Diyabet hastalığının erken dönemde teşhisine yönelik karbon bazlı nanobiyosensörlerin sentezi, karakterizasyonu ve uygulamaları

Abstract

Küresel insan popülasyonunu etkileyen en yaygın hastalıklardan biri diyabet hastalığıdır. Şeker Hastalığı dediğimiz Diabetes Mellitus, insülin hormonunun etkisizliği veya eksikliği sonucu oluşan, kan dolaşım sisteminde yüksek düzeyde glikoz (şeker) yapılanmasıyla görülen kronik bir hastalıktır. Diyabet hastalığından yılda üç yüz seksen iki milyon insan etkilenmektedir ve yine yılda 1,5 ila 5,1 milyon kişinin ölümüne neden olmaktadır. Dolayısıyla insan yaşamını her anlamda etkileyen ve engelleyen diyabet hastalığının erken teşhisi ve tedavisi oldukça önemlidir ve bunun için çeşitli tayin yöntemleri kullanılmaktadır. Hazırlanan tez çalışmasında, diyabet hastalığının erken teşhisine yönelik karbon temelli nanoparçacıklar kullanılarak glikoz biyosensörü hazırlanmıştır. Biyosensörlerin optimum çalışma koşullarını belirlemek amacı ile tekrarlanabilirliği, duyarlılığı, tayin aralığı ve tayin sınırı belirlenmiştir. Ni-Pd@AK nanokompozitler 0.014 uM tayin limiti, 0.01 mM ila 1 mM arasında geniş bir doğrusal aralık ve 90 mA mM-1 cm-2 yüksek hassasiyet göstermiştir. Tasarlanan Ni-Pd@AK elektrokimyasal biyosensörün seçiciliği, aktivitesi ve uygulanabilirliği Dönüşümlü Voltametri (CV) ve Kronoamperometri (CA) ile ölçülmüştür. Karakterizasyon işlemleri ise Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), X-Işını Kırınımı (XRD), X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ve Raman Spektroskopisi ile incelenmiştir. Ayrıca bu çalışmada, hazırlanan glikoz biyosensörü ile kan serumunda glikoz tayini yapılarak elde edilen sonuçların standart yöntem ile karşılaştırılması da yapılmıştır. Bu çalışmalar, tasarlanan bu enzimatik olmayan biyosensörün gelecekte diyabet hastalığının erken teşhisinde kullanılacak mükemmel bir sensör olmaya aday olduğunu kanıtlamıştır.

One of the most common diseases affecting the global human population is diabetes. Diabetes Mellitus, which we refer to as Diabetes Mellitus, is a chronic disease caused by the ineffectiveness or lack of insulin hormone and the high level of glucose (sugar) in blood circulation system. Three to one hundred and eighty-two million people are affected from diabetes mellitus every year, and they cause about 1.5 to 5.1 million deaths per year. Therefore, early diagnosis and treatment of diabetes mellitus, which affects and inhibits human life in every sense, is very important and various methods of identification are used. In the thesis study, a glucose biosensor was prepared using carbon-based nanoparticles for the early detection of diabetes mellitus. The reproducibility, sensitivity, detection range and detection limit of the biosensors were determined with the aim of determining optimum operating conditions. The Ni-Pd@AC nanocomposites showed a limit of 0.014 μM, a broad linear range of 0.01 mM to 1 mM and a high sensitivity of 90 mAm-1 cm-2. The selectivity, activity and applicability of the designed Ni-Pd@AC electrochemical biosensor was measured by the Recursive Voltammetry (CV) and Chronoamperometry (CA). Characterization processes were investigated by Transmission Electron Microscopy (TEM), X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Raman Spectroscopy. Also, in this study, the results obtained by glucose determination in the blood serum with the prepared glucose biosensor were compared with the standard method. These studies have proven that this designed non-enzymatic biosensor is a candidate to become an excellent sensor for use in the early detection of diabetes in the future.