Poli[(metoksietoksi)etoksi-ko-3-formilfenoksi]fosfazen'in sentezi ve biyosensör uygulamalarında kullanımı

Abstract

İletken bir polimer olan poli[4-(2,5-di(tiyofen-2-il)-1H-pirol-1-il)benzenamin] (poli(SNS-NH2)) ve yeni esnek hidrofilik bir polimer olan poli[(metoksietoksi)etoksi-ko-3-formilfenoksi] fosfazen (PPA) kullanılarak yeni bir amperometrik glukoz biyosensörü başarılı bir şekilde hazırlanmıştır. İletken bir matris elde ederek dönüştürücü yüzeyindeki enzimin tutuklanmasını iyileştirmek amacıyla, poli(SNS-NH2) elektrokimyasal polimerizasyon yöntemiyle grafit bir elektrot yüzeyinde polimerleştirilmiştir. Ayrıca enzim tutuklamasını daha da güçlendirmek için fonksiyonel aldehit grubu taşıyan bir polifosfazen türevi sentezlenmiş ve glukoz oksidazın tutuklanmasında kullanılmıştır. Sadece poli(SNS-NH2)'deki amino grupları değil PPA'daki aldehit grupları da tutuklama işlemi esnasında hem biyomolekülün PPA ağı içerisinde hapsedilmesine hem de kovalent bağ ile enzimin tutuklanmasına katkıda bulunmuştur. Bu sayede glukozun etkili ve uzun ömürlü analizi sağlanmıştır. Amperometrik ölçümler, pH 4.5'de 50 mM sodyum asetat tamponu içinde Ag/AgCl- referansına göre -0,7V'da gerçekleştirilmiştir. KMapp (0.677 mM), Imax (20.91 µA) ve LOD (1.3 µM) olarak belirlenmiştir. Ayrıca, bu amaç için sentezlenmiş, oldukça esnek hidrofilik polifosfazen tutuklama matrisi sayesinde biyosensör, (237,1 µA mM-1 cm-2) son derece yüksek hassasiyet göstermiştir. Son olarak, hazırlanan biyosensör çok sayıda içecek örneğinde glukoz içeriğinin belirlenmesinde başarılı bir şekilde uygulanmıştır.

An amperometric glucose biosensor was prepared successfully based on a conducting polymer; poly[4-(2,5-di(thiophen-2-yl)-1H-pyrrol-1-yl)benzenamine] (poly(SNS-NH2)) and a new flexible hydrophilic polyphosphazene polymer, poly[(methoxyethoxy)ethoxy-co-3-formylphenoxy]phosphazene (PPA). Poly(SNS-NH2) was electrochemically polymerized on a graphite electrode to achieve a conducting immobilization matrix to improve the enzyme immobilization on the transducer surface. Moreover, to enhance the immobilization, a polyphosphazene derivate bearing functional aldehyde group was designed, synthesized and used in the immobilization of glucose oxidase. Not only the amino groups in the structure of poly(SNS-NH2), but also the aldehyde groups in PPA were contributed to the covalent immobilization as well as the entrapping the biomolecules in PPA network during the immobilization process. This afforded an effective and long-life analysis to glucose. Amperometric measurements were conducted at -0.7 V vs. Ag/AgCl in 50 mM sodium acetate buffer at pH 4.5. KMapp (0.677 mM), Imax (20.91 µA) and LOD (1.3 µM) values were determined. Moreover, biosensor showed an extremely high sensitivity as 237.1 µA mM-1 cm-2 owing to the newly synthesized and combined highly flexible hydrophilic polyphosphazene immobilization matrix. Finally, the proposed biosensor was successfully applied for determination of glucose content in several beverages.