Іммобілізація глюкозооксидази на сітку одностінних вуглецевих нанотрубок
When elaborating the biosensor based on single-walled carbon nanotubes (SWNTs), it is necessary to solve such an important problem as the immobilization of a target biomolecule on the nanotube surface. In this work, the enzyme (glucose oxidase (GOX)) was immobilized on the surface of a nanotube netw...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021220 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2021220 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
- - |
| spellingShingle |
- - Karachevtsev, V.A. Glamazda, A.Yu. Zarudnev, E.C. Karachevtsev, M.V. Leontiev, V.S. Linnik, A.S. Lytvyn, O.S. Plokhotnichenko, A.M. Stepanian, S.G. Іммобілізація глюкозооксидази на сітку одностінних вуглецевих нанотрубок |
| topic_facet |
- - |
| format |
Article |
| author |
Karachevtsev, V.A. Glamazda, A.Yu. Zarudnev, E.C. Karachevtsev, M.V. Leontiev, V.S. Linnik, A.S. Lytvyn, O.S. Plokhotnichenko, A.M. Stepanian, S.G. |
| author_facet |
Karachevtsev, V.A. Glamazda, A.Yu. Zarudnev, E.C. Karachevtsev, M.V. Leontiev, V.S. Linnik, A.S. Lytvyn, O.S. Plokhotnichenko, A.M. Stepanian, S.G. |
| author_sort |
Karachevtsev, V.A. |
| title |
Іммобілізація глюкозооксидази на сітку одностінних вуглецевих нанотрубок |
| title_short |
Іммобілізація глюкозооксидази на сітку одностінних вуглецевих нанотрубок |
| title_full |
Іммобілізація глюкозооксидази на сітку одностінних вуглецевих нанотрубок |
| title_fullStr |
Іммобілізація глюкозооксидази на сітку одностінних вуглецевих нанотрубок |
| title_full_unstemmed |
Іммобілізація глюкозооксидази на сітку одностінних вуглецевих нанотрубок |
| title_sort |
іммобілізація глюкозооксидази на сітку одностінних вуглецевих нанотрубок |
| title_alt |
Glucose Oxidase Immobilization onto Carbon Nanotube Networking |
| description |
When elaborating the biosensor based on single-walled carbon nanotubes (SWNTs), it is necessary to solve such an important problem as the immobilization of a target biomolecule on the nanotube surface. In this work, the enzyme (glucose oxidase (GOX)) was immobilized on the surface of a nanotube network, which was created by the deposition of nanotubes from their solution in 1,2-dichlorobenzene by the spray method. 1-Pyrenebutanoic acid succinimide ester (PSE) was used to form the molecular interface, the bifunctional molecule of which provides the covalent binding with the enzyme shell, and its other part (pyrene) is adsorbed onto the nanotube surface. First, the usage of such a molecular interface leaves out the direct adsorption of the enzyme (in this case, its activity decreases) onto the nanotube surface, and, second, it ensures the enzyme localization near the nanotube. The comparison of the resonance Raman (RR) spectrum of pristine nanotubes with their spectrum in the PSE environment evidences the creation of a nanohybrid formed by an SWNT with a PSE molecule which provides the further enzyme immobilization. As the RR spectrum of an SWNT:PSE:GOX film does not essentially differ from that of SWNT:PSE ones, this indicates that the molecular interface (PSE) isolates the enzyme from nanotubes strongly enough. The efficient immobilization of GOX along the carbon nanotubes due to PSE is confirmed with atom-force microscopy images. The method of molecular dynamics allowed us to establish the structures of SWNT:PSE:GOX created in the aqueous environment and to determine the interaction energy between hybridcomponents. In addition, the conductivity of the SWNT network with adsorbed PSE and GOX molecules is studied. The adsorption of PSE molecules onto the SWNT network causes a decrease of the conductivity, which can be explained by the appearance of scattering centers for charge carriers on the nanotube surface, which are created by PSE molecules. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2012 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021220 |
| work_keys_str_mv |
AT karachevtsevva glucoseoxidaseimmobilizationontocarbonnanotubenetworking AT glamazdaayu glucoseoxidaseimmobilizationontocarbonnanotubenetworking AT zarudnevec glucoseoxidaseimmobilizationontocarbonnanotubenetworking AT karachevtsevmv glucoseoxidaseimmobilizationontocarbonnanotubenetworking AT leontievvs glucoseoxidaseimmobilizationontocarbonnanotubenetworking AT linnikas glucoseoxidaseimmobilizationontocarbonnanotubenetworking AT lytvynos glucoseoxidaseimmobilizationontocarbonnanotubenetworking AT plokhotnichenkoam glucoseoxidaseimmobilizationontocarbonnanotubenetworking AT stepaniansg glucoseoxidaseimmobilizationontocarbonnanotubenetworking AT karachevtsevva ímmobílízacíâglûkozooksidazinasítkuodnostínnihvuglecevihnanotrubok AT glamazdaayu ímmobílízacíâglûkozooksidazinasítkuodnostínnihvuglecevihnanotrubok AT zarudnevec ímmobílízacíâglûkozooksidazinasítkuodnostínnihvuglecevihnanotrubok AT karachevtsevmv ímmobílízacíâglûkozooksidazinasítkuodnostínnihvuglecevihnanotrubok AT leontievvs ímmobílízacíâglûkozooksidazinasítkuodnostínnihvuglecevihnanotrubok AT linnikas ímmobílízacíâglûkozooksidazinasítkuodnostínnihvuglecevihnanotrubok AT lytvynos ímmobílízacíâglûkozooksidazinasítkuodnostínnihvuglecevihnanotrubok AT plokhotnichenkoam ímmobílízacíâglûkozooksidazinasítkuodnostínnihvuglecevihnanotrubok AT stepaniansg ímmobílízacíâglûkozooksidazinasítkuodnostínnihvuglecevihnanotrubok |
