リドックスセンターをポリマー背骨に結合する長い鎖は,酵素"ワイリング"ヒドロゲルにおける電子輸送を強化する

科学分野:

• 電気化学 電気化学について
• ポリマーサイエンスの科学
• バイオマテリアル バイオマテリアル

背景:

• レドックスヒドロゲルは,電気化学アプリケーションにおいて極めて重要です.
• 電子拡散と酵素相互作用の改善は,効率性の鍵です.
• オスミウムベースのリドックスセンターは,調節可能な電気化学的特性を提供します.

研究 の 目的:

• 強化された表面電子拡散係数 (D(app)) を有するリドックスヒドロゲルを開発する.
• 電子伝送効率に対するテザー長さの影響を調査する.
• 酵素改変ヒドロゲルを用いて,グルコースの電酸化を改善する.

主な方法:

• 長いスペーサーアームを持つクロスリンクされたリドックスポリマーの合成.
• Tris-dialkylated N,N'-biimidazole Os(2+/3+) コンプレックスをポリマー骨格に結合する.
• ハイドロゲルの電気化学的特徴,D ((app) を含む) および電流密度測定.

主要な成果:

• 表面電子拡散係数 (D(app)) を取得した (5.8 +/- 0.5) x 10(-6) cm(2) s(-1),これは以前のヒドロゲルよりも数桁高い数値です.
• 長く柔軟なテザーにより,グルコース酸化酵素から効率的な電子収集が実証されています.
• -0.36V対Ag/AgClでグルコースの効率的な電酸化を観察し, -0.1V対Ag/AgClで極限電流密度1.15mAcm (−2) を観測した.

結論:

• 長いスペーサーアームを通したレドックスセンターのテッティングは,ヒドロゲル内の電子拡散を大幅に強化します.
• 新しく開発されたOs(2+/3+) 複合的で柔軟なテザーは,高効率の酵素媒介による電解を可能にします.
• この高度なリドックスヒドロゲルは,電気化学バイオセンサやバイオ燃料電池の大きな可能性を秘めています.