KİMYASAL SİLAHLARDA KULLANILAN SİNİR AJANLARININ TESPİTİNE YÖNELİK NANO AChE ENZİM SİSTEMİ TEMELLİ SENSÖR GELİŞTİRİLMESİ

Yıl 2020, Cilt: 8 Sayı: 1, 205 - 223, 23.03.2020

Ozan Yağmuroğlu , Sibel Emir Diltemiz

https://doi.org/10.29109/gujsc.620441

Cited By: 1

Öz

Bu çalışmada;
kimyasal silah yapımında kullanılan sinir ajanlarının algılanmasına yönelik
nano enzim sistemi temelli sensör geliştirilmiştir. Sinir ajanlarını oluşturan
kimyasal maddeler organofosforlu bileşik grubu içerisinde yer almaktadır.
Çalışmada organofosforlu bileşik olarak paraokson kullanılmıştır. Paraokson
molekülü asetilkolinesteraz enzimini (AChE) geri dönüşsüz olarak inhibe
etmektedir. Bu yönüyle sinir ajanlarına benzemesinden dolayı tercih edilmiştir.
Sensör sisteminde algılayıcı tabaka olarak rutenyum tabanlı aminoasit
monomerleriyle fotosensitif çapraz bağlama yöntemine göre sentezlenen nano
enzim sistemi kullanılmıştır. Elde edilen nano enzimin floresans spektrumu
alınmış ve floresans özelliği gösterdiği gözlemlenmiştir. Yapılan analizler
sonucunda çalışma koşulları 300 nm dalga boyu ve 7,4 pH olarak belirlenmiştir. 300
nm dalga boyu ve 7,4 pH değerinde, 0,01 ppm ile 200 ppm arasında değişen
paraokson numunelerinin nano enzim ile etkileştikten sonraki floresans
şiddetleri ölçülmüştür. Elde edilen veriler kullanılarak kalibrasyon grafiği
çizilmiştir. Deneysel sonuçlara göre, Nano AChE enzimitemelli sensör
sisteminin LOD (Gözlenebilme Sınırı) değeri 1,002x10^-7 M, LOQ (Tayin
Sınırı) değeri 2,03x10^-7 M olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler

KBRN, Kimyasal Silah, Kimyasal Savaş Ajanı, Sarin, Sensör, Asetilkolinesteraz, Nano enzim, Paraokson

