Grafen kuantum noktaları ile birleştirilmiş NiAl2O4nanokompozit bazlı moleküler baskılı elektrokimyasalsensör içeren kahve örneklerinde 5-hidroksimetil furfuraltespiti

Abstract

5-Hidroksimetil furfural (HMF), fruktoz, sükroz ve glikoz gibi şekerlerin asidik bir ortamda veya Maillard reaksiyonu sırasında dehidre edilmesiyle üretilen bir ara maddedir. Şekerli gıdaların uygun olmayan sıcaklıklarda saklanması nedeniyle de oluşur. Ayrıca HMF, ürünlerde kalite kriteri olarak görülmektedir. Bu çalışmada, kahve örneklerinde HMF'nin seçici olarak belirlenmesi için NiAl2O4 (GQDs–NiAl2O4) nanokompozit içeren grafen kuantum noktalarına dayalı yeni bir moleküler baskılı elektrokimyasal sensör geliştirilmiştir. GQDs–NiAl2O4 nanokompozitinin yapısal karakterizasyonları için çeşitli mikroskobik, spektroskopik ve elektrokimyasal yöntemler gerçekleştirilmiştir . Moleküler olarak basılmış sensör, 100.0 mM pirol monomer ve 25.0 mM HMF varlığında döngüsel voltametri (CV) kullanılarak çoklu tarama yoluyla hazırlandı. Yöntem optimizasyonundan sonra sensör, 0,30 ng L−1 tespit limiti (LOD) ile 1,0–10,0 ng L−1 aralığında HMF'ye doğru doğrusallık ortaya çıkardı. Geliştirilen MIP sensörünün yüksek tekrarlanabilirliği, seçiciliği, kararlılığı ve hızlı tepki yeteneği, kahve gibi yoğun tüketilen içeceklerde güvenilir HMF tespiti sağlayabilmektedir. Böylece bu yöntem, HMF'nin başta insan olmak üzere canlı organizmaların sağlığı üzerindeki olası olumsuz etkilerini tespit edip ortadan kaldırarak sağlık ve beslenme alanında önemli katkılar sağlayabilir. Bu çalışmada geliştirilen sensör ile HMF kaynaklı hastalıkların erken teşhisi daha mümkün olacaktır ve daha sağlıklı toplumların oluşması, toplumun sağlık düzeyinin yükseltilmesi de önemli bir geri dönüş olabilir.

5-Hydroxymethyl furfural (HMF) is an intermediate produced by dehydrating sugars, such as fructose, sucrose, and glucose, in an acidic medium or during the Maillard reaction. It also occurs due to the storage of sugary foods at inappropriate temperatures. In addition, HMF is seen as a quality criterion in products. In this study, a novel molecularly imprinted electrochemical sensor based on graphene quantum dots incorporated NiAl2O4 (GQDs–NiAl2O4) nanocomposite was presented for the selective determination of HMF in coffee samples. Various microscopic, spectroscopic, and electrochemical methods were carried out for the structural characterizations of GQDs–NiAl2O4 nanocomposite. The molecularly imprinted sensor was prepared by multi-scanning using cyclic voltammetry (CV) in the presence of 100.0 mM pyrrole monomer and 25.0 mM HMF. After method optimization, the sensor revealed linearity towards HMF in the range of 1.0–10.0 ng L−1 with a detection limit (LOD) of 0.30 ng L−1 . The developed MIP sensor's high repeatability, selectivity, stability, and fast response ability can provide reliable HMF detection in beverages, such as coffee, which is heavily consumed. Therefore, this method can make important contributions in the field of health and nutrition by detecting and eliminating the possible negative effects of hmf on the health of living organisms, especially humans. With the sensor developed in this study, early diagnosis of HMF-related diseases will be more possible, and the formation of healthier societies and raising the health level of society may also be an important return.