voltametri yöntemi kullanılarak camsı karbon elektrot yüzeyinde pirolün elektropolimerizasyonu sırasında tobramisin molekülün katılmasıyla hazırlanmıĢtır. BaskılanmıĢ ve baskılanmamıĢ sensörlerin performansları QCM ve kare dalga voltametrisi (SWV) teknikleri ile değerlendirilmiĢtir. BaskılanmıĢ ve baskılanmamıĢ sensörler atomik kuvvet mikroskopu (AFM), Fourier dönüĢümlü infrared (FTIR) spektroskopisi, elipsometre, temas açısı ölçümleri, elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) ve dönüĢümlü voltametri teknikleri kullanarak karakterize edilmiĢtir. Gözlenebilme sınırı (LOD) ve alt tayin sınırı (LOQ) QCM yöntemi için sırasıyla 0.00561 nM ve 0.0166 nM ve SWV yöntemi için sırasıyla 0.166 nM ve 0.491 nM olarak bulunmuĢtur. Tobramisin için doğrusallık aralıkları QCM yöntemi için 0.017-0.150 nM ve SWV yöntemi için 0.5-10.0 nM olarak bulunmuĢtur. GeliĢtirilen yöntemler ―International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmacueticals for Human Use‖ (ICH)‘a göre valide edilmiĢ ve doğrusal, duyarlı, özgün, doğru, kesin, sağlam ve tutarlı bulunmuĢtur. Bu yöntemler farmasötik preparatlar ve gıdalardan tobramisin analizine baĢarıyla uygulanmıĢtır. Ayrıca bağlanma kinetik analizi ve izoterm modelleri sensör yüzeyinde gerçekleĢen adsorpsiyon iĢlemini açıklamak için datalara uygulanmıĢtır.In this thesis study, the molecularly imprinted glassy carbon and quartz crystal microbalance (QCM) nanosensors were developed for the determination of tobramycin. For QCM nanosensor, firstly the modification of gold surface of QCM chip was performed by self-assembling monolayer formation of allyl mercaptane to introduce polymerizable double bonds on the chip surface. Then, TOB imprinted poly(2-hydroxyethyl methacrylate–methacryloylamidoglutamic acid) film was generated on the gold surface. For electrochemical nanosensor, the electrode was prepared by incorporation of tobramycin molecule during the electropolymerization of pyrrole on glassy carbon electrode using cyclic voltammetry method. The performance of the imprinted and non-imprinted sensors was evaluated by QCM and square wave voltammetry (SWV) tecniques. The imprinted and non-imprinted sensors were characterized by using atomic force microscopy (AFM), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, ellipsometry, contact angle measurements, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltammetry (CV). Limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) were found as 0.00561 nM and 0.0166 nM for QCM and 0.166 nM and 0.491 nM for SWV, respectively. The linearity ranges of tobramycin for QCM and SWV were found as 0.017-0.150 nM and 0.5-10.0 nM respectively. The developed methods were validated according to the ―International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmacueticals for Human Use‖ (ICH) guideline and found to be linear, sensitive, specific, accurate, precise, robust and rugged. The methods were applied successfully for the determination of tobramycin in pharmaceuticals and foods. In addition, association kinetic analysis and isotherm models were applied to data to explain adsorption process occured