Strong and selective adsorption of lysozyme on graphene oxide.
Strong and selective adsorption of lysozyme on graphene oxide.
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DOI：
10.1021/am500254e
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发表时间：
2014-04-23
影响因子：
9.5
通讯作者：
Leblanc, Roger M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li, Shanghao;Mulloor, Jerome J.;Wang, Lingyu;Ji, Yiwen;Mulloor, Catherine J.;Micic, Miodrag;Orbulescu, Jhony;Leblanc, Roger M.
使用氧化石墨烯(GO)的生物传感方法和设备最近被探索用于检测和定量体液样本中的特定生物分子，如唾液、牛奶、尿液和血清。对于实际的诊断学应用，任何传感系统都必须显示不存在对流体基质中丰富蛋白质的非选择性检测。由于溶菌酶是这些体液中的一种丰富的蛋白质(例如，在健康人的乳汁和唾液中发现的溶菌酶约为21.4g/ml和7μg/mL，在白血病、肾脏疾病和结节病患者中发现的溶菌酶超过15甚至100μg/mL)，如果它与GO有很强的相互作用，它可能会干扰检测和定量。因此，在开发基于GO的诊断方法之前，需要解决的一个基本问题是GO与溶菌酶如何相互作用。在这项研究中，GO与溶菌酶有很强的相互作用。这种相互作用是如此强烈，以至于我们能够随后将溶菌酶从水溶液中消除并分离到GO的表面。此外，较强的静电相互作用也使得溶菌酶选择性地吸附在GO上，来自二元和三元蛋白质的混合物。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、荧光光谱和UV-Vis吸收光谱证实了这种选择性。
Biosensing methods and devices using graphene oxide (GO) have recently been explored for detection and quantification of specific biomolecules from body fluid samples, such as saliva, milk, urine, and serum. For a practical diagnostics application, any sensing system must show an absence of nonselective detection of abundant proteins in the fluid matrix. Because lysozyme is an abundant protein in these body fluids (e.g., around 21.4 and 7 μg/mL of lysozyme is found in human milk and saliva from healthy individuals, and more than 15 or even 100 μg/mL in patients suffering from leukemia, renal disease, and sarcoidosis), it may interfere with detections and quantification if it has strong interaction with GO. Therefore, one fundamental question that needs to be addressed before any development of GO based diagnostics method is how GO interacts with lysozyme. In this study, GO has demonstrated a strong interaction with lysozyme. This interaction is so strong that we are able to subsequently eliminate and separate lysozyme from aqueous solution onto the surface of GO. Furthermore, the strong electrostatic interaction also renders the selective adsorption of lysozyme on GO from a mixture of binary and ternary proteins. This selectivity is confirmed by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), fluorescence spectroscopy, and UV–vis absorption spectroscopy.
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