Name: hydrophobic salt-modified nafion for enzyme immobilization and stabilization
Uploaded: 2012-07-11T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Hydrophobic Salt-modified Nafion for Enzyme Immobilization and Stabilization at JoVE.com

Авторы признают, Управление военно-морских исследований, Соединенные сои совета и Национального научного фонда для финансирования.

1. Модификация с Nafion соли четвертичного аммония <ol><li> Встряхните бутылку 5% вес / объем Nafion подвески энергично в течение ок. 30 секунд, чтобы Nafion приостановлена ​​равномерно в растворе. </li><li> Пипетировать из 2 мл в настоящее время повторно приостановил Nafion в стеклянный флакон (флакон объе?...

<ol>
	<li>Calabrese-Barton, S., Gallaway, J., Atanassov, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzymatic+biofuel+cells+for+implantable+and+microscale+devices+Chem.">Enzymatic biofuel cells for implantable and microscale devices Chem.</a> Rev. 104, 4867-4886 (2004).</li><li>Cracknell, J. A., Vincent, K. A., Armstrong, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzymes+as+Working+or+Inspirational+Electrocatalysts+for+Fuel+Cells+and+Electrolysis.">Enzymes as Working or Inspirational Electrocatalysts for Fuel Cells and Electrolysis.</a> Chem. Rev. 108, 2439-2461 (2008).</li><li>Minteer, S. D., Liaw, B. Y., Cooney, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme-Based+Biofuel+Cells.">Enzyme-Based Biofuel Cells.</a> Curr. Opin. Biotechnol. 18, 228-234 (2007).</li><li>Callahan, J. W., Kosicki, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effect+of+Lipid+Micelles+on+Mitochondrial+Malate+Dehydrogenase.">The Effect of Lipid Micelles on Mitochondrial Malate Dehydrogenase.</a> Canadian Journal of Biochemistry. 45, 839-851 (1967).</li><li>Martinek, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+of+the+Membrane+Environment+of+Enzymes:+Superactivity+of+Laccase+Entrapped+into+Surfactant+Reversed+Micelles+in+Organic+Solvents.">Modeling of the Membrane Environment of Enzymes: Superactivity of Laccase Entrapped into Surfactant Reversed Micelles in Organic Solvents.</a> Biokhimiya. 53, 1013-1016 (1988).</li><li>Moore, C. M., Akers, N. L., Hill, A. D., Johnson, Z. C., Minteer, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+the+Environment+for+Immobilized+Dehydrogenase+Enzymes+by+Modifying+Nafion+with+Tetraalkylammonium+Bromides.">Improving the Environment for Immobilized Dehydrogenase Enzymes by Modifying Nafion with Tetraalkylammonium Bromides.</a> Biomacromolecules. 5, 1241-1247 (2004).</li><li>Schrenk, M. J., Villigram, R. E., Torrence, N. J., Brancato, S. J., Minteer, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Mixture+Casting+Nafion+with+Quaternary+Ammonium+Bromide+Salts+on+the+Ion-Exchange+Capacity+and+Mass+Transport+in+the+Membranes.">Effects of Mixture Casting Nafion with Quaternary Ammonium Bromide Salts on the Ion-Exchange Capacity and Mass Transport in the Membranes.</a> J. Membr. Sci. 205, 3-10 (2002).</li><li>Akers, N. L., Moore, C. M., Minteer, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Alcohol/O2+Biofuel+Cells+Using+Salt-Extracted+Tetrabutylammonium+Bromide/Nafion+Membranes+to+Immobilize+Dehydrogenase+Enzymes.">Development of Alcohol/O2 Biofuel Cells Using Salt-Extracted Tetrabutylammonium Bromide/Nafion Membranes to Immobilize Dehydrogenase Enzymes.</a> Electrochim. Acta. 50, 2521-2525 (2005).</li><li>Sokic-Lazic, D., Minteer, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Citric+Acid+Cycle+Biomimic+on+a+Carbon+Electrode.">Citric Acid Cycle Biomimic on a Carbon Electrode.</a> Biosens. Bioelectron. 24, 939-944 (2008).</li><li>Arechederra, R. L., Minteer, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complete+Oxidation+of+Glycerol+in+an+Enzymatic+Biofuel+Cell.">Complete Oxidation of Glycerol in an Enzymatic Biofuel Cell.</a> Fuel Cells. 9, 63-69 (2009).</li><li>Germain, M., Arechederra, R. L., Minteer, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitroaromatic+Actuation+of+Mitochondrial+Bioelectrocatalysis+for+Self-Powered+Explosive+Sensors.">Nitroaromatic Actuation of Mitochondrial Bioelectrocatalysis for Self-Powered Explosive Sensors.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 15272-15273 (2008).</li><li>Addo, P. K., Arechederra, R. L., Minteer, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluating+Enzyme+Cascades+for+Methanol/Air+Biofuel+Cells+Based+On+NAD+-Dependent+Enzymes.">Evaluating Enzyme Cascades for Methanol/Air Biofuel Cells Based On NAD+-Dependent Enzymes.</a> Electroanalysis. 22, 807-812 (2010).</li><li>Smith, P. K., Krohn, R. I., Hermanson, G. T., Mallia, A. K., Gartner, F. H., Provenzano, M. D., Fujimoto, E. K., Goeke, N. M., Olson, B. J., Klenk, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+protein+using+bicinchoninic+acid.">Measurement of protein using bicinchoninic acid.</a> Analytical Biochemistry. 150, 76-85 (1985).</li></ol>

