Enzyme-mimicking materials replicate natural enzyme functions, offering more durable, cost-effective, and eco-friendly alternatives, making them important for biotechnology and industrial applications. In this study, the peroxidase like properties of a FeNiCo metal-organic framework-decorated multi-walled carbon nanotube (FeNiCo MOF-MWCNT) composite nanomaterial were investigated for the first time. The nanocomposite was synthesized and characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM), SEM-Mapping, SEM-EDS, XRD, and FT-IR techniques. Its enzyme-mimicking activity was evaluated using a colorimetric, non-enzymatic H₂O₂ biosensor with 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine (TMB) as the substrate. The biosensor comprises optimized amounts of FeNiCo MOF-MWCNT and TMB. Upon H₂O₂ addition, the nanocomposite mimics peroxidase activity by reducing H₂O₂ to H₂O, while oxidizing TMB to its blue-colored form, TMB(ox), showing absorbance at 654 nm. After optimizing conditions, the biosensor exhibited a linear response to H₂O₂ concentrations ranging from 0.1 mM to 12 mM. It also demonstrated high selectivity, with negligible interference from substances like KCl, ascorbic acid, urea, and NaCl. Accuracy tests using commercial H₂O₂ disinfectant showed results between 100% and 103%, confirming the biosensor's reliability for practical applications.
Metal organic frameworks enzyme mimicking non-enzymatic H2O2 biosensor colorimetric biosensor
Enzim taklit eden malzemeler, doğal enzimlerin işlevlerini taklit ederek daha dayanıklı, ekonomik ve çevre dostu alternatifler sunar; bu da biyoteknoloji ve endüstriyel uygulamalar için oldukça önemlidir. Bu çalışmada, FeNiCo metal-organik çerçeve modifiye çok duvarlı karbon nanotüp (FeNiCo MOF-MWCNT) kompozit nanomalzemenin, peroksidaz enzim benzeri özellikleri ilk kez incelenmiştir. Nanokompozit, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), SEM Haritalama, SEM-EDS, X-Işını Difraksiyonu (XRD) ve Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) teknikleriyle karakterize edilmiştir. FeNiCo MOF-MWCNT’nin enzim taklit özelliği, substrat olarak 3,3',5,5'-Tetrametilbenzidin (TMB) kullanılan enzim içermeyen kolorimetrik bir H₂O₂ biyosensörü ile incelenmiştir. Biyosensör çözeltisi, optimize edilmiş miktarda FeNiCo MOF-MWCNT ve TMB içermektedir. Çözeltiye H₂O₂ eklendiğinde, nanokompozit H₂O₂’yi suya indirgerken peroksidaz enzim aktivitesini taklit eder ve aynı anda TMB’yi oksitler, mavi renkli TMB(ox) formuna dönüşür; bu form 654 nm’de absorbsiyon gösterir. Deneysel koşullar optimize edildikten sonra biyosensör, 0.1 mM ile 12 mM arasındaki H₂O₂ derişimlerinde doğrusal yanıt vermiştir. Geliştirilen enzimsiz biyosensör üzerinde, KCl, askorbik asit, üre ve NaCl gibi girişimci maddelerden kaynaklı anlamlı bir etki gözlemlenmemiştir. Ticari H₂O₂ dezenfektanlarıyla yapılan doğruluk testlerinde sonuçlar %100–103 arasında bulunmuştur.
Metal organik çerçeveler enzim taklit enzimsiz H2O2 biyosensörü kolorimetrik biyosensör
| Birincil Dil | İngilizce |
|---|---|
| Konular | Analitik Spektrometri, Sensör Teknolojisi , Analitik Kimya (Diğer) |
| Bölüm | Araştırma Makalesi |
| Yazarlar | |
| Gönderilme Tarihi | 30 Nisan 2025 |
| Kabul Tarihi | 14 Temmuz 2025 |
| Yayımlanma Tarihi | 31 Aralık 2025 |
| Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 11 Sayı: 2 |