Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

CUPRAC reagent(ABSTRACT) - Coggle Diagram

- - - - Geliştirilen optik biyosensör, yapay kan, yapay/gerçek ter ve inek sütü gibi çeşitli örneklere uygulanmıştır.
      - Laktatla zenginleştirilmiş örneklerde elde edilen, %100’e yakın olan yüksek geri kazanım oranları, bu kolorimetrik biyosensörün gerçek örneklerde laktat tayininde kabul edilebilir doğrulukta olduğunu göstermektedir.
      - Çift enzimatik laktat sensörüyle H₂O₂ üretiminin artması sayesinde, önerilen yöntem, tek enzimli biyosensörlere kıyasla iki kat daha yüksek hassasiyet sunmaktadır. Ayrıca, bu yöntem, benzer redoks boya yöntemlerinin belirsiz stokiyometrisine karşılık, bakır-neokuprin ile net ve belirli bir stokiyometriye sahip renk reaksiyonu içermektedir.
      - Introductıon
        
        Bİyosensör, bir numunedeki analitin (hedef bileşiğin) konsantrasyonunu veya aktivitesini değerlendirmek için bir transdüser (dönüştürücü) ile bir biyoreseptörün birleşiminden oluşan bir cihazdır.
        
        Biyosensörlerde, transdüserden alınan sinyal, biyoreseptörün özgüllüğünü yansıtır ve hedef analitin konsantrasyonu ile orantılıdır [1, 2].
        
        Biyosensörler arasında, reseptörleri enzim olanlara yönelik çalışmalar daha yoğundur [3].
        
        Enzimler, yüksek seçicilikleri ve özgül substratlara yönelik aktiviteleri sayesinde biyolojik olarak aktif maddeler arasında en iyi katalizörler olarak kabul edilir.
        
        Birçok biyokimyasal reaksiyon, belirli enzimler tarafından katalizlenmektedir.
        
        Bu nedenle, enzimler biyosensörlerde katalitik bileşen olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır [2, 4, 5].
        
        Çok enzimli biyosensörler (multienzimatik biyosensörler), bir dizi reaksiyon (kaskad reaksiyonlar) gerçekleştirmek ve hedef bileşiği tespit etmek için iki veya daha fazla enzimi birlikte kullanır.
        
        Analitlere yönelik çok enzimli biyosensörler, tek enzimli biyosensörlere göre duyarlılık (sensitivite), seçicilik (selektivite) ve uygulama alanı genişliği açısından avantajlara sahiptir [6].
        
        Ancak biyosensörlerde enzim kullanımının sınırlı kalmasının nedeni, enzimlerin değişken pH, sıcaklık ve iyonik şiddet gibi çevresel koşullarda daha az stabil olmasıdır [7].
        
        Bu nedenle, enzim temelli biyosensörler tasarlanırken, enzim aktivitesini sürdürebilecek uygun bir ortam oluşturmak büyük önem taşır.
        
        Bu bağlamda, enzim immobilizasyonu (sabitlenmesi) amacıyla çeşitli nanomalzemeler taşıyıcı destek olarak kullanılmaktadır.
        
        Son zamanlarda, manyetik Fe₃O₄ (manyetit) nanoparçacıklar, kimyasal, fiziksel, termal, manyetik ve mekanik özellikleri sayesinde enzim immobilizasyonunda büyük ilgi görmektedir. Bu parçacıklar, çeşitli işlemlerde sundukları kolaylık ve iyileştirilmiş özelliklerle tercih edilmektedir [8, 9].
        
        Manyetik Fe₃O₄ nanoparçacıklarının yüzeyinde enzim immobilizasyonunun bazı avantajları şunlardır:
        
        Artırılmış stabilite ve dayanıklılık:
        
        Enzimlerin manyetik nanoparçacıklar üzerinde immobilize edilmesi, serbest (immobilize edilmemiş) formlarına göre daha stabil ve dayanıklı yapılar elde edilmesini sağlar [10, 11].
        
        Bu nanoparçacıklar, enzimleri pH değişimleri, organik çözücüler ve yüksek sıcaklık gibi zorlu ortamlardan korur [11].
        
        Kolay ayrılabilirlik:
        
        Enzimle kaplı manyetik nanoparçacıklar, reaksiyon sonrasında mıknatıs yardımıyla çözeltiden kolayca ayrılabilir. Bu da onların geri kazanımı ve yeniden kullanılabilirliğini kolaylaştırır [12].
        
        Böylece, geleneksel immobilizasyon yöntemlerine kıyasla maliyet-etkin ve çevre dostu bir alternatif sunar.
        
        Katalitik aktivitenin artırılması:
        
        Manyetik nanoparçacıklar üzerine immobilize edilen enzimler, serbest hallerine göre daha yüksek katalitik aktivite gösterir [13, 14].
        
        Geri dönüşüm (reusability):
        
        Manyetik nanoparçacıklar, önemli bir aktivite kaybı olmaksızın birçok kez tekrar kullanılabilir.
        
        Bu avantajlar nedeniyle, enzimlerin manyetik nanoparçacıkların yüzeyine immobilizasyonu, özellikle enzimatik biyosensörlerde oldukça ilgi gören bir yöntem haline gelmiştir.
        
        Bu amaçla Fe₃O₄ nanoparçacıklar sıkça kullanılmaktadır.
        
        Laktat, kaslardaki glikozun anaerobik metabolizması sonucu oluşan hayati bir metabolittir [15].
        
        Laktik asit üretimi, hücrelerde proton konsantrasyonunun artmasına neden olur.
        
