Asetilkolinesteraz enzimini inhibe eden pestisitlerin tayininde kullanılmak üzere yeni bir enzim biyosensörü yapımı

TÜBİTAK TOGTAG TARP01.02.2002Aldikarb, dünyada yaygın biçimde çeşitli tarımsal ürünlerin (soğan, patates, pamuk, tütün, şeker pancarı ve şeker kamışı) korunmasında kullanılan bir karbamat pestisitidir. Güney ve Güneydoğu Anadolu bölgelerinde, özellikle de Çukurova yöresinde, beyaz pamuk sineğinin kontrolünde yoğun bir biçimde kullanılmaktadır. Sudaki yüksek çözünürlüğü ve yüksek toksisitesi yüzünden, yeraltı sularındaki aldikarb kirliliği çeşitli ülkelerde önemli bir sağlık sorunudur. Bu çalışmada, karbamat ve organofosfat pestisitlerin asetilkolinesteraz enzimini inhibe etmesi temeline dayanan bir biyosensör oluşturulmuştur. Asetilkolinesteraz, kolin oksidaz enzimi ile birlikte, polihidroksietilmetakrilat (pHEMA) membranlarında tutuklanmış ve bu enzim içeren membranlar varlığında ortamdaki pestisitin enzimin oksijen tüketimine etkisi gözlenmiştir. İlk olarak enzimlerin tutuklanacakları membranların karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Membranların geçirgenlikleri, kalınlıkları, gözeneklikleri ve mekanik özellikleri incelenmiş ve SnCU ile hazırlanan membranların geçirgenlik ve gözeneklilik açısından immobilizasyona uygun olduğu görülmüştür. Enzimler membran içine hapsetme ve yüzeyine bağlanma olmak üzere iki değişik yere 'immobilize edilmiştir. Tutuklanmış enzimlerin değişik pH, tampon ve sıcaklıklardaki aktiviteleri incelenmiştir. En yüksek aktivitenin pH 9.0'da elde edilmesine karşılık, aldikarbın alkali ortamda hidrolize olmaması için çalışmalar pH 7.0'de gerçekleştirilmiştir. Enzim aktivitesinin sıcaklıkla arttığı görülmüştür (25-40°C). Doğrusal çalışma aralığı, membran içine hapsedilmiş ve yüzeye tutuklanmış enzimler için sırasıyla 10-500 ve 10-250 ppb olarak belirlenmiştir. Yüzeye tutuklanmış enzimler aldikarb varlığına daha hızlı tepki vermiştir. 23 ppb ve 12 ppb kadar düşük miktardaki aldikarbın tayini (membran içine ve yüzeyine tutuklanan enzimler için) 25 dakikalık bir analiz süresinde gerçekleştirilmiştir