DEVELOPMENT OF ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY BASED BIOSENSOR SYSTEM FOR DETERMINATION OF ENZYME ACTIVITY

Elastaz çoğu omurgalının sindirim sisteminde bulunan proteinleri parçalayıcı özelliğe sahip bir sindirim enzimidir. Bu enzim aktif olmayan bir zimogen olarak pankreasta üretilir ve tripsin ile on iki parmak bağırsakta aktif hale gelir. Bu tez çalışmasında, elastaz aktivite tayini için yeni bir amperometrik biyosensör sistemi tasarlandı. Geliştirilen biyosensörün çalışma prensibi, elastazın GOD biyoaktif tabakasını hidrolizleyerek kronoamperometride sinyal düşüşünün izlenmesine dayanmaktadır. Glukoz oksidaz, jelatin ve karbonnanotüp (CNT) karışımı camsı karbon elektrot yüzeyine tutturularak ve gluteraldehit ile çapraz bağlama yapılarak immobilize edilmiştir. Geliştirilen biyosensörün optimizasyonu amacıyla optimum sıcaklık, jelatin miktarı, elastaz inkübasyon süresi, glukoz oksidaz derişimi, CNT miktarı, optimum çalışma potansiyeli ve NaHCO3 tamponu için pH gibi parametreler için deneysel çalışmalar yapıldı. Tekrarlanabilirlik, tekrarüretilebilirlik ve ilgili istatiksel parametreleride hesaplanmıştır. Her bir immobilizasyon adımı kronoamperometrik ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) yöntemleri kullanılarak incelendi. Son olarak, bu tezde geliştirilen biyosensör gerçek serum numunelerine uygulandı.Elastase is a digestive enzyme most of found in digestive system of vertebrates, This enzyme is produced in the pancreas as an inactive zymogen form and actived in duodenum by trypsin. In this thesis, a new amperometric biosensor system for determination of elastase activity was developed. Principle of this new biosensor is based on the hydrolysis of GOD’s bioactive surface by elastase and consequently decreasing of the amperometric signal. Glucose oxidase, gelatin and carbonnanotube (CNT) mixture is layered onto the surface of the glassy carbon electrodes. Glucose oxidase was crosslinked by glutaraldehyde as a crosslinking agent. In order to optimize preparation and working conditions, current parameters such as optimum temperature, concentration of gelatin, incubation time of elastase, concentration of glucose oxidase, concentration of CNT, optimum working potential, and pH for NaHCO3 buffer have been studied. Immobilization steps were monitored by EIS and chronoamperometry. Repeatability, reproducility and related statistical parameters were also investigated. Finally the biosensor presented in this thesis was applied to the real serum samples