        Eğer laktik asit üretim hızı, hücrenin protonları tamponlama kapasitesini aşarsa, bu durum hücre içi pH’ın düşmesine yol açabilir.
        
        Bunun sonucunda hücre asidozu meydana gelir ve bu da kas fonksiyonlarını olumsuz etkiler [16].
        
        Bu nedenle, laktat seviyelerinin izlenmesi, sporcuların antrenmanlarını optimize etmelerine ve dayanıklılık performanslarını (laktat eşiği olarak bilinir) değerlendirmelerine yardımcı olabilir [16, 17].
        
        Laktat biyosensörleri, biyolojik sıvılardaki laktat seviyelerini tespit eden cihazlardır.
        
        Yoğun bakım ünitelerinde ve ameliyathanelerde laktat düzeyleri, hasta sorunlarının tanısal bir göstergesi olarak kullanılabilir [16, 18].
        
        Bu tür uygulamalar nedeniyle, laktat biyosensörü çalışmalarının önemi son yıllarda artmıştır.
        
        Çeşitli numune ve matrislerde laktat miktarını belirleyebilmek için, kromatografik [19, 20], elektrokimyasal [21–23] ve diğer pek çok analitik yöntem geliştirilmiştir.
        
        Link Title
        
        ektrofotometri [24], kolorimetri [25–27], florimetri [28] ve kemilüminesans [29] gibi optik teknikler, laktat tayininde kullanılan diğer analiz yöntemleri arasındadır.
        
        Son yıllarda, kolorimetrik biyosensörler, kolay üretilebilir olmaları, hızlı tespit sağlamaları, yüksek hassasiyet ve seçicilik sunmaları ve çıplak gözle gözlemlenebilmeleri sayesinde diğer analiz tekniklerine kıyasla daha fazla tercih edilmektedir [30, 31]; özellikle nokta-bakım (point-of-care) testlerinde.
        
        Bu tür biyosensörler, renkli bir ürün oluşumu sonucu reaksiyon karışımında meydana gelen renk değişimi esasına dayanır.
        
        Kullanımı basittir, pahalı ekipmanlara ihtiyaç duymazlar [30], kullanıcı dostudur ve hızlı sonuç verirler [31].
        
        Bu bağlamda, enzim bazlı kolorimetrik biyosensörler, enzimlerin biyotanıma elemanları olarak sahip olduğu avantajlar sayesinde, laktatın doğru, seçici ve hassas tayininde büyük ilgi görmektedir [31].
        
        Cupric Reducing Antioxidant Capacity (CUPRAC) reaktifi, fenolik bileşiklerin toplam antioksidan kapasitesini (TAC) ölçmek amacıyla Apak araştırma grubu tarafından 2004 yılında geliştirilmiştir [32].
        
        Bu reaktif, bis(neoküproin)bakar(II) şelatı ([Cu(Nc)₂]²⁺) formundadır ve kolorimetrik/spektrofotometrik sensörlerin geliştirilmesinde kromojenik bir oksitleyici ajan olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır.
        
        CUPRAC reaktifi ile indirgen madde (analit) arasında gerçekleşen kolorimetrik reaksiyon sonucunda, [Cu(Nc)₂]²⁺ → sarı-turuncu renkli [Cu(Nc)₂]⁺ şelatına indirgenir ve aynı zamanda analit oksitlenir.
        
        Bu nedenle, CUPRAC temelli kolorimetrik/optik sensörler, 450 nm dalga boyunda [Cu(Nc)₂]⁺ kompleksinin absorbansının ölçülmesine dayalı olarak geliştirilmiştir.
        
        Son zamanlarda yapılan çalışmalarımızda, kolorimetrik CUPRAC reaksiyonu ve farklı enzimlere dayalı enzimatik reaksiyonlar ilk kez bir araya getirilmiş ve bu sistemle son derece hassas ve seçici kolorimetrik biyosensörler geliştirilmiştir.
        
        Örneğin; glukoz, ürik asit ve ksantin biyosensörleri (oksidazlara dayalı) [33, 34], glukoz dehidrogenaz bazlı glukoz biyosensörleri [35] ve asetilkolin esteraz enziminin pestisitlere karşı inhibisyon aktivitesine dayalı enzimatik organofosfat pestisit biyosensörleri [36] literatürde rapor edilmiştir.
        
        Ancak yaptığımız literatür taraması, şimdiye kadar laktat oksidaz (LOx) ve pirüvat oksidaz (POx) enzimleriyle kolorimetrik laktat biyosensörü üretimine yönelik herhangi bir çalışmanın yapılmadığını göstermektedir.
        
        Her ne kadar LOx [37–39], LDH (laktat dehidrogenaz) [40–42], LDH/POx [23] ve LOx/POx [43] gibi çeşitli enzimlerle elektrokimyasal laktat biyosensörleri geliştirilmiş olsa da, optik veya kolorimetrik tayin için bienzimatik biyosensörler üzerine yapılan çalışmalar oldukça sınırlıdır.
        
        Oysa bienzimatik yaklaşım, analizde duyarlılık ve seçicilik açısından sinerjik iyileştirme sağlayabilir; ancak aynı zamanda, analitik protokollerin optimizasyonu açısından dikkat gerektiren bir zorluktur.
        
        Bu önerilen çalışmada, LOx ve POx enzimlerinin oluşturduğu H₂O₂ ile CUPRAC reaktifi arasındaki kolorimetrik reaksiyona dayalı yeni bir optik laktat biyosensörü geliştirilmiştir.
        
        7 more items...