Polianilin-poliakrilonitril hibrit nanoliflerin DNA biyosensör performansına etkisinin elektrokimyasal olarak incelenmesi

Abstract

Yapılan bu tez çalışmasında PAN ve PAN/PAni hibrit nanolifler elektro çekim yöntemi ile üretilmiştir. Elde edilen nanolifler tek sarmal DNA daki guanin sinyali oksidasyonunun elektrokimyasal olarak analiz edilmesinde kullanılmıştır. Bu amaç için iki farklı yöntem uygulanmıştır. Birinci yöntemde PAni önceden sentezlenmiş ve elde edilen yapı PAN/DMF solüsyonuna eklenerek PAN/PAni nanolifler silindirik kalem grafit yüzeyde toplanmak suretiyle üretilmiştir. İkinci yöntemde ise PAN nanolifler direkt olarak silindirik kalem grafit yüzeyde toplanmış ve daha sonra PAni polimerizasyonu nanolif yüzeyinde gerçekleştirilerek nanolif yüzeyinin PAni ile kaplanması sağlanmıştır. Üretilen nanolifler -18 oC de belirlenen sürelerde bekletilmiştir. Tek sarmal DNA molekülleri üretilen nanoliflerin yüzeyine immobilize edilerek DNA'daki guanin sinyal oksidasyonu elektrokimyasal olarak ölçülmüştür. PAN nanolifi kaplı kalem grafitle boş kalem grafitle yapılan deneylerde nanolif kaplı kalem grafitte yüzey alanındaki artıştan dolayı daha yüksek sinyal alındığı tespit edilmiştir. İletken PAni'nin PAN nanoliflerinin yapısına katılımıyla bir miktar daha sinyal artışı gözlemlenmiştir. PAni'nin PAN nanolif yüzeyinde sentezlenmesi sonucu elde edilen numunelerin kullanımında sinyal artışının daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Sinyalin şiddetindeki bu artış PAni kaplı numunelerin -18 oC derecede 4. güne kadar bekletilen numuneye kadar devam etmiş ve tekrardan sonraki günlerde bekletilen numunelerde düşüş eğilimi göstermiştir. Hazırlanan bu sistem verimli, hızlı ve ucuz bir metot olduğu için DNA biyosensör uygulamaları için gelecek vaadetmektedir.

In this study, we produced pure PAN and PAN/PAni (polyacrylonitrile/polyaniline) hybrid nanofibers (NFs) via electrospinning and used these fibers to monitor guanine base oxidation in single strand DNA by electrochemical methods. For this purpose, two different methodologies were conducted. First, pre-synthesized PAni was added into electrospinning PAN solution and then electrospun into composite PAN/PAni nanofibrous structure on a cylindrical pencil graphite (PG) surfaces. In the second route, PAN nanofibers were electrospun on a PG surfaces and polymerization of PAni was conducted on the surfaces of the as-spun PAN nanofibers. Nanofibers were kept at -18 oC in a refrigerator for several days. Single strand DNA was immobilized on the prepared nanofibers and guanine base oxidation signals were observed for each system. The results revealed that use of PAN NFs enhanced signal intensity because of increasing specific surface area. Moreover, addition of PAni to PAN increased signal intensity even more because of the conductive characteristic of PAni. It was found that the highest signal enhancement was obtained when the PAN nanofiber surfaces were coated with PAni. Signal enhancement continued to increase up to 4th day and started decreased again when PAni coated NFs were kept at -18 oC in the refrigerator. Since the prepared system is fast and cheap, it is promising for application in DNA biosensor devices.