Potansiyometrik çoklu mikro-sensör sisteminin tasarımı ve uygulamaları / Fatih Çoldur ; Danışman Müberra Andaç

Abstract

Çalışmada, bütünüyle katı hal kontakt elektrot üretim teknolojisi kullanılarak iç referans çözeltisi içermeyen mikro potansiyometrik iyon seçici elektrotlar hazırlandı. Elektrotların durgun ve hareketli ortam potansiyometrik performans özellikleri test edildi. Hazırlanan elektrotlar kullanılarak, durgun ve hareketli ortam analizlerinde kullanılmak üzere çeşitli sensör dizileri oluşturuldu. Hareketli ortam ölçümlerinde örnek dağılımını azaltmak için düşük ölü hacme sahip akış hücreleri tasarlandı. Sensör dizilerinin doğrusal ve doğrusal olmayan çok değişkenli kalibrasyonları, deneysel tasarım kurallarına göre hazırlanan iyon karışım çözeltilerindeki iyon konsantrasyonları ve bu çözeltilere karşılık elektrotlardan okunan sinyaller kullanılarak gerçekleştirildi. Sensör dizilerinin çok değişkenli doğrusal kalibrasyonlarında Çoklu Doğrusal Regresyon (MLR), Temel Bileşen Regresyonu (PCR) ve Kısmi En Küçük Kareler Regresyonu (PLS) metotları kullanıldı. Doğrusal olmayan kalibrasyonlarda ise kalibrasyon metodu olarak Yapay Sinir Ağları (ANN) tercih edildi. Elde edilen farklı çok değişkenli kalibrasyon modelleri karşılaştırılarak, en iyi tahmin gücüne sahip çok değişkenli kalibrasyon modelleri belirlendi. Çapraz geçerlilik (cross validation) ve dış test seti geçerliliği (external test set validation) validasyon teknikleri kullanılarak modellerin geçerlilikleri test edildi. Önerilen sensör dizileri, en iyi tahmin gücüne sahip modellerle birlikte doğal su numunelerinde yaygın olarak bulunan bazı iyonların eş zamanlı analizlerinde kullanıldı. Çok değişkenli kalibrasyonla elde edilen analiz sonuçları iyon kromatografisi ve klasik kalibrasyonla elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Çok değişkenli veri işleme tekniklerinin potansiyometrik çoklu sensör dizileriyle birlikte kullanımının, analizlerin doğruluğunu önemli derecede arttırdığı görüldü.