Glukoz Sensörü Olarak Kullanılmak Üzere İndirgenmiş Grafen Oksit Katkılı Polimerik Film Eldesi

Year 2023, , 515 - 522, 31.12.2023

Neslihan Alemdar

https://doi.org/10.7240/jeps.1393411

Abstract

Bu çalışmada, hidrojel bazlı enzimsiz bir glukoz sensörü üretmek amacıyla sodyum aljinat (SA), hayaluronik asit (HA) ve jelatin (Jel) kullanılarak oluşturulan polimerik yapı (SA:HA:Jel) içerisine %0 dan % 50’ye kadar değişen miktarlarda RGO enkapsüle edilerek iletken bir film üretilmiştir. FT-IR analiziyle elde edilen ürünlerin yapıları karakterize edilirken, şişme testi ile de RGO miktarının polimerik filmin su absorblama kapasitesine etkisi incelenmiştir. İletkenlik ölçümlerinde en yüksek iletkenlik değerine (4x10-5 S/cm) %30 RGO içeren üründe ulaşılmıştır. RGO katkılı SA:HA:Jel hidrojelinin sensör performansı ve elektrokimyasal aktivitesi döngüsel voltametre (CV) ile araştırıldığında, artan glukoz konsantrasyonuna göre akım değerlerinin yükseldiği ve ortamdaki glukoz miktarı toplam 100 µL (2x10-4 M) olduğunda ise kararlı hale ulaşıldığı belirlenmiştir. Tüm bu sonuçlar, RGO katkılı SA:HA:Jel polimerik filmin, gelecek çalışmalarda glukoz algılaması için elektrokimyasal sensör olarak kullanılabilecek potansiyel bir aday olduğunu göstermiştir.

