Genç erişkin bireylerde tükürük ürik asit düzeylerinin biyosensör yöntemi ile değerlendirilmesi

Year 2020, Volume: 45 Issue: 3, 1137 - 1143, 30.09.2020

Umut Kökbaş , Rabia Şemsi , Burak Arslan , Aylin Sepici Dinçel , Erdal Ergünol , Levent Kayrın

https://doi.org/10.17826/cumj.732682

Abstract

Amaç: Bu çalışmada tükürük numunelerinde ürik asit miktar tayini için yeni bir amperometrik biyosensör kullanılması amaçlanarak, hazırlanan sistemde elektrodun iyi çalışma koşullarının belirlenmesi ve çalışmayı etkileyen faktörlerin tanımlanması hedeflenmiştir.
Gereç ve Yöntem: Hazırlanan biyosensörde, BSA/jelatin kullanarak grafit elektrot üzerindeki ürikaz enzimi glutaraldehit ile çapraz bağlanmaktadır. Optimizasyon çalışmaları sırasında jelatin, sığır serum albümini ve glutaraldehit miktarları belirlendi. Karakterizasyon çalışmaları sırasında tekrarlanabilirlik, doğrusal ölçüm aralığı ve raf ömrü çalışmaları yapılmıştır. Validasyon ve verifikasyon çalışmaları için genç erişkin bireyler kontrol grubunu oluşturdu (n=26). Tükürük örneklerinden ürik asit değerleri kemilüminesans prensibi ile çalışan otoanalizör ile ölçüldü ve biyosensör sonuçları ile karşılaştırıldı.
Bulgular: Tayin sınırının 6,0x10-4mM olduğu ve ürik asit konsantrasyonu için 6,0x10-4-5,0x10-3 mM aralığında doğrusal sonuçlar elde edildiği belirlenmiştir. Raf ömrü çalışmalarına baktığımızda sonuçlar 40. günün sonunda %82,5 oranında korunmuştur, ölçüm tekrarlanabilirliği (n=15) standart sapması (S.S)=±0,1 ve % varyasyon (değişim) katsayısı (V.K)=0,2’dir. Otoanalizör sonuçları biyosensör sonuçları ile istatistiksel olarak karşılaştırıldığında çizilen ROC eğrisinde %97 doğruluk oranı elde edilmiştir.
Sonuç: Çalışmamızda geliştirdiğimiz yöntem kullanılarak ileri çalışmalarla taşınabilir ve girişimsel olmayan bir ürik asit tayin cihazı üretilebilir.

Keywords

Biyosensör, Ürik Asit, Tükürük

Evaluation of saliva uric acid levels in young adult individuals by biosensor method

Abstract

Purpose: The aim of this study was to use a new amperometric biosensor for the determination of uric acid in saliva samples. Besides the good working conditions of the electrode was determined and identified the factors affecting the study.
Materials and Methods: By the prepared biosensor the used BSA/gelatin has crosslinked the uricase enzyme on the graphite electrode to glutaraldehyde. During characterization studies, linearity, repeatability of the measurements and shelf life were carried out. For the validation and verification studies, formed the control group of the young adult individuals (n=26). Uric acid values from saliva samples were measured by autoanalyzer working with chemiluminescence principle and compared biosensor results.
Results: Limit of detection 6.0x10-4 mM, and linear results are obtained between the ranges of 6.0x10-4 – 5.0x10-3 mM for uric acid concentration. As for shelf life studies, at the end of 40th day of responses has been preserved by 82.5%, repeatability of the measurement (n=15) standard deviation (S.S) = ±0.1 and % coefficient of variation (V.K)=0.2, respectively. When the autoanalyser results were compared statistically to biosensor results, 97% accuracy rate was obtained from the drawn ROC curve.
Conclusions: By using the method we developed in our study, a portable and non-invasive uric

