Imobilizuoto fermento katalizinio aktyvumo tyrimas chemiškai modifikuotose nanostruktūrose

Abstract

Fermento imobilizavimas skirtingo tipo atramose sukuria išsamios analizės reikalaujančią sistemą, kuri gali tiek sustiprinti galutinę imobilizuoto fermento funkciją, tiek lemti visišką aktyvumo praradimą. Baigiamajame magistro darbe nagrinėjama skirtinga paviršiaus chemija pasižyminčių aukso nanodalelių, laisvos gliukozės oksidazės bei aukso nanodalelių ir gliukozės oksidazės nanobiokonjugatų gliukozės oksidacijos reakcijos kinetika. Uv-vis spektrofotometro duomenys atskleidė sėkmingą Citr-AuND modifikaciją PAH ir PAA polielektrolitų sluoksniais bei leido išanalizuoti skirtingų aukso nanodalelių koloidinį stabilumą skirtingomis aplinkos sąlygomis (pH, joninė jėga). Vėliau naudojant chronoamperometrijos metodą tirtas skirtingų aukso nanodalelių nanoziminis aktyvumas priklausomai nuo substrato koncentracijos ir pH ir išryškėjo polielektrolitais modifikuotų aukso nanodalelių tendencija aktyviau katalizuoti reakciją žemo pH sąlygomis. Vis dėlto, šiomis sąlygomis bendras katalizinis aktyvumas vis tiek buvo žemesnis nei nemodifikuotų dalelių. Tiriant nanobiokonjugatus paaiškėjo, kad modifikuotos aukso nanodalelės keičia optimalų imobilizuoto fermento pH ir beveik visais atvejais nanobiokonjugatai yra aktyvesni negu laisvas fermentas. Darbą sudaro šešios dalys: įvadas, literatūros apžvalga, medžiagos ir metodai, rezultatai ir jų aptarimas, išvados ir literatūros šaltiniai. Darbo apimtis – 61 p., 26 paveikslai, 6 lentelės ir 77 bibliografiniai šaltiniai.

Immobilization of the enzyme on different types of supports creates a system, which can both enhance the ultimate function of the immobilized enzyme and lead to a complete loss of activity. Therefore, it requires detailed analysis. The final master's thesis deals with the kinetics of glucose oxidation reaction of gold nanoparticles, free glucose oxidase and gold nanoparticles and glucose oxidase nanobioconjugates with different surface chemistry. UV-vis spectrophotometer data revealed successful modification of Citr-AuND by PAH and PAA polyelectrolyte layers and allowed to analyze colloidal stability of different gold nanoparticles under different environmental conditions (pH, ionic strength). Subsequently, the nanozyme activity of different gold nanoparticles depending on the substrate concentration and pH was investigated using chronoamperometry, and the tendency of polyelectrolyte-modified gold nanoparticles to catalyze the reaction more actively at low pH conditions was revealed. However, under these conditions, the total catalytic activity was still lower than that of the unmodified particles. Studies of nanobioconjugates have shown that the modified gold nanoparticles alter the optimal pH of the immobilized enzyme and nanobioconjugates are in all cases more active than the free enzyme. The final paper consists of six parts: introduction, literature review, materials and methods, results and discussion, conclusions and literature sources. Thesis consists of: 61 pages, 26 figures, 6 tables and 77 bibliographical entries.