Redox Interfaces for Electrochemically Controlled Protein–Surface Interactions: Bioseparations and Heterogeneous Enzyme Catalysis
Notice bibliographique
Résumé
Redox-active materials are an attractive platform for engineering specific interactions with charged species by electrochemical control. We present nanostructured redox-electrodes, functionalized with poly(vinyl)ferrocene embedded in a carbon nanotube matrix, for modulating the adsorption and release of proteins through electrochemical potential swings. The affinity of the interface toward proteins increased dramatically following oxidation of the ferrocenes, and, due to the Faradaic nature of the organometallic centers, the electrodes were maintained at sufficiently low overpotentials to ensure the preservation of both protein structure and catalytic activity. Our system was selective for various proteins based on size and charge distribution, and exhibited fast kinetics (<120 s for a charge–discharge cycle) and high uptake capacities (>200 mg/g) under moderate overpotentials (+0.4 V vs Ag/AgCl), as well as remarkable stability for binding under ferrocene oxidation conditions. The preservation of bioactivity and protein structure at the interface indicates the potential for these redox-mediated surfaces to be used as heterogeneous supports for enzyme catalysis. This work draws on the molecular selectivity of ferrocene-functionalized materials toward organic anion groups, and demonstrates that these smart redox-active materials can be used for modulation of the macroscopic affinity of surfaces for charged biomacromolecules to enhance processes such as bioseparations, electrochemically controlled protein purification, biocatalysis, and electrochemically mediated drug release.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 tête enseignante, 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 ».