Synthesıs Of Chıtosan-Based Bıocompatıble Conductıve Polymer For Bıosensor Applıcatıons

ÖZETBİYOSENSÖR UYGULAMALARI İÇİN KİTOSAN BAZLI BİYOUYUMLU İLETKEN POLİMER SENTEZİ İletken hidrojeller üç boyutlu hidrate polimerik yapı ile elektriksel iletkenliği birleştiren çok fonksiyonlu akıllı malzemeleredir. Bu çalışmada, iki farklı metot kullanılarak biomedikal uygulamalarda kullanılabilecek kitosan bazlı iletken hidrojeller üretilmiştir. İletken hidrojel üretimi için uygulanan ilk yöntemde; kitosan ana zinciri üzerine glisidil metakrilat (GMA) aşılandı ve böylece CTS-g-GMA ürünü elde edildi. Daha sonra, çeşitli miktarlarda indirgenmiş grafen oksit (RGO) (%0’dan %15’e kadar), CTS-g-GMA ve poli(etilen glikol)diakrialat (PEGDA)’ın ışınlanma ile çapraz bağlanmasıyla oluşturulan polimerik ağ içerisine enkapsüle edildi. İkinci yaklaşımda ise, farklı konsantrasyonlarda anilin (0.08, 0.16 ve 0.32M) kullanılarak hazırlanan polianilin çözeltileri çapraz bağlı (CTS-g-GMA)-PEGDA yapının içerisine absorbe ettirildi. Her iki yöntem ile elde edilen hidrojellerin yapıları FTIR ve XRD analizleri ile doğrulandı. Hidrojellerin su alma kapasitesileri gravimetrik yöntem kullanılarak hesaplandı. L929 fibroblast hücreleri sitotoksisite testleri için kullanıldı. Hidrojellerin iletkenlikleri ise dört-nokta prob metodu ile belirlendi. Termal analiz sonuçları RGO içeriğinin hidrojellerin termal kararlılığını arttırdığını göstermiştir. İletkenlik ölçümleri sonuçlarına göre, en yüksek iletkenlik (1.716 x 10-3 S/cm) değeri, polimerik yapı içerisine %10 oranında RGO’nun enkapsülasyonuyla elde edilmiştir. Polianilin-kitosan bazlı hidrojel için yapılan TGA sonuçları, [(CTS-g-GMA)-PEGDA] içindeki polianilin zincirlerinin hidrojelin termal kararlılığını düşürdüğünü göstermiştir. Belirlenen iletkenlik değerleri kıyaslandığında PANI bazlı hidrojeller arasında, [(CTS-g-GMA)-PEGDA]-PANI(0.32M) hidrojelinin en yüksek iletkenlik değerine (7,437 x 10-3 S/cm) sahip olduğu gözlemlenmiştir.Bu çalışmada elde edilen sonuçlara göre, her iki yöntemle de üretilen üstün avantajlara sahip bu hidrojellerin biyomedikal alanlarda özellikle de biyosensör uygulamalarında kullanılabileceği öngörülmektedir.ABSTRACTSYNTHESIS OF CHITOSAN-BASED BIOCOMPATIBLE CONDUCTIVE POLYMER FOR BIOSENSOR APPLICATIONSElectroconductive hydrogels are multifunctional smart materials that combine a three-dimensional hydrated polymeric structure with the electrical conductivity. In this study, by using two different methods, chitosan-based-electroconductive hydrogel was fabricated for biomedical applications. In the first approach to produce conductive hydrogel, glycidyl methacrylate (GMA) was grafted on the chitosan backbone to form CTS-g-GMA product. Then, a variety amounts of reduced graphene oxide (RGO) (from 0% to 15%) were encapsulated into the polymeric network forming CTS-g-GMA and poly(ethylene glycol)diacrylate (PEGDA) by using photo-crosslinking technique. In the second approach, polyaniline solution prepared by utilizing different concentrations of aniline (0.08, 0.16 and 0,32M) was absorbed into (CTS-g-GMA)-PEGDA crosslinked structure. The structures of hydrogels were confirmed by XRD and FTIR analysis. Thermal performances of the conductive hydrogels were examined by TGA. Water uptake capacity of hydrogels determined gravimetrically. L929 fibroblast cells were used for cytotoxicity test. Conductivity of the hydrogel was determined by four-point probe technique. Thermal analyses showed that RGO content was improved thermal stability of hydrogels. According to conductivity measurements; the highest conductivity (1.716 x 10-3 S/cm) was obtained when 10% RGO was encapsulated into the polymeric structure. For polyaniline-chitosan based hydrogel, TGA results demonstrated that PANI chains in [(CTS-g-GMA)-PEGDA] reduced the thermal stability of the hydrogels. Among the PANI-based hydrogels, [(CTS-g-GMA)-PEGDA]-PANI(0.32M) has the highest conductivity value (7,437 x 10-3 S/cm).All the obtained results showed that both hydrogels fabricated in this study are promising candidates for biomedical applications especially biosensors owing to their outstanding advantages