Kaynakça

• Karayılanoğlu T. (1996). Kimyasal, biyolojik ve nükleer silahların tıbbi etkileri. Ankara: GATA Basımevi.
• Hıncal F, Çeliker, A, Özgüven, Ş., Kaya, E. (1991). Kimyasal ve biyolojik savaş ajanlarının sağlık üzerine etkileri. Ankara: Hacettepe İlaç ve Zehir Bilgi Merkezi.
• Jeyeratnam J. Pesticides: poisining as a global health problem, World Health Stat., Vol. Q.43 (139-144), (1990).
• Kamanyire R, Karalliedde L. Organophosphate toxicity and occupational exposure, Occup. Med., Vol. 54 (69–75), (2004).
• Sunay S. (2010). Paraoksonaz polimorfizminin ve paraoksonaz enzim aktivitesinin pestisitlere maruz kalan bireylerde araştırılması, Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi, Ankara, 80-85.
• Şanlı Y. Çevre sorunları ve besin kirlenmesi. Selçuk Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi, Özel Sayı: (17-37), (1984).
• Dragonov DI, Ladu BN. Pharmacogenetics of paraoxonases: a brief review, Naunyn-Schmiedeberg’s Arch Pharmocol, Vol.369(1) (78-88), (2004).
• Bajgar J. Organophosphates/Nevre Agents poisoning: mechanism of action, diagnosis, prophylaxis and treatment, Advances In Clinical Chemistry, Vol. 38(152-153), (2004).
• Patocka J, Kuča K, Jun D. Acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase – Important enzymes of human body, Acta Medica (Hradec Králové), Vol. 4 (No. 4), (2004).
• Textbook of Military Medicine. (1997). Washington, D.C.: Office of the surgeon general at TMM publications.
• Patocka J, Kuca K, Jun D, Cabal J. Oxime reactivation of acetylcholinesterase inhibited by toxic phosphorus esters: In vitro kinetics and thermodynamics, J.Appl.Biomed., Vol.3:(91-99), (2005).
• Kousba AA, Sultatos LG, Poet TS, Timchalk C. Comparison of chlorpyrifos-oxon and paraoxon acetylcholinesterase inhibition dynamics: potential role of a peripheral binding site, Toxicol Sci., Vol.80(2)(239-48), (2004).
• Başkol G, Köse K. Paraoksonaz: Biyokimyasal özellikleri, fonksiyonları ve klinik önemi, Erciyes Tıp Dergisi (Erciyes Medical Journal), Vol.26(2)(75-80), (2004).
• Hong-Liang L, De-Pei L, Chih-Chuan L. Paraoxonase gene polymorphisms, oxidative stress and diseases, J. Mol. Med., Vol.81(12)(766-79), (2003).
• Rainwater DL, Rutherford S, Dyer TD, Rainwater ED, Cole SA, Vandeberg JL, Almasy L, Blangero J, Maccluer JW, Mahaney MC. Determinants of variation in human serum paraoxonase activity, Heredity, Vol.102(2):(147-154), (2009).
• Stetter J, Penrose W. Understanding chemical sensors and chemical sensors arrays; past, present and future, Sensors Update, Vol.10:(189-229), (2002).
• Skoog DA, West DM, Holler FJ. (1990). Fundamentals of analytical chemistry. Saunders College publishing.
• Dondurmacıoğlu, F. (2011). Ağır metal iyonlarının tayini için optik sensörlerin geliştirilmesi, Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, İstanbul.
• Hulanicki A, Glab S, İngman F. Chemical sensors definitions and classification, Pure&apl Chem., Vol.63(9) (1247-1250), (1991).
• H Ateş, B Kaya, E Bahçeci. Nano malzemeler için üretim yöntemleri, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 3(2)(483–499), (2015).
• Bergeson LL. The regulatory implications of nanotechnology, Environmental Quality Management, Vol.14(1)(71-82), (2004).
• Bayındır M, Köylü Ö. Türkiye’de nanoteknoloji, Bilim ve Teknik Dergisi - Yeni Ufuklar, Vol.469(1-23), (2006).
• Erkoç Ş. (2010). Nanobilim ve nanoteknoloji. Ankara: ODTÜ Yayıncılık.
• Liveri F. (2006). Controlled synthesis of nanoparticles in microheterogeneous systems. New York: Springer science and Business media.
• Goldstain A. (1997). Handbook of nanophase materials. New York: Marcel Dekker Inc.
• Doron A, Katz E, Willner I. Organization of au colloids as monolayer films onto glass surfaces: application of the metal colloid films as base ınterfaces to construct redox-active monolayers, Langmuir, Vol.11:(1313-1317), (1995).
• Say R, Ersoz A, Hur D, Yılmaz F, Denizli A, Atılır Özcan A, Emir Diltemiz S, Yazar S, Biçen Ö, Büyüktiryaki S, Keçili R, Saka G, Fındık T. Photosensıtıve aminoacid-monomer linkage and bioconjugatıon applıcatıons ın lıfe scıences and bıotechnology, U.S. Patent, No: WO/2011/070402, (16.06.2011.).
• Köse E. (2015). Yapısında birden fazla fonksiyonu barındıran hetero nano-enzim yapılar ve elısa uygulamaları. (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Anadolu Üniversitesi, Eskişehir.
• Wang J, Krause R, Block K, Musameh M, Mulchandani A. Dual amperometric-potentiometric biosensor detection system for monitoring organophosphorus neurotoxins, Analytica Chemica Acta., Vol.469(197-203), (2009).
• Lei C, Valenta M, Saripalli P, Ackerman J. Biosensing paraoxon in simulated environmental samples by immobilized organophosphorus hydrolase in functionalized mesoporous silica, J. Environ. Qual., Vol.36(233-238), (2007).
• Hossain M, Faisal M, Kim C, Cha H, Nam S, Lee J. Amperometric proton selective strip-sensors with a microelliptic liquid/gel interface for organophosphate neurotoxins, Electrochemistry Communication, Vol.13(611-614), (2011).
• Meng Z, Yamazaki T, Sode K, Enhancement of the catalytic activity of an artificial phosphotriesterase using a molecular impirinting technique, Biotechnol. Lett., Vol.25(1075-1080), (2003).