Elektrokimyasal Olarak İndirgenmiş Grafen Oksit ve Poli(2,6- Piridindikarboksilik Asit) Modifiye Camsı Karbon Elektrot ile Hesperidin-Dsdna Tayini

Bu çalışmada, camsı karbon elektrot (GCE) yüzeyi elektrokimyasal olarak indirgenmiş grafen oksit (ERGO) ile kaplandı ve poli(2,6-piridindikarboksilik asit) (P(PDCA)) ikinci bir tabaka olarak ERGO modifiye GCE yüzeyinde biriktirildi. Hazırlanan elektrot dsDNA’yı immobilize etmek için kullanıldı. GCE/ERGO/P(PDCA) elektrodunun elektrokimyasal davranışı dönüşümlü voltametri (CV) yöntemi ile incelendi ve sonuçlar yalın GCE’den elde edilen değerler ile karşılaştırıldı. Ümit verici bir antikanser ajanı olarak kullanılan hesperidin (HDN), GCE/ERGO/P(PDCA)/dsDNA biyosensörü kullanılarak diferansiyel puls voltametrisi (DPV) tekniği ile tayin edildi. +0.77 V’daki guanin yükseltgenme pik akımındaki azalma 0.02 M NaCl içeren 0.5 M ABS (pH 4.8)’deki etkileşim için bir indikatör olarak kullanıldı. dsDNA konsantrayonu, HDN konsantrasyonu, dsDNA adsorpsiyon süresi ve etkileşim süresi gibi deneysel parametreler optimize edildi. Guanin yükseltgenme pik akımlarının 0.82-82 µM HDN konsantrasyon aralığında doğrusal olarak değiştiği bulundu ve gözlenebilme sınırı 0.24 µM olarak hesaplandı. Tekrar üretilebilirlik, tekrarlanabilirlik ve analizin insan serum örneklerine uygulanabilirliği incelendi. dsDNA ile HDN arasındaki etkileşim hakkında daha çok bilgi sağlamak amacıyla UVgörünür bölge spektrofotometri ölçümleri de alındı. Hazırlanan yeni dsDNA biyosensörünün hassas, doğru ve hızlı bir şekilde HDN tayini yapabildiği sonucuna varıldı.

Hesperidin-dsDNA Interaction Based on Electrochemically Reduced Graphene Oxide and Poly-(2,6-Pyridinedicarboxylic Acid) Modified Glassy Carbon Electrode

I n this work, electrochemically reduced graphene oxide (ERGO) was deposited on a glassy carbon electrode (GCE) and poly(2,6-pyridinedicarboxylic acid) (P(PDCA)) as a second layer was electrosynthesized on ERGO modified GCE and then, the prepared electrode was used to immobilize dsDNA. Electrochemical behaviour of GCE/ERGO/P(PDCA) was investigated by using cyclic voltammetry (CV) and compared with those of the bare GCE. Hesperidin (HDN), a promising anticancer agent, can be detected using GCE/ERGO/P(PDCA)/dsDNA biosensor using the differential pulse voltammetry (DPV). The decrease in the guanine oxidation peak current at +0.77 V was used as an indicator for the interaction in 0.5 M ABS (pH 4.8) containing 0.02 M NaCl. The experimental parameters such as dsDNA concentration, HDN concentration, dsDNA adsorption time and interaction time were optimized. The guanine oxidation peak currents were linearly proportional to the concentrations of the HDN in the range of in the range of 0.82-82 µM and detection limit was found to be 0.24 µM. The reproducibility, repeatability, and applicability of the analysis to human serum samples were also examined. In order to obtain more information about the interaction between dsDNA and HDN, UV-vis spectrophotometry measurements were also performed. The novel DNA biosensor could serve for sensitive, accurate and rapid determination of the HDN.

