Hydrophobe Salz-modifizierte Nafion zur Enzymimmobilisierung und Stabilisierung
Summary
In diesem Artikel wird das Verfahren zur Synthese eines hydrophob modifizierten Nafion Membran und Enzymimmobilisierung, wie Proteine und / oder Enzyme in der Membran zu immobilisieren und Testen ihrer spezifischen Aktivität beschreiben.
Abstract
Im letzten Jahrzehnt gab es eine Fülle von Anwendungen für Enzyme immobilisiert und stabilisiert einschließlich Biokatalyse, Biosensoren und Biobrennstoffzellen. 03.01 In den meisten bioelektrochemische Anwendungen werden Enzyme oder Organellen auf einer Elektrodenoberfläche mit dem Einsatz von irgendeiner Art von immobilisierten Polymermatrix. Diese Polymer-Gerüst, sollten sich die Enzyme stabil und ermöglichen die einfache Diffusion von Molekülen und Ionen in die und aus der Matrix. Die meisten Polymere für diese Art der Immobilisierung verwendet werden auf der Grundlage Polyamine oder Polyalkohole – Polymere, die die Natur der Enzyme, dass sie und kapseln Stabilisierung des Enzyms durch Wasserstoff oder ionische Bindung zu imitieren. Ein weiteres Verfahren zur Stabilisierung von Enzymen ist die Verwendung von Micellen, die hydrophoben Regionen, die einzukapseln und stabilisieren Enzyme enthalten kann. 4,5 Insbesondere hat die Minteer Gruppe eine mizellare Polymer auf im Handel erhältlich Nafion entwickelt. 6,7 Nafionselbst ist ein Polymer, das micellare für den Kanal-unterstützte Diffusion von Protonen und anderen kleinen Kationen ermöglicht, aber die Micellen und Kanäle sind extrem klein ist und das Polymer sehr sauer durch Sulfonsäure Seitenketten, was ungünstig für Enzymimmobilisierung ist. Wenn jedoch Nafion mit einem Überschuß an hydrophoben Alkyl Ammoniumsalze, wie Tetrabutylammoniumbromid (TBAB) gemischt wird, ersetzen die quaternäre Ammoniumkationen die Protonen und werden die Gegenionen zu den Sulfonatgruppen an der Polymerseitenketten (1). Dies führt zu größeren Micellen und Kanälen innerhalb des Polymers, das für die Diffusion von großen Substraten und Ionen, die notwendig für die enzymatische Funktion wie Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD) sind zu ermöglichen. Diese modifizierte Polymer Nafion wurde verwendet, um viele verschiedene Arten von Enzymen sowie Mitochondrien für den Einsatz in Biosensoren und Biobrennstoffzellen immobilisieren. 12.08 Dieser Beitrag beschreibt ein neuartiges Verfahren für die Herstellung dieser micEllar Polymer Enzymimmobilisierung Membran, die Enzyme stabilisieren können. Die Synthese des mizellenförmigen Enzymimmobilisierung Membran, dem Verfahren zur Immobilisierung von Enzymen in der Membran und den Assays zur Untersuchung enzymatische spezifische Aktivität des immobilisierten Enzyms sind unten aufgeführt.
Protocol
Discussion
In der beschriebenen Verfahren werden Tetraalkylammonium-Salze eingesetzt, um kommerzielle Nafion zu modifizieren, um micellaren Polymere, die verwendet zu immobilisieren und stabilisieren Enzyme können zu schaffen. Die beschriebenen Tests in dem Verfahren zeigen, dass das Polymer verwendet werden, um eine Vielzahl von Enzymen mit einem hohen Beibehaltung der Aktivität zu immobilisieren. Wenn das interessierende Enzym hat eine sehr geringe Aktivität oder unrein ist, kann eine höhere Konzentration erforderlich sein u…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren danken dem Office of Naval Research, United Soybean Board und der National Science Foundation für finanzielle Unterstützung.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalog number |
| Nafion | Sigma-Aldrich | 70160 |
| Tetra alkylammonium bromide salts | Sigma-Aldrich | n/a |
| Alcohol dehydrogenase | Sigma-Aldrich | A3263 |
| Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) | Simga-Aldrich | N7004 |
| Sodium pyrophosphate | Sigma-Aldrich | P8010 |
| Phenazine methosulfate (PMS) | Sigma-Aldrich | P9625 |
| 2,6-Dichloroindophenol (DCIP) | Sigma-Aldrich | D1878 |
| Glucose oxidase | Sigma-Aldrich | G7141 |
| 4-Hydroxybenzoic acid | Sigma-Aldrich | 240141 |
| Sodium azide | Sigma-Aldrich | S8032 |
| Peroxidase | Sigma-Aldrich | P8375 |
| 4-aminoantipyrine | Sigma-Aldrich | 06800 |
| UV/Vis Spectrophotometer | Thermo | Evolution 260 Bio or Spectronic Genesys 20 |
| Vortex Genie | ||
| Analytical balance |
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