Keywords

Biosensor, Uric acid, Saliva

References

• 1. Pearson, J.E., Gill, A. ve Vadgama, P. Analytical aspects of biosensors. Ann. Clin. Biochem. 2000;37 119-145.
• 2. Yagiuda, K., Hemmi, A. ve Ito, S. ve ark. Development of a conductivitybased immunosensor for sensitive detection of methamphetamine (stimulant drug) in human urine. Biosens Bioelectron 1996;11, 703-707.
• 3. Scheller, F.W., Wollenberger, U., Warsinke, A. and Lisdat, F. Research and development in biosensors. Current Opinion in Biotechnology 2001;12 35–40.
• 4. Jacobs, C.B., Peairs, M.J. ve Venton, B.J. Review: Carbon nanotube based electrochemical sensors for biomolecules. Analytica Chimica Acta 2010;662, (2, 10), 105-127.
• 5. Wang, J., Nielsen, P., Jiang, M., Cai, X., Fernandez, J.R., Grant, D., Ozsoz, M., Begleiter, A. ve Mowat, M. Mismatch sensitive hybridization detection by PNA immobilized on QCM. Anal. Chem. 1997; 69, 5200–5202.
• 6. Sharma, S.K., Sehgal, N. ve Kumar, A. Biomolecules for development of biosensors and their applications. Current Applied Physics. 2003;3(2-3), 307-316.
• 7. Dinçkaya E, , (Ed. A Telefoncu).Enzim sensörleri. In Biyosensörler, Biyokimya Yaz Okulu Kitabı. Ege Üniversitesi Basımevi, İzmir 1999;81- 142.
• 8. Jindal, K., Tomar, M., Gupta, V., CuO thin film based uric acid biosensor with enhanced response characteristics, Biosensors and Bioelectronics, 2012;38, 11-18.
• 9. Arora, K., Sumana, G., Saxena, V., Gupta, R.K., Gupta, S.K., Yakhmi, J.V., Pandey, M.K., Chand, S., Malhotra, B.D., Improved performance of polyanilineuricase biosensor, Analytica Chimica Acta, 2007; 594, 17-23.
• 10. Ertan, F., Aksöz, E,. “Aspergillus nigerden ürikaz enziminin üretilmesi ve aktiviteye etkili bazı faktörlerin belirlenmesi”, Turk J Biol ., 2000; 24: 11-23.
• 11. Bhargava, A. K., LaI, H. and Pundir, C. S., “Discrete analysis of serum uric acid with immobilized uricase and peroxidase”, J. Biochem. Biophys. Methods., 1999; 39: 125-136.
• 12. Arya SK., Datta M, Malhotra BD. Recent advances in cholesterol biosensor. Biosens Bioelectron. Epub 2007 Nov 1, 2008 Feb 28;23(7):1083-100.
• 13. Moraes, M. L., Filho, U. P. R., Oliveira, O. N., Ferreira, M., “Immobilization of uricase in layerby-layer films used in amperometric biosensors for uric acid”, J Solid State Electrohem ., 2007;11: 1489-1495.
• 14. Kan, J., Pan, X., Chen, C., “Polyaniline-uricase biosensor prepared with template process” Biosensors and Bioelectronics ., 2004;19: 1635-1640.
• 15. Matos R. C., Augelli, A. M., Lago, C. L. and Angnes, L., “Flow injection analysis-amperometric determination of ascorbic and uric acids urine using arrays of gold microelectrodes modified by electrodeposition of palladium” , Anal. Chim. Acta., 2000; 404: 151-157.
• 16. Zhang, F., Wrang, X., Ai, S., Sun, Z., Wan Q., Zhu, Z., Xian, Y., Jin, L., Yamamoto, K., “Immobilization of uricase on ZnO nanorods for a reagentless uric acid biosensor”, Analytica Chimica Acta., 2004;519: 155-160.
• 17. Jiang, Y., Wang, A., Kan, J., “Selective uricase biosensor based on polyaniline synthesized in ionic liquid”, Sensors and Actuators ., 2007;B124: 529-534.
• 18. Castillo-Ortega, M. M., Rodriguez, D. E., Encinas, J. C., Plascencia, M., Mendez-Velarde, F. A., Olayo, R., “Conductometric uric acid and urea biosensor prepared from electroconductive polyaniline-poly(n-butyl metacrylate) composites” , Sensors and Actuators ., 2002;B85: 19-25.
• 19. Ndamanisha, J. C., Guo, L., “Electrochemical determination of uric acid at ordered mesoporous carbon functionalized with ferrocenecarboxylic acidmodified electrode” , Biosensors and bioelectronics ., 20008;23: 1680-1885.
• 21. Jayoung, K. et al. "Wearable salivary uric acid mouthguard biosensor with integrated wireless electronics." Biosensors and Bioelectronics. 2015;74: 1061-1068.
• 22. Luo, Y. C., Do, J. S., & Liu, C. C. An amperometric uric acid biosensor based on modified Ir–C electrode. Biosensors and Bioelectronics, 2006;22(4), 482-488.
• 23. Kökbaş, U., Kayrın, L., & Tuli, A. Biyosensörler ve tıpta kullanım alanları. Arşiv Kaynak Tarama Dergisi, 2013;22(4), 499-513.