___

  • 1. C.S. Seo, J.-A. Lee, D. Jung, H.-Y. Lee, J.K. Lee, H. Ha, M.-Y. Lee, H.K. Shin, Simultaneous determination of liquiritin, hesperidin, and glycyrrhizin by HPLCphotodiode array detection and the anti-inflammatory effect of Pyungwi-san, Arch. Pharm. Res., 34 (2011) 203-210.
  • 2. L.M. Loscalzo, C. Wasowski, A.C. Paladini, M. Marder, Opioid receptors are involved in the sedative and antinociceptive effects of hesperidin as well as in its potentiation with benzodiazepines, Eur. J. Pharmacol., 580 (2008) 306-313.
  • 3. A. Balakrishnan, V.P. Menon, Effect of hesperidin on matrix metalloproteinases and antioxidant status during nicotine-induced toxicity, Toxicology, 238 (2007) 90-98.
  • 4. I. Saeidi, M.R. Hadjmohammadi, M. Peyrovi, M. Iranshahi, B. Barfi, A.B. Babaei, A.M. Dust, HPLC determination of hesperidin, diosmin and eriocitrin in Iranian lime juice using polyamide as an adsorbent for solid phase extraction, J. Pharmaceut. Biomed., 56 (2011) 419-422.
  • 5. T. Wu, Y. Guan, J. Ye, Determination of flavonoids and ascorbic acid in grapefruit peel and juice by capillary electrophoresis with electrochemical detection, Food Chem., 100 (2007) 1573-1579.
  • 6. J. Hu, Q. Li, X. Tan, Study on the Adsorptive Behaviour of Hesperidin and Its Adsorptive Stripping Voltammetry, Anal. Lett., 29 (1996) 1779-1789.
  • 7. D. Sun, F. Wang, K. Wu, J. Chen, Y. Zhou, Electrochemical determination of hesperidin using mesoporous SiO2 modified electrode, Microchim. Acta, 167 (2009) 35-39.
  • 8. G. Aydoğdu, G. Günendi, D.K. Zeybek, B. Zeybek, Ş. Pekyardımcı, A novel electrochemical DNA biosensor based on poly-(5-amino-2-mercapto-1,3,4- thiadiazole) modified glassy carbon electrode for the determination of nitrofurantoin, Sensor. Actuat. B-Chem. 197 (2014) 211-219.
  • 9. F. Berti, S. Todros, D. Lakshmi, M.J. Whitcombe, I. Chianella, M. Ferroni, S.A. Piletsky, A.P.F. Turner, G. Marrazza, Quasi-monodimensional polyaniline nanostructures for enhanced molecularly imprinted polymer-based sensing, Biosens. Bioelectron., 26 (2010) 497-503.
  • 10. R.J. Geise, J.M. Adams, N.J. Barone, A.M. Yacynych, Electropolymerized films to prevent interferences and electrode fouling in biosensors, Biosens. Bioelectron., 6 (1991) 151-160.
  • 11. B.D. Malhotra, A. Chaubey, S.P. Singh, Prospects of conducting polymers in biosensors, Anal. Chim. Acta, 578 (2006) 59-74.
  • 12. T. Yang, W. Zhang, M. Du, K. Jiao, A PDDA/poly(2,6- pyridinedicarboxylic acid)-CNTs composite film DNA electrochemical sensor and its application for the detection of specific sequences related to PAT gene and NOS gene, Talanta, 75 (2008) 987-994.
  • 13. J. Yang, T. Yang, Y. Feng, K. Jiao, A DNA electrochemical sensor based on nanogold-modified poly-2,6-pyridinedicarboxylic acid film and detection of PAT gene fragment, Anal. Biochem., 365 (2007) 24-30.
  • 14. Y. Fang, E. Wang, Electrochemical biosensors on platforms of graphene, Chem. Commun., 49(83) (2013) 9526-9539.
  • 15. Y. Fan, J.-H. Liu, C.-P. Yang, M. Yu, P. Liu, Graphene– polyaniline composite film modified electrode for voltammetric determination of 4-aminophenol, Sensor. Actuat. B-Chem., 157 (2011) 669-674.
  • 16. N. Hui, S. Wang, H. Xie, S. Xu, S. Niu, X. Luo, Nickel nanoparticles modified conducting polymer composite of reduced graphene oxide doped poly(3,4- ethylenedioxythiophene) for enhanced nonenzymatic glucose sensing, Sensor. Actuat. B-Chem., 221 (2015) 606-613.
  • 17. T.A. Pham, J.S. Kim, J.S. Kim, Y.T. Jeong, One-step reduction of graphene oxide with l-glutathione, Colloids and Surfaces A., 384 (2011) 543-548.
  • 18. D.R. Dreyer, S. Park, C.W. Bielawski, R.S. Ruoff, The chemistry of graphene oxide, Chem. Soc. Rev., 39 (2010) 228-240.
  • 19. G.A. Tığ, B. Zeybek, Ş. Pekyardımcı, Electrochemical DNA biosensor based on poly(2,6-pyridinedicarboxylic acid) modified glassy carbon electrode for the determination of anticancer drug gemcitabine, Talanta, 154 (2016) 312-321.
  • 20. E. Pale ek, R. Kizek, L. Havran, S. Billova, M. Fojta, Electrochemical enzyme-linked immunoassay in a DNA hybridization sensor, Anal. Chim. Acta, 469 (2002) 73-83.
  • 21. A. Troisi, G. Orlandi, The hole transfer in DNA: calculation of electron coupling between close bases, Chem. Phys. Lett., 344 (2001) 509-518.
  • 22. A. Erdem, B. Kosmider, R. Osiecka, E. Zyner, J. Ochocki, M. Ozsoz, Electrochemical genosensing of the interaction between the potential chemotherapeutic agent, cis-bis(3-aminoflavone)dichloroplatinum(II) and DNA in comparison with cis-DDP, J. Pharmaceut. Biomed., 38 (2005) 645-652.
  • 23. B. Dogan-Topal, B. Uslu, S.A. Ozkan, Voltammetric studies on the HIV-1 inhibitory drug Efavirenz: The interaction between dsDNA and drug using electrochemical DNA biosensor and adsorptive stripping voltammetric determination on disposable pencil graphite electrode, Biosens. Bioelectron., 24 (2009) 2358-2364.
  • 24. M.T. Carter, M. Rodriguez, A.J. Bard, Voltammetric studies of the interaction of metal chelates with DNA. 2. Tris-chelated complexes of cobalt(III) and iron(II) with 1,10-phenanthroline and 2,2’-bipyridine, J. Am. Chem. Soc., 111 (1989) 8901-8911.
  • 25. A.A. Ensafi, B. Rezaei, M. Amini, E. Heydari-Bafrooei, A novel sensitive DNA–biosensor for detection of a carcinogen, Sudan II, using electrochemically treated pencil graphite electrode by voltammetric methods, Talanta, 88 (2012) 244-251.
  • 26. M. Rahban, A. Divsalar, A.A. Saboury, A. Golestani, Nanotoxicity and Spectroscopy Studies of Silver Nanoparticle: Calf Thymus DNA and K562 as Targets, J. Phy. Chem-US., C 114 (2010) 5798-5803.
  • 27. M. Sirajuddin, S. Ali, A. Badshah, Drug–DNA interactions and their study by UV–Visible, fluorescence spectroscopies and cyclic voltametry, J. Photoch. Photobio. B., 124 (2013) 1-19.
  • 28. F. Cui, R. Huo, G. Hui, X. Lv, J. Jin, G. Zhang, W. Xing, Study on the interaction between aglycon of daunorubicin and calf thymus DNA by spectroscopy, J. Mol. Struct., 1001 (2011) 104-110.
  • 29. S. Nafisi, A.A. Saboury, N. Keramat, J.-F. Neault, H.-A. Tajmir-Riahi, Stability and structural features of DNA intercalation with ethidium bromide, acridine orange and methylene blue, J. Mol. Struct., 827 (2007) 35- 43.
  • 30. J.H. Shi, J. Chen, J. Wang, Y.-Y. Zhu, Binding interaction between sorafenib and calf thymus DNA: Spectroscopic methodology, viscosity measurement and molecular docking, Spectrochim. Acta A., 136. (2015) 443-450.
  • 31. L. Strekowski, B. Wilson, Noncovalent interactions with DNA: An overview, Mutat. Res-Fund. Mol., 623 (2007) 3-13.
Hacettepe Journal of Biology and Chemistry-Cover
  • ISSN: 2687-475X
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1972
  • Yayıncı: Hacettepe Üniversitesi, Fen Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

