Bifermentinių biokatalizinių nanodarinių sintezė ir tyrimas
Šiame magistro baigiamąjame darbe buvo susintetinta bifermentinė biokatalizinė sistema, kurią sudarė gliukozės dehidrogenazė (GDH), išskirta iš Ewingella americana, lakazė, išskirta iš Didymocrea sp., bei Fe2O3 nanodalelės (MND) ir atlikti šios bifermentinės sistemos katalizinės funkcijos tyrimai. Pirmiausia buvo susintetintos ir charakterizuotos MND. Įvertinti GDH ir lakazės elektrocheminiai aktyvumai ir parodyta, kad fermentų katalizuojamos oksidacijos arba redukcijos reakcijos ant elektrodo paviršiaus yra pagrįstos tiesiogine elektronų pernaša (TEP). Parodytas GDH veikimas pH vertei esant intervale nuo 5 iki 7 ir parinktos pH sąlygos biokatalizinės sistemos tyrimui. Parinktos optimaliausios fermentų imobilizavimo ant MND sąlygos ir sudaryta bifermentinė biokatalizinė sistema ant MND bei nustatyti imobilizuotų fermentų aktyvumai homogeninėje terpėje. Parodytas bifermentinės biokatalizinės sistemos gebėjimas redukuoti deguonį pridėjus GDH substratą. Įrodyta, kad sistema veikia elektronų pernašos per MND principu, kuomet GDH oksiduojama gliukozės reakcija inicijavo lakazės katalizuojamą deguonies redukcijos reakciją bei nustatyta, kad sistemos deguonies suvartojimo greitį limituoja stadija neefektyvi elektronų pernaša per MND. Siekiant padidinti elektronų pernašos efektyvumą sistemoje, parodyta, kad MND paviršiaus padengimas sidabro sluoksniu (AgMND) lemia efektyvią elektronų pernašą tarp GDH ir lakazės, imobilizuotų ant AgMND. Darbo apimtis: 62 p. teksto, 22 paveikslai, 2 lentelės, 72 bibliografiniai šaltiniai.
This master thesis focuses on the synthesis and the investigation of bienzymatic biocatalytic system which contains glucose dehydrogenase (GDH) from Ewingella americana, laccase from Didymocrea sp. and electron transducer - magnetic Fe2O3 nanoparticles (MNP). First, magnetic iron oxide nanoparticles were prepared and characterized. The voltammetric investigations showed that the GDH catalyse oxidation reaction and the laccase catalyse reduction reaction based on the diret electron trasfer (DET). GDH showed enzymatic activity in the pH interval from 5 to 7 and the optimal conditions for bienzymatic system were chosen. Then the bienzymatic biocatalytic system was synthesized and the enzymatic activities of immobilized GDH and laccase were determined in homogeneous medium. It was showed that the laccase catalyse oxygen reduction in the presence of GDH substrate. In the bienzymatic system MNP work as electron transducer and it was determined that oxygen consumption rate in this system is limited by electron transfer through MNP. Due to increase the efficiency of electron transfer in bienzymatic system, silver-coated MNP was used (AgMNP) as electron transducer. It was shown that AgMNP are more effective electron transducer than bare MNP.Thesis consist of: 62 p. of text, 22 pictures, 2 tables, 72 bibliographical entries.