Nonfouling Property of Zwitterionic Cysteine Surface
Notice bibliographique
Résumé
Applications of implantable bioelectronics for analytical and curative purposes are currently limited by their poor long-term biofunctionality in physiological media and nonspecific interactions with biomolecules. In an attempt to prolong in vivo functionality, recent advances in surface modifications have demonstrated that zwitterionic coatings can rival the performance of conventional poly(ethylene glycol) polymers in reducing nonspecific protein fouling. Herein, we report the fabrication of a very thin layer of nonfouling zwitterionic cysteine surface capable of protecting implantable bioelectronics from nonspecific adsorption of plasma proteins. This work is the first of its kind to fabricate, through solution chemistry, a cysteine surface exhibiting zwitterionic state as high as 88% and to demonstrate antibiofouling under the exposure of bovine serum albumin (BSA) and human serum. The fabricated surface utilized a minimal amount of gold substrate, approximately 10 nm, and an extremely thin antifouling layer at 1.14 nm verified by ellipsometry. X-ray photoelectron spectroscopy assessment of the nitrogen (N1s) and carbon (C1s) spectra conclude that 87.8% of the fabricated cysteine surface is zwitterionic, 2.5% is positively charged, and 9.6% is noncharged. Antibiofouling performance of the cysteine surface is quantitatively determined by bicinchoninic acid (BCA) protein assay as well as qualitatively confirmed using scanning electron spectroscopy. Cysteine surfaces demonstrated a BSA fouling of 3.9 ± 4.84% μg/cm(2), which is 93.6% and 98.5% lower than stainless steel and gold surfaces, respectively. Surface plasmon resonance imaging analysis returned similar results and suggest that a thinner cysteine coating will enhance performance. Scanning electron microscopy confirmed the results of BCA assay and suggested that the cysteine surface demonstrated a 69% reduction to serum fouling. The results reported in this paper demonstrate that it is possible to achieve a highly zwitterionic surface through solution chemistry on a macroscopic level that is capable of improving biocompatibility of long-term implantable bioelectronics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».