2.HOCA AHMET YESEVİ Uluslararası Bilimsel Araştırmalar Kongresi, Erzurum, Türkiye, 6 - 08 Aralık 2019, ss.140-144
Son yıllarda küresel
bir sağlık problemi haline gelen diyabet (şeker) hastalığı her geçen yıl
artmakta ve daha genç yaş gruplarında görülmektedir. Glikoz konsantrasyonunun
izlenmesi şeker hastaları için çok önemlidir. Geçmişte, enzimatik (enzim
immobilizasyonuna dayanan) sensörler hızlı tepki, iyi seçicilik ve özgüllüğü
nedeniyle glikoz izlemede yaygın olarak kullanılmıştır. Bununla birlikte,
enzimatik glikoz sensörleri sıcaklık, pH değeri ve diğer elektrokimyasal
girişim yapan engelleyici maddeler gibi dış faktörlerden kolayca
etkilenebilirler. Bu problemleri çözmek için alternatif olarak enzimatik
olmayan glikoz sensörleri önerilmiştir.
İki boyutlu düzlemsel
yapıya sahip karbon atomlarının tek bir tabakası olarak bilinen grafen, üstün
elektronik özellikleri, büyük yüzey alanı, sıfır band-gap enerjisi, termal
kararlılığı ve yüksek elektron mobilitesi olan mükemmel bir malzemedir. Grafen
sahip olduğu bu özellikleri oluşturduğu kompozit materyallerde de sergiler.
Grafen ve grafen tabanlı nanokompozit malzemeler mikroelektronikten,
optoelektroniğe, katalizörlerden, biyosensör uygulamalarına kadar birçok
teknolojik uygulama alanlarında kullanılırlar. Grafen ve grafen kompozitleri
genellikle grafit/grafen oksitin termal, solvotermal, kimyasal ve
elektrokimyasal indirgenmesi gibi farklı teknikler kullanılması ile büyük
ölçekli hazırlanabilmektedir. Bu çalışmada grafen sentezi grafit oksitin
elektrokimyasal indirgenmesi yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Grafen
tabanlı kompozit malzeme elde etmek için, hem metal oksit hem de grafen
yapıları Au elektrot yüzeyinde tek basamaklı elektrokimyasal biriktirme ile
sentezlendi. Elektrokimyasal çalışmalarda çalışma elektrodu olarak Au elektrot,
referans elektrot olarak Ag/AgCl (3.5 M
KCl) ve karşıt elektrot olarak Pt tel kullanılmıştır. Katodik elektrokimyasal
depozisyon ile metal oksit nanoparçacıklarının elektrot yüzeyinde oluşumu
esnasında, grafen oksitte eş zamanlı olarak grafen yapısına indirgenmiştir.
Elde edilen kompozit film XRD, XPS ve SEM kullanılarak karakterize edilmiş ve
elde edilen kompozit materyalin enzimatik olmayan glukoz sensörü olarak
kullanımı incelenmiştir. Glukoz sensörü uygulamasında elektrokimyasal
incelemeler için dönüşümlü voltametri ve amperometri tekniklerinden
yararlanılmıştır. Ek olarak kompozit elektrodun glukoza karşı seçici cevabı da
araştırılmıştır.
Diabetes mellitus,
which has become a global public health problem in recent years, is increasing
year by year and have become younger and younger. Monitoring of glucose
concentration is very important for diabetics. In the past, enzymatic sensors
(based on enzyme immobilization) have been widely used in glucose monitoring
because of their rapid response, good selectivity and specificity. However,
enzymatic glucose sensors can be readily influenced by external factors such as
temperature, pH, and other electrochemical interfering substances. In order to
solve these problems, non-enzymatic glucose sensors have been proposed as an
alternative.
Graphene, known as a
single layer of two-dimensional planar carbon atoms, is an excellent material
with superior electronic properties, large surface area, zero band-gap energy,
thermal stability and high electron mobility. These properties of graphene
could be exhibited in composite materials. Graphene and/or graphene-based
nanocomposite materials were used in many technological applications such as
microelectronics, optoelectronics, catalysts/electrocatalysts, biosensor
applications, etc. Graphene and/or graphene-based composites can generally be
prepared on a large scale by using different techniques such as thermal,
solvothermal, chemical and electrochemical reduction of graphite/graphene oxide.
In this study, the synthesis of graphene was carried out by electrochemical
reduction of graphite oxide. In order to obtain graphene-based composite material,
both metal oxide and graphene structures were synthesized by one-step and
one-pot electrochemical deposition on Au electrode surface. In electrochemical
experiments, Au electrode, Pt wire and Ag/AgCl (3.5 M KCl) were used as the
working electrode, the counter electrode, and reference electrode,
respectively. During the formation of metal oxide nanoparticles on the
electrode surface by cathodic electrochemical deposition, graphene oxide was
simultaneously reduced to graphene structure. The composite material was
characterized by using XRD, XPS and SEM techniques and the composite electrode
was used as a non-enzymatic glucose sensor. In the electrochemical experiments
for glucose sensor application, cyclic voltammetry and amperometry techniques
were used. In addition to, the selective response of glucose on the composite
electrode was also investigated.