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基于金纳米簇和多肽薄膜电极构筑生物计算体系
Biocomputing System Based on Gold Nanoclusters and Polypeptide Film Electrodes
【Author】 Jiaxuan Li;Hongyun Liu;College of Chemistry,Beijing Normal University;
【机构】 北京师范大学化学学院;
【摘要】 生物分子逻辑,也被称为生物计算,是以酶、DNA/RNA和细胞等生命物质为计算单元,模拟真实的生化反应的一类分子计算,在药物释放、生物传感、生物燃料电池等领域具有良好的应用前景[1,2]。生物计算面临的一个挑战是如何提高单一操作平台的多重复杂计算能力和信息存储容量。本工作中采用金纳米簇(AuNCs)、辣根过氧化物酶(HRP)以及9-芴甲氧羰基二苯丙氨酸(Fmoc-FF)二肽在聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)修饰的氧化铟锡(ITO)电极表面自组装形成PDDA/Fmoc-FF/AuNCs/HRP薄膜电极。该薄膜电极具有多重刺激与信号响应的关联性质。如Fmoc-FF的自组装结构受溶液中pH、Cu2+调节,进而影响薄膜电极的电流信号;AuNCs的荧光信号会被Cu2+、H2O2猝灭。因此PDDA/Fmoc-FF/AuNCs/HRP薄膜电极具有pH、Cu2+和H2O2敏感的电流(I)和荧光(FL)信号响应行为,结合HRP对底物H2O2的生物电催化性质,可以构筑多输入多输出的复杂逻辑门与多种逻辑功能器件。本研究为设计复杂生物计算体系提供新的思路。
【Abstract】 A flexible biocalculation system was constructed based on self-assembled dipeptides,gold nanocluster films and immobilized horseradish peroxidase on ITO electrodes.The switchable currents and fluorescent signals were intimately connected to the bioelectrocatalysis of enzyme,which were further used to build complicate biologic networks.
- 【会议录名称】 中国化学会第十四届全国电分析化学学术会议会议论文集(第三分册)
- 【会议名称】中国化学会第十四届全国电分析化学学术会议
- 【会议时间】2020-11-26
- 【会议地点】中国江苏南京
- 【分类号】Q811.4;O657.1
- 【主办单位】中国化学会(Chinese Chemical Society)、中国仪器仪表学会