Keywords

sodyum aljinat, hayaluronik asit, jelatin, glukoz, biyosensör

References

• [1] Canisius, A.D., Joselene S.J., Raja Ruban M.J., Varghese D., Muthupandi S., Madhavan J., Antony Raj M.V. (2023). Analysing the bifunctional ability of CuO/BiOBr/rGO as an electrode for non-enzymatic glucose sensor and supercapacitor, Materials Letters, 346, 134546.
• [2] Darvishi S., Souissi M., Kharaziha M., Karimzadeh F.,Sahara R., Ahadian S. (2018). Gelatin methacryloyl hydrogel for glucose biosensing using Ni nanoparticles-reduced graphene oxide: An experimental and modeling study Electrochimica Acta, 261, 275-283.
• [3] Park, S., Boo, H., Chung, T.D. (2006). Electrochemical non-enzymatic glucose sensors, Anal. Chim. Acta, 556, 46-57.
• [4] Burrs, S., Vanegas, D., Bhargava, M., Mechulan, N., Hendershot, P., Yamaguchi, H., Gomes, C., McLamore, E. (2015). A comparative study of grapheneehydrogel hybrid bionanocomposites for biosensing, Analyst, 140, 1466-1476.
• [5] Ahadian, S. Naito, U. Surya, V.J. Darvishi, S. Estili, M.. Liang, X. Nakajima, K Shiku, H. Kawazoe, Y. Matsue, T. (2017). Fabrication of poly (ethylene glycol) hydrogels containing vertically and horizontally aligned graphene using dielectrophoresis: an experimental and modeling study, Carbon, 123, 460-470.
• [6] Krishnaiah, Y.S.R., Satyanarayana, V., Rama Prasad, Y.V., Narasimha Rao, S. (2002). In-vivo Evaluation of Sulphur Colloid as Tracers in Colonic Drug Delivery Systems Using Gamma Scintigraphy in Volunteers, J. Pharm. Pharmaceut. Sci., 5, 24-28.
• [7] Hay, J., Rehman, Z.U., Mora, M.F., Wang, Y. (2013). Microbial Alginate Production, Modification and Its Applications, Journal of Microbiology Biotechnology, 6(6), 637-650.
• [8] Krishnaiah, Y.S.R., Satyanarayana, V., Kumar, B.D., Karthkeyan, R.S. (2002). Studies on The Development of Colon-Targeted Delivery Systems For Celecoxib In The Prevention of Colorectal Cancer, J. Drug Targ., 10, 247-254.
• [9] Engin, B., Serdaroğlu, S., Kutlubay, Z., Tüzün, Y. (2010). Hyaluronik Asit Dolgular, İstanbul Üniversitesi Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Dermatoloji Anabilim Dalı.
• [10] Yatmaz, E., Turhan, İ. (2015). Hyaluronik Asit ve Fermantasyonla Üretilmesi, Antalya Gıda Dergisi, 40 (4), 233-240.
• [11] Dursun, S., Erkan, N. (2009). Yenilenebilir Protein Filmler ve Su Ürünlerinde Kullanımı, Journal of Fisheries Sciences, 3(4), 352-373.
• [12] Mao, J.S., Zhao, L.G., Yin, Y.J., Yao, K.D. (2003)Structure and Properties of Bilayer Chitosan-Gelatin Scaffolds, Biomaterials, , 24, 1067–74,
• [13] Bengi, U., Saygun, I., Periodontal Doku Mühendisliğinde Kullanılan İskele Yapıları, Atatürk Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi, (2014), 67-73.
• [14] Premkumar, T., Geckeler, K. E. (2012). Graphene-DNA hybrid materials: assembly, applications, and prospects. Progress in Polymer Science, 37, 515-529.
• [15] Zhang, L. Jiang, Q. Zhao Y., Yuan Zha, ., X. Xie, H. (2022). Strong and tough PAm/SA hydrogel with highly strain sensitivity, J. Renew. Mater., 10, 415.
• [16] Yadav, M., Ahmad, S. (2015). Montmorillonite/graphene oxide/chitosan composite: synthesis, characterization and properties, Int J. Biol. Macromol. 79, 923–933.
• [17] Kartick, B. Srivastava, S.K. Srivastava, I. (2013). Green synthesis of graphene, J. Nanosci. Nanotechnol., 13 (6) 4320–4324.
• [18] Lin Y., Jin, J. Song, M. (2011). Preparation and characterisation of covalent polymer functionalized graphene oxide, J. Mater. Chem., 21 (10), 3455–3461.
• [19] Rochman, R.A., Wahyuningsih, S., Ramelan, A.H., Hanif, Q.A. (2019). Preparation of nitrogen and sulphur co-doped reduced graphene oxide (rGO-NS) using N and S heteroatom of thiourea, IOP Conf.Ser.: Mater. Sci. Eng., 509, 012119.
• [20] Konios, D. Stylianakis, M.M. Stratakis, E. Kymakis, E. (2014). Dispersion behaviour of graphene oxide and reduced graphene oxide, J. Colloid Interface Sci., 430, 108–112.
• [21] Zhu, Y. Stoller, M.D. Cai, W. Velamakanni, A. Piner, R.D. Chen, D. Ruoff, R.S. (2010) Exfoliation of graphite oxide in propylene carbonate and thermal reduction of the resulting graphene oxide platelets, ACS Nano, 4 (2), 1227–1233.
• [22] Fern´ andez-Merino, M.J. Guardia, L. Paredes, J. Villar-Rodil S., Solís-Fernandez P., ´Martínez-Alonso, A.. Tascon, J. (2010). Vitamin C is an ideal substitute for hydrazine in the reduction of graphene oxide suspensions, J. Phys. Chem. C., 114 (14), 6426–6432.
• [23] Zhou, Z., Chen, J., Peng, C., Huang, T., Zhou, H., Ou, B., et al. (2014). Fabrication and physical properties of gelatin/sodium alginate/hyaluronic acid composite wound dressing hydrogel. Journal of Macromolecular Science Part A: Pure and Applied Chemistry, 51, 318–325.
• [24] Lian, M., Fan, J., Shi, Z., Zhang, S., Li, H., & Yin, J. (2015). Gelatin-assisted fabrication of graphene-based nacre with high strength, toughness, and electrical conductivity. Carbon, 89, 279-289.
• [25] Chen, G., Qiao, C., Xu, J. & Yao, J. (2014). Synthesis and characterization of reduced graphene oxide /gelatin composite films, Polymer, 38, 484-490.