Optimizando la Inmovilización Covalente de Glucosa Oxidasa y Lacasa en Bioelectrodos Basados en Fluoropolímero PV15
Autores: Montegiove, Nicolò; Calzoni, Eleonora; Pelosi, Dario; Gammaitoni, Luca; Barelli, Linda; Emiliani, Carla; Di Michele, Alessandro; Cesaretti, Alessio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimizando la Inmovilización Covalente de Glucosa Oxidasa y Lacasa en Bioelectrodos Basados en Fluoropolímero PV15
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Celdas de biocombustible enzimáticas
Enzimas
Estructuras de electrodos
Polímero conductor
Inmovilización
Glucosa oxidasa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
Las celdas de bioetanol enzimáticas (EBCs) representan una tecnología prometedora para biosensores, biodevices y aplicaciones de energía verde sostenible, gracias a la alta especificidad y eficiencia catalítica de las enzimas. Sin embargo, se deben resolver inconvenientes como la potencia de salida limitada y la corta vida útil. Actualmente, la investigación se centra en el uso de estructuras de electrodos en 3D, pero el alto costo y las dificultades de industrialización de dichos electrodos representan un problema clave. El propósito del artículo es describir el uso de un polímero conductor comercial de bajo costo (Sigracell PV15) como soporte para la inmovilización covalente de glucosa oxidasa y lacasa, para la fabricación de bioánodos y biocátodos, respectivamente. Se determinaron protocolos de inmovilización eficientes para las enzimas inmovilizadas en términos de los enlaces utilizados y las concentraciones de enzimas, resultando en actividades enzimáticas significativas por unidades de área. El análisis se centra específicamente en la optimización de la desafiante inmovilización de lacasa y en la evaluación de su estabilidad a lo largo del tiempo. En particular, se encontró una actividad óptima de 23 mU/cm al inmovilizar 0.18 mg/cm de lacasa, lo que permite mejores rendimientos, tanto en la salida de voltaje como en la estabilidad electroquímica, y se revela un mecanismo de transferencia de electrones directo para el biocátodo fabricado. Este estudio, por lo tanto, sienta las bases para el desarrollo viable de dispositivos EBC funcionales de bajo costo para aplicaciones biomédicas.
Descripción
Las celdas de bioetanol enzimáticas (EBCs) representan una tecnología prometedora para biosensores, biodevices y aplicaciones de energía verde sostenible, gracias a la alta especificidad y eficiencia catalítica de las enzimas. Sin embargo, se deben resolver inconvenientes como la potencia de salida limitada y la corta vida útil. Actualmente, la investigación se centra en el uso de estructuras de electrodos en 3D, pero el alto costo y las dificultades de industrialización de dichos electrodos representan un problema clave. El propósito del artículo es describir el uso de un polímero conductor comercial de bajo costo (Sigracell PV15) como soporte para la inmovilización covalente de glucosa oxidasa y lacasa, para la fabricación de bioánodos y biocátodos, respectivamente. Se determinaron protocolos de inmovilización eficientes para las enzimas inmovilizadas en términos de los enlaces utilizados y las concentraciones de enzimas, resultando en actividades enzimáticas significativas por unidades de área. El análisis se centra específicamente en la optimización de la desafiante inmovilización de lacasa y en la evaluación de su estabilidad a lo largo del tiempo. En particular, se encontró una actividad óptima de 23 mU/cm al inmovilizar 0.18 mg/cm de lacasa, lo que permite mejores rendimientos, tanto en la salida de voltaje como en la estabilidad electroquímica, y se revela un mecanismo de transferencia de electrones directo para el biocátodo fabricado. Este estudio, por lo tanto, sienta las bases para el desarrollo viable de dispositivos EBC funcionales de bajo costo para aplicaciones biomédicas.