MARC

 008170601s2016        us          esm        001c    eng
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■020    ▼a9781369185669
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI10163925
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■090    ▼a전자도서(박사논문)
■1001  ▼aZhu,  Tao.
■24510▼aSmart  Platform  Development  with  Biomolecules  for  Biotechnological  and  Biomedical  Applications▼h[electronic  resource]▼cZhu,  Tao.
■260    ▼a[Sl]▼bThe  University  of  Arizona▼c2016
■300    ▼a1  online  resource(174  p)
■500    ▼aSource:  Dissertation  Abstracts  International,  Volume:  78-04(E),  Section:  B.
■500    ▼aAdviser:  Roberto  Guzman.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  University  of  Arizona,  2016.
■520    ▼aThe  main  objective  of  this  dissertation  is  the  synthesis  and  study  of  modified  surface  systems  for  the  development  of  bioactive  platforms  and  their  use  in  specific  biotechnological  and  biomedical  applications.  This  work  has  led  to  various  biological  template  development  projects;  all  in  attempts  to  provide  new  surfaces  and  probes  in  nanotechnology.  These  projects  focus  mainly  on  protein  modified  surface  platforms,  liposome  based  spherical  platforms,  and  carbon  nanotubes  based  magnetic  platforms.  The  planar  platforms  include  gold,  silicon  and  aluminum  oxide  surfaces.  Spherical  surfaces  such  as  liposomes  and  nanoparticles  were  also  studied,  and  finally,  surface  modification  was  extended  to  carbon  nanotubes  and  magnetic  nanoparticles.
■520    ▼aIn  this  dissertation,  the  planar  surface  work  focuses  on  demonstrating  the  behavior  of  proteins  at  interfaces  in  terms  of  conformation,  stability  and  activity  (e.g.,  of  avidin,  trypsin  and  antibodies)  using  fluorescence  microscopy.  Different  ligands  were  attached  chemically  on  the  surfaces  to  incorporate  hydrophobic  hydrophilic  and  charged  characteristics.  A  chelating  agent  (iminodiacetic  acid,  IDA),  an  affinity  ligand  (biotin),  and  reactive  groups  (amino  and  carboxylic  groups)  were  covalently  incorporated  onto  the  surfaces.  Proteins  including  myoglobin,  cytochrome  C,  avidin,  trypsin  and  immunoglobulin  G  (IgG)  were  used  in  this  study.  The  results  show  that  proteins  and  ligands  were  successfully  attached  to  different  surfaces.  Protein  adsorption  studies  illustrate  activity  decrease  by  using  fluorescence  intensity.  after  attachment  on  hydrophobic  functionalized  surfaces.
■520    ▼aAlong  the  same  line,  experiments  were  conducted  on  the  comparison  of  silicon  dioxide  and  gold-coated  surfaces  with  immobilized  enzymes,  small  molecules,  and  polymers  for  potential  use  as  biosensors.  Silicon  dioxide  wafers  were  prepared  via  silanization  with  3-aminopropyl  triethoxysilane  (APTES)  followed  by  glutaraldehyde  activation  and,  finally,  protein  and/or  small  ligand  attachment.  Gold-coated  surfaces  were  utilized  for  immobilizations  using  16-mercaptohexadecanoic  acid  (MHA)  which  forms  self-assembled  monolayers  (SAMs)  on  gold  surfaces  followed  by  covalently  attachment  of  proteins.  The  activity  of  trypsin  immobilized  onto  these  surfaces  was  also  measured.  The  silicon  dioxide  wafers  when  modified  first  with  NH2-PEG-NH2  allowed  for  trypsin  a  relatively  higher  activity  with  about  11%  greater  activity  than  when  attached  on  gold  surfaces  and  84%  higher  activity  than  on  bare  silicon  surfaces.  Furthermore,  the  bimolecular  silicon  dioxide  surfaces  were  shown  to  be  much  more  stable  than  the  gold  surfaces.  The  silicon  dioxide  surfaces  with  an  immobilized  reversible  inhibitor,  p-aminobenzamidine  (PAB),  show  to  very  effectively  bind  proteins  from  solution  compared  to  gold  surfaces.
■520    ▼aLiposome  were  studied  because  their  versatility  and  vast  implications  in  bio-sensing  and  drug-delivery  potential.  In  this  work,  liposomes  were  prepared  with  the  phospholipids  1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine  (DMPE),  1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine  (DMPC)  and  cholesterol.  The  amino  groups  of  DMPE  were  then  modified  with  ligands  that  included  iminodiacetic  acid  (IDA),  and  PEG.  These  functionalized  liposomes  were  used  to  prepare  dispersed  gold  "nano-dots"  on  their  surface.  These  novel  functional  liposomes,  with  chelating  ligands  and  polymers  can  be  used  to  bind  biomolecules  and  active  compounds  (nanoparticles  of  gold,  quantum  dots,  drugs)  with  long  stability.  The  results  show  that  we  can  successfully  manufacture  functional  liposomes  and  form  gold  nanoshells  on  their  external  surface.  These  two  types  of  systems  can  be  used  as  drug  delivery,  and  as  imaging  systems.  Their  characterization  and  potential  use  in  biomedical  applications  as  contrast  agents  seems  quite  promising  once  complexity  and  stability  of  these  gold  nanoshells  is  elucidated.
■520    ▼aThe  modification  and  preparation  of  functional-carbon  nanotubes  was  investigated  with  the  chemical  hetero-junction  analysis  between  magnetic  nanoparticles  coated  poly-acrylic  acid  (PAA)  and  multi-wall  carbon  nanotubes  (MWCNTs).  Magnetic  nanoparticles  were  covalently  attached  to  open-ended  nanotubes.  Initial  evidence  suggests  that  short  functionalized  multi-wall  nanotubes  can  be  continuously  connected  at  their  terminal  ends  for  build-up  of  relatively  large  nanostructures  based  on  serial  configurations.  It  is  shown  that  magnetic  carbon  nanotubes  systems  exhibit  defined  arrangements  due  to  the  influence  of  magnetic  fields.  Indeed,  linear  arrays  of  carbon  nanotubes  inter-connected  through  magnetic  nanoparticles  were  prone  to  be  manipulated  in  the  presence  of  a  magnet  device.  A  potential  application  of  these  magnetic  nanostructures  was  shown  by  successfully  manipulating  agarose  beads  in  buffer  solution  as  a  model  system.  These  results  suggest  that  the  use  of  continuously  connected  magnetic  nanostructures  with  non-modified  sidewall  surfaces  will  find  potential  applications  in  the  areas  of  bio-sensing,  force  transduction  and  cancer  screening-manipulation  among  others.
■590    ▼aSchool  code:  0009.
■650  4▼aChemical  engineering
■690    ▼a0542
■71020▼aThe  University  of  Arizona▼bChemical  Engineering.
■7730  ▼tDissertation  Abstracts  International▼g78-04B(E).
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0009
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2016
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T14489352▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a20170404▼f2017

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