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Las partículas de red mesoporosa-fenólica ordenadas

Zhixing Lin1, Jiajing Zhou1, Christina Cortez-Jugo1

  • 1ARC Centre of Excellence in Convergent Bio-Nano Science and Technology, and Department of Chemical Engineering , The University of Melbourne , Parkville , Victoria 3010 , Australia.

Journal of the American Chemical Society
|December 19, 2019
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Los investigadores desarrollaron un nuevo método de plantilla utilizando cubosomas de polímero para crear partículas metal-fenólicas mesoporosas (meso-MPN). Estas partículas presentan grandes poros, lo que permite una alta carga de proteínas y una mayor actividad enzimática para aplicaciones en catálisis y administración de fármacos.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • Nanotecnología
  • Ingeniería Química

Sus antecedentes:

  • Las redes metal-orgánicas mesoporosas son valiosas para el almacenamiento de gases, las separaciones, la catálisis y la administración de medicamentos.
  • La síntesis de redes con grandes mesocanales ordenados (>20 nm) para aplicaciones de macromoléculas sigue siendo un desafío significativo.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar una nueva estrategia para la síntesis de partículas metálicas-fenólicas mesoporosas ordenadas con grandes mesocanales.
  • Para demostrar la capacidad de estas partículas para una alta carga de proteínas y una mayor actividad enzimática.

Principales métodos:

  • Se utilizaron cubosomas de polímero de red cúbica doble de sacrificio (Im3̅m) como plantillas.
  • Partículas metálicas-fenólicas ordenadas sintetizadas (meso-MPN) con una red cúbica única de gran poro (Pm3̅m, ~ 40 nm).
  • Carga proteica estudiada (HRP, hemoglobina, IgG, GOx) y retención de la actividad enzimática (HRP, GOx).

Principales resultados:

  • Se obtienen cargas de proteínas altas, por ejemplo, 362 mg g-1 para la glucosa oxidasa (GOx), ~6 veces más altas que el SiO2 comercial.
  • Se ha demostrado una alta actividad retenida para la peroxidasa de rábano picante (HRP) (~82%) con una excelente reciclabilidad (pérdida mínima de actividad del 13% en cinco ciclos).
  • La capacidad de carga de proteínas es superior a las partículas comerciales de SiO2 con tamaños de poro similares.

Conclusiones:

  • La estrategia de plantilla de cubosomas produjo con éxito partículas meso-MPN con grandes mesocanales adecuados para la encapsulación de macromoléculas.
  • Estas partículas meso-MPN ofrecen ventajas significativas en cuanto a la capacidad de carga de proteínas y la estabilidad/reciclabilidad de las enzimas en comparación con los materiales existentes.
  • El enfoque es versátil, lo que permite el diseño de varias partículas meso-MPN utilizando polifenoles y iones metálicos abundantes para diversas aplicaciones.