| first_indexed |
2023-03-24T08:59:32Z |
| last_indexed |
2023-03-24T08:59:32Z |
| _version_ |
1795757727520129024 |
| spelling |
ujp2-article-20212202022-01-17T12:52:23Z Glucose Oxidase Immobilization onto Carbon Nanotube Networking Іммобілізація глюкозооксидази на сітку одностінних вуглецевих нанотрубок Karachevtsev, V.A. Glamazda, A.Yu. Zarudnev, E.C. Karachevtsev, M.V. Leontiev, V.S. Linnik, A.S. Lytvyn, O.S. Plokhotnichenko, A.M. Stepanian, S.G. - - When elaborating the biosensor based on single-walled carbon nanotubes (SWNTs), it is necessary to solve such an important problem as the immobilization of a target biomolecule on the nanotube surface. In this work, the enzyme (glucose oxidase (GOX)) was immobilized on the surface of a nanotube network, which was created by the deposition of nanotubes from their solution in 1,2-dichlorobenzene by the spray method. 1-Pyrenebutanoic acid succinimide ester (PSE) was used to form the molecular interface, the bifunctional molecule of which provides the covalent binding with the enzyme shell, and its other part (pyrene) is adsorbed onto the nanotube surface. First, the usage of such a molecular interface leaves out the direct adsorption of the enzyme (in this case, its activity decreases) onto the nanotube surface, and, second, it ensures the enzyme localization near the nanotube. The comparison of the resonance Raman (RR) spectrum of pristine nanotubes with their spectrum in the PSE environment evidences the creation of a nanohybrid formed by an SWNT with a PSE molecule which provides the further enzyme immobilization. As the RR spectrum of an SWNT:PSE:GOX film does not essentially differ from that of SWNT:PSE ones, this indicates that the molecular interface (PSE) isolates the enzyme from nanotubes strongly enough. The efficient immobilization of GOX along the carbon nanotubes due to PSE is confirmed with atom-force microscopy images. The method of molecular dynamics allowed us to establish the structures of SWNT:PSE:GOX created in the aqueous environment and to determine the interaction energy between hybridcomponents. In addition, the conductivity of the SWNT network with adsorbed PSE and GOX molecules is studied. The adsorption of PSE molecules onto the SWNT network causes a decrease of the conductivity, which can be explained by the appearance of scattering centers for charge carriers on the nanotube surface, which are created by PSE molecules. При створенні біологічних сенсорів з використанням одностінних вуглецевих нанотрубок (ОВНТ) треба вирішити таку важливу проблему, як іммобілізація молекули, яка повинна розпізнати мішень, на поверхні нанотрубок. В даній роботі проведена іммобілізація ферменту глюкозооксидаза (ГОК) на поверхню сітки нанотрубок, яка була одержана шляхом осадження нанотрубок з їх розчину у діхлорбензолі за допомогою спрей-методу. У ролі молекулярного інтерфейсу було застосовано сукцинімідний ефір 1-піренбутанової кислоти (ПСЕ), біфункціональна молекула якого забезпечує хімічний зв'язок з оболонкою ферменту, а друга її частина (піренова) адсорбується на поверхню нанотрубки. Використання такого молекулярного інтерфейсу виключає, з одного боку, пряму адсорбцію ферменту на поверхню нанотрубки, яка знижує його активність, а з другого, забезпечує локалізацію ферменту поблизу нанотрубки. Порівняння спектрів резонансного комбінаційного розсіювання світла (РКРС) нанотрубок з їх спектром в оточенні ПСЕ вказує на створення наногібриду молекулою ПСЕ з нанотрубкою, що дає підставу дляподальшої іммобілізації ферментів. Оскільки спектри РКРС плівок ОВНТ:ПСЕ:ГОК суттєво не відрізняються від спектрів ОВНТ:ПСЕ, то можна стверджувати, що молекулярний інтерфейс ПСЕ достатньо міцно ізолює фермент від нанотрубки. Ефективна іммобілізація ферменту ГОК поблизу вуглецевої нанотрубки завдяки ПСЕ підтверджується за допомогою зображень, отриманих атом-силовим мікроскопом. Молекулярна динаміка дозволила встановити структури отриманих нанобіогібридів та енергії міжмолекулярної взаємодії між компонентами потрійного комплексу у водному оточенні. Було також досліджено провідні властивості сітки ОВНТ з адсорбованими молекулами ПСЕ та ГОК. Адсорбція молекул ПСЕ на сітку з ОВНТ супроводжується зменшенням провідності, яке, скоріш за все, пов'язано з появою розсіювальних центрів для носіїв заряду у нанотрубках. Publishing house "Academperiodika" 2012-07-30 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021220 10.15407/ujpe57.7.700 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 57 No. 7 (2012); 700 Український фізичний журнал; Том 57 № 7 (2012); 700 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe57.7 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021220/1930 |