$H_2O_2$ Uygulanan Sıçanlarda Yeni Karbonik Anhidraz Aktivatörleri

Ramazan Demirdağ, Ahmet Özkaya, Murat Koca, Zafer Şahin, Müslüm Kuzu, Veysel Çomaklı, Ugur Dardağan, Kader Uzun

Bir Salen Tipi Schiff Bazı ve Zn II Kompleksinin Uyarılmış ve Emisif Hallerinin Ayrıntılı Bir Kıyaslaması ve Modellenmesi: Sentez, Karakterizasyon, Floresans ve TD-DFT Çalışması

Serkan DEMİR

Poli(Pirol-ko-[Cu(salabza)])’nın Elektrokimyasal Sentezi: Katekolün Oksidasyonunda Elektrokatalitik Aktivitesi

Süleyman Yalçınkaya, Didem Çakmak

Van Gölü Balığı Beyin ve Karaciğerindeki Asetilkolinesteraz (EC 3.1.1.7) Enzimi Üzerine Bazı Bitki Özütlerinin İn vitro Etkileri

Muhammet Güler, Zehra Başı, Vedat Türkoğlu, M. Rıza Kıvanç

Kahverengi Alabalık Yavrularında Kroma Akut Maruz Kaldıktan Sonra Solungaç ve Karaciğer Dokularında Histolojik Değişiklikler ve Karbonik Anhidraz Aktivitesi Yanıtları

Yeliz DEMİR, Ertan ORUÇ, Ahmet TOPAL

Yeni Modifiye Poli maleik anhidrid-ko-vinil asetat /Akriflavin Konjugatının Sentezi, Yapısal Karakterizasyonu ve Suda Çözünürlüğü

Gülderen KARAKUŞ

Fitoremediasyon (Yeşil Islah) Yöntemi ile Ortamdan Ağır Metal Uzaklaştırılması

Ömer Elkıran

Ağır Metal Kirlilik Indeksinin Yüzey Sularına Uygulanması: Çamlıdere Örneği

Özlem TUNÇ DEDE

Bir Salen Tipi Schiff Bazı ve Zn(II) Kompleksinin Uyarılmış ve Emisif Hallerinin Ayrıntılı Bir Kıyaslaması ve Modellenmesi: Sentez, Karakterizasyon, Floresans ve TD-DFT Çalışması

Serkan Demir

Poli Pirol-ko-[Cu salabza ] ’nın Elektrokimyasal Sentezi: Katekolün Oksidasyonunda Elektrokatalitik Aktivitesi

Süleyman YALÇINKAYA, Didem ÇAKMAK