В описанной процедуре, тетра-алкил соли аммония используются для изменения коммерческой Nafion создать мицеллярных полимеров, которые могут быть использованы для иммобилизации и стабилизации ферментов. Анализы описанных в порядке, показывают, что полимер может быть использован для имм?...

<table border="1"><tbody><tr><td> Название реагента </td><td> Компания </td><td> Номер в каталоге </td></tr><tr><td> Nafion </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 70160 </td></tr><tr><td> Tetra соли алкиламмония бромид </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> н / д </td></tr><tr><td> Алкогольдегидрогеназы </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A3263 </td></tr><tr><td> Никотинамидадениндинуклеотида (NAD) </td><td> Simga-Aldrich </td><td> N7004 </td></tr><tr><td> Натрий пирофосфат </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> P8010 </td></tr><tr><td> Феназинметасульфат (PMS) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> P9625 </td></tr><tr><td> 2,6-Dichloroindophenol (DCIP) </td><td> Сигналма-Aldrich </td><td> D1878 </td></tr><tr><td> Глюкозооксидаза </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G7141 </td></tr><tr><td> 4-гидроксибензойной кислоты </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 240141 </td></tr><tr><td> Азид натрия </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S8032 </td></tr><tr><td> Пероксидаза </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> P8375 </td></tr><tr><td> 4-аминоантипирином </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 06800 </td></tr><tr><td> UV / Vis Спектрофотометр </td><td> Thermo </td><td> Эволюция 260 Bio или Spectronic Genesys 20 </td></tr><tr><td> Vortex Genie </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Аналитические весы </td><td></td><td></td></tr></tbody></taBLE&gt;

hydrophobic salt-modified nafion for enzyme immobilization and stabilization

За последние десять лет, произошло множество приложений для иммобилизации ферментов и стабилизировалась в том числе биокатализа, биосенсоров, и биотопливо клеток. 1-3 В большинстве биоэлектрохимические приложений, ферментов или органеллы иммобилизованных на поверхности электрода с использованием определенного типа полимерной матрицы. Этот полимер леса должны иметь стабильную и ферменты позволяют поверхностным диффузии молекул и ионов в и из матрицы. Большинство полимеров, используемых для данного типа иммобилизации на основе полиаминов или многоатомные спирты - полимеры, которые имитируют природную среду ферменты, которые они воплощают и стабилизации ферментов через водород или ионной. Другой метод для стабилизации ферментов связано с использованием мицелл, содержащих гидрофобные области, которые могут инкапсулировать и стабилизации ферментов. 4,5 В частности, группа Minteer разработала мицеллярных полимер на основе коммерчески доступных Nafion. 6,7 NafionСам мицеллярных полимера, что позволяет каналу помощью диффузии протонов и другие мелкие катионы, но мицеллы и каналов крайне малы и полимер является очень кислым из-за сульфокислоты боковых цепей, что неблагоприятно для иммобилизации ферментов. Однако, когда Nafion смешивается с более гидрофобные алкильные соли аммония, такие как тетрабутиламмония бромид (TBAB), четвертичного аммония катионов замене протонов и стать счетчик ионов сульфонатных групп на стороне полимерные цепи (рис. 1). Это приводит к большим мицелл и каналов в полимер, который позволяет для распространения больших подложках и ионов, которые необходимы для ферментативной функции, такие как никотинамидадениндинуклеотида (NAD). Это изменение Nafion полимера был использован для иммобилизации различных типов ферментов, а также митохондрий для использования в биосенсоров и биотопливных элементов. 8-12 Эта статья описывает новую процедуру принятия этого микрофонаellar полимер иммобилизации ферментов мембраны, которая может стабилизировать ферментов. Синтез мицеллярной мембранной иммобилизации фермента, процедура для иммобилизации ферментов в мембране, а анализы для изучения ферментативных удельной активности иммобилизованного фермента приведены ниже.

