可打印的水凝阵列用于便携式和高通量剪切介导测定
Xuan Luo1, Wenjin Xing1, Iliana Delcheva1
1Flinders Institute for Nanoscale Science and Technology, College of Science and Engineering, Flinders University, Adelaide, South Australia 5042, Australia.
ACS applied materials & interfaces
|June 20, 2023
概括
一种新的便携式流体装置 (P-VFD) 通过克服水凝中的缓慢溶液扩散来增强生物催化反应. 这种平台可以加快反应速度的六倍以上,使得检测速率能够快速检测,而不会损坏水凝矩阵.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 水凝在生物催化剂中常见地捕获生物分子,但由于溶液扩散缓慢而受到影响.
- 传统的混合方法可能会损坏水凝结构,阻碍有效的反应.
研究的目的:
- 开发一个剪压介导平台,便携式流体装置 (P-VFD),以克服基于水凝的生物催化剂的扩散限制.
- 创建一个强大的水凝基板系统,以提高反应速度和稳定的生物分子捕获.
主要方法:
- 设计了一种便携式旋流流体装置 (P-VFD),将氧涂层的聚乙烯 (POx-PVC) 膜与共聚结合的聚烯胺和酸盐 (PAAm/Alg-Ca2+) 水凝结合在一起.
- 在POx-PVC薄膜上使用斑点机打印了水凝阵列,实现了高粘附能.
- 使用P-VFD平台进行生物催化反应,评估剪切应力下的反应速度和水凝稳定性.
主要成果:
- PAAm/Alg-Ca2+水凝阵列表现出对POx-PVC基板的强附着性,附着能量高达25.4 J/m2.
- 像 streptavidin-horseradish过氧化酶这样的生物分子被有效地陷入了耐剪压的水凝阵列中.
- 与简单化相比,P-VFD平台促进了反应速率增加超过6倍,这是由于克服了扩散极限.
结论:
- 开发的P-VFD平台有效地克服了基于水凝的生物催化剂的扩散限制.
- 该系统能够快速检测试剂和有效的生物催化反应,而不会损害水凝的完整性.
- 耐剪应力水凝阵列和稳定的基板为先进的生物催化应用提供了有前途的解决方案.
