在名义单层石墨烯氧化物膜上调整结构缺陷,用于生物分子的选择性分离
Dinesh K Behera1, Bratin Sengupta1, Fanglei Zhou2
1Department of Chemical and Biological Engineering and RENEW Institute, The State University of New York, University at Buffalo, Buffalo, New York 14260, United States.
ACS applied materials & interfaces
|June 21, 2023
概括
研究人员开发了一种新的方法来制造超薄的氧化石墨烯 (GO) 膜. 这些膜有效地通过控制结构缺陷来分离类似大小的蛋白质,从而推进了分离技术.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 二维 (2D) 材料为制造超薄,高通量分离膜提供了潜力.
- 石墨烯氧化物 (GO) 因其水友性和功能性而被广泛研究用于膜应用.
- 创建利用结构缺陷进行分子透的单层GO膜仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 优化用于制造名义单层 (NSL) 石墨烯氧化物膜的沉积方法.
- 为了利用GO片中的结构缺陷作为分子运输的主要途径.
- 为了证明NSL GO膜对蛋白质混合物的可调节分离能力.
主要方法:
- 使用顺序涂层方法来沉积NSL GO膜,最小的GO片叠加.
- 使用氧气等离子蚀刻来调整GO膜内的结构缺陷的大小.
- 用牛血清白蛋白 (BSA),酶和免疫球蛋白G (IgG) 等模型蛋白来评估制造膜的分离性能.
主要成果:
- 该研究成功制造了NSL GO膜,其中结构缺陷成为主要的运输途径.
- 通过精确调整结构缺陷大小来实现不同模型蛋白的有效排斥.
- 类似大小的蛋白质 (肌红蛋白和酶) 用约6和92%纯度的分离因子分离.
结论:
- 优化的沉积方法可以制造具有可控制结构缺陷的NSL GO膜.
- 这些膜显示可调节的孔径大小,可有效分离具有挑战性的分子混合物.
- 这些发现为在制造用于生物技术应用的先进膜中使用GO片提供了新的可能性.