Watch this Scientific Journal Video about Hydrophobic Salt-modified Nafion for Enzyme Immobilization and Stabilization at JoVE.com

Hydrophobic Salt-modified Nafion for Enzyme Immobilization and Stabilization

В этой статье описывается порядок синтеза гидрофобно модифицированные мембраны Nafion иммобилизации ферментов и как для иммобилизации белков и / или ферментов в мембране и проверить их конкретной деятельности.

Гидрофобные Солт-модифицированный Nafion для иммобилизации ферментов и стабилизации

Over the last decade, there has been a wealth of application for immobilized and stabilized enzymes including biocatalysis, biosensors, and biofuel ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Decellularization and Recellularization of Whole Livers

Decellularization и Recellularization Целых Печень

The liver is a complex organ which requires constant perfusion for delivery of nutrients and oxygen and removal of waste in order to survive1. Efforts to ...

Bacterial Immobilization for Imaging by Atomic Force Microscopy

Бактериальные Иммобилизация для обработки изображений методом атомно-силовой микроскопии

AFM is a high-resolution (nm scale) imaging tool that mechanically probes a surface.  It has the ability to image cells and biomolecules, in a liquid ...

GENPLAT: an Automated Platform for Biomass Enzyme Discovery and Cocktail Optimization

GENPLAT: Автоматизированная платформа для биомассы Открытие ферментов и коктейль-оптимизации

The high cost of enzymes for biomass deconstruction is a major impediment to the economic conversion of lignocellulosic feedstocks to liquid ...

Layer-by-layer Collagen Deposition in Microfluidic Devices for Microtissue Stabilization

Слой за слоем Коллаген осаждения в микрофлюидных Устройства для стабилизации Microtissue

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D ...

Wet Chemistry and Peptide Immobilization on Polytetrafluoroethylene for Improved Cell-adhesion

Влажные химии и пептидный иммобилизации на политетрафторэтилена для улучшенного клеточной адгезии

Endowing materials surface with cell-adhesive properties is a common strategy in biomaterial research and tissue engineering. This is particularly ...

Micropatterning and Assembly of 3D Microvessels

Micropatterning и сборка 3D микрососудов

In vitro platforms to study endothelial cells and vascular biology are largely limited to 2D endothelial cell culture, flow chambers with polymer or glass ...

Targeted Plasma Membrane Delivery of a Hydrophobic Cargo Encapsulated in a Liquid Crystal Nanoparticle Carrier

Целенаправленное плазматической мембраны Поставка гидрофобной Cargo инкапсулированы в жидком кристалле наночастицы Carrier

The controlled delivery of drug/imaging agents to cells is critical for the development of therapeutics and for the study of cellular signaling processes. ...

Site-Directed Immobilization of Bone Morphogenetic Protein 2 to Solid Surfaces by Click Chemistry

Сайт направлен иммобилизации костных морфогенетических белка 2 для твердых поверхностей по химии нажмите

Different therapeutic strategies for the treatment of non-healing long bone defects have been intensively investigated. Currently used treatments present ...

Manufacturing of a Nafion-coated, Reduced Graphene Oxide/Polyaniline Chemiresistive Sensor to Monitor pH in Real-time During Microbial Fermentation

Изготовление Nafion покрытием, снижение графена оксид/полианилин Chemiresistive датчик pH монитора в реальном времени во время микробной ферментации

Here, we report the engineering of a solid-state micro pH sensor based on polyaniline-functionalized, electrochemically reduced graphene oxide (ERGO-PA). ...

Functional Surface-immobilization of Genes Using Multistep Strand Displacement Lithography

Функциональные поверхности иммобилизация генов с использованием многоэтапных Strand перемещения литография

Immobilization of genes on lithographically structured surfaces allows the study of compartmentalized gene expression processes in an open microfluidic ...