Gıda Bileşen Analizine Yönelik Düşük Maliyetli Kolorimetrik Ölçüm Cihazı Geliştirilmesi ve Performansının Belirlenmesi: Glukoz ve Protein Tayini ile Model Çalışma

Gıda bileşen ve bulaşanlarının hassas ve güvenilir bir şekilde analiz edilmeleri modern toplum için vazgeçilmez birgerekliliktir. Gıda endüstrisinin günümüz koşulları düşük analiz ve yatırım maliyetine sahip, yerinde (in-situ) ve hızlıanalizlere gereksinim duymaktadır. Bu çalışma kapsamında, konvansiyonel spektrofotometrelere alternatif olacaktaşınabilir ve düşük maliyetli LED tabanlı optoelektronik bir cihaz geliştirilmiştir. LED-tabanlı cihazın performanstestlerinde kolorimetrik analizler içerisinde yaygın olarak kullanılan glukoz ve protein analizleri model olarakseçilmiştir. Bu iki kolorimetrik analiz, konvansiyonel spektrofotometre ile eşzamanlı olarak gerçekleştirilmiş ve LEDtabanlı cihazın performansı belirlenmiştir. LED-tabanlı cihazda tayin limiti değerleri glukoz analizi için 1.25 mM glukoz,protein analizi için 0.084 mg/mL protein olarak saptanmıştır. Konvansiyonel spektrofotometrede elde edilen tayin limitideğerleri sırasıyla 0.70 mM glukoz ve 0.101 mg/mL protein olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak, geliştirilenoptoelektronik cihazın maliyet ve performans açısından konvansiyonel cihaza önemli bir alternatif olabileceğigörülmüş, model analizlerde kullanılabilirliği diğer analizlere de uygulanabilirliğini göstermiştir.

Development of a Low-cost Colorimetric Measurement Device for Food Component Analysis and Determination of its Performance: A Model Study for Glucose and Protein Assays

Reliable determination of food components and contaminants is a crucial necessity for a modern society. Moreover, Current food industry demands in-situ and rapid methods with low analysis and investment costs. In this study, a portable and low-cost LED-based optoelectronic device was developed as an alternative to conventional spectrophotometric methods. The performance of a LED-based device was determined by performing two common colorimetric assays as a model, namely glucose and protein. These two colorimetric assays were performed simultaneously with a conventional spectrophotometer, and the analytical performance of a LED-based device was determined. Limit of detection (LOD) values of the LED-based analysis were 1.25 mM for glucose and 0.084 mg/mL for protein determinations. LOD values of a conventional spectrophotometer were 0.70 mM glucose and 0.101 mg/mL protein. As a result, this low-cost optoelectronic device has a potential as a competitive and promising alternative to conventional spectrophotometers, and performance analysis on model assays indicates that it can be also used for assays other than glucose and protein.

PDF

___

[1] Gündüz, T. (2007). İnstrümental Analiz. Gazi Kitabevi, Ankara.
[2] Toole, M.O., Lau, K.T., Diamond, D. (2005). Photometric detection in flow analysis systems using integrated PEDDs. Talanta, 66, 1340-1344.
[3] Lau, K.-T., Baldwin, S., O’toole, M., Shepherd, R., Yerazunis, W.J., Izuo, S., Ueyama, S., Diamond, D. (2006). A low-cost optical sensing device based on paired emitter–detector light emitting diodes. Analytica Chimica Acta, 557, 111-116.
[4] Mieczkowska, E., Koncki, R., Tymecki, Ł. (2011). Hemoglobin determination with paired emitter detector diode. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 399, 3293-3297.
[5] Strzelak, K., Koncki, R., Tymecki, Ł. (2012). Serum alkaline phosphatase assay with paired emitter detector diode. Talanta, 96, 127-131.
[6] Bueno, D., Alonso, G., Muñoz, R., Marty, J.L. (2014). Low-cost and portable absorbance measuring system to carbamate and organophosphate pesticides. Sensors and Actuators B: Chemical, 203, 81-88.
[7] Yeh, T.-S., Tseng, S.-S., 2006. A low cost LED based spectrometer. Journal of the Chinese Chemical Society, 53, 1067-1072.
[8] Mohammad, K.A., Zekry, A., Abouelatta, M. (2015). LED Based Spectrophotometer can compete with conventional one. International Journal of Engineering & Technology, 4(2), 399-407.
[9] Trinder, P. (1969). Determination of blood glucose using an oxidase-peroxidase system with a noncarcinogenic chromogen. Journal of Clinical Pathology, 22(2), 158-161.
[10] Bradford, M.M. (1976). Rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72, 248-254.