Immobilisering av peroksidase fra pepperrot på polyuretanmikropartikler syntetisert ved bruk av mikrobølgereaktor

Abstract

Polyuretan (PU) mikropartikler, fra polyvinylalkohol og heksametylendiisocyanat, ble syntetisert med mikrobølgeoppvarming i en Biotage Initiator +, Fourth Generation Microwave Synthesizer. PU mikropartiklene ble bekreftet med IR (Agilent Technologies 5500 Series FT-IR spektrofotometer) og 1H NMR (Bruker Ascend TM 400). Optimal syntese ble funnet til å være 2 minutter ved 170 °C i en 10-20 mL beholder som ga høyeste utbytte. Partikkelstørrelsen ble testet med laserdiffraksjon (masterziser 3000, Aero S) og viste en varierende størrelsesfordeling fra 2 µm til 3080 µm, men de største partiklene ser ut til å være klumping. PU mikropartikler ble modifisert med gull-nanopartikler med absorpsjon. Peroksidase fra pepperrot (HRP) ble immobilisert via adsorpsjon og enzymaktivitet testet med pyrogallol enzymassay. Det ble ikke observert enzymaktivitet. HRP ble immobilisert på PU mikropartikler uten gull-nanopartikler. PU mikropartikler ble syntetisert med varierende forhold PVA:HDI. Forhold på 1:20 ga høyeste immobiliseringsprosent på 80 %. Enzymaktiviteten ble forsøkt testet kvalitativt og kvantitativt. Kvalitativt ble bekreftet på grunnlag av fargeendring med pyrogallol-, amplex red- og ABTS enzymassay. Kvantitativ enzymaktivitet kunne ikke bekreftes. Immobilisert HRP viste aktivitet på grunnlag av fargeendring etter fem kjøringer med ABTS enzymassay. Immobilisering fungerte på opptil 90 dager gamle PU mikropartikler.

Polyurethane (PU) microparticles, from polyvinyl alcohol and hexamethylene diisocyanate, were synthesized with microwave heating employing a Biotage Initiator +, Fourth Generation Microwave Synthesizer. PU microparticles were characterized by IR (Agilent Technologies 5500 Series FT-IR spectrophotometer) and 1H NMR (Bruker Ascend TM 400). Optimal conditions were found to be 2 min at 170 °C in a 10-20 mL container. Particle size were determined with laser diffraction (masterziser 3000, Aero S) and showed that the microparticles consist of particles with varying size distribution between 2 µm and 3080 µm. The larger particles are probably due to particle clumping. PU microparticles were modified with gold nanoparticles with absorption. Horseradish peroxidase (HRP) was immobilized via adsorption. Enzyme activity was not observed. HRP was immobilized onto PU microparticles without gold nanoparticles. The PU microparticles was synthesized using different ratios of PVA:HDI. A ratio of 1:20 gave the highest immobilization with a immobilization yield of 80 %. The enzyme activity was tested both qualitatively and quantitively. Qualitative was confirmed on the basis of color change with pyrogallol, amplex red and 2,2′-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) enzyme assay. Quantitatively this could not be confirmed. Immobilized HRP showed activity after five ABTS enzyme assays. PU microparticles was also shown to be usable, without losing activity, 90 days after synthesis.