Show simple item record

Nanobiokatalizatori za biogorivne ćelije i biosenzorne sisteme

dc.creatorProdanović, Radivoje
dc.creatorGavrović-Jankulović, Marija
dc.creatorKovačević, Gordana
dc.creatorBlažić, Marija
dc.creatorProdanović, Olivera
dc.creatorOstafe, Raluca
dc.date.accessioned2018-11-22T00:17:46Z
dc.date.available2018-11-22T00:17:46Z
dc.date.issued2011
dc.identifier.issn0042-8469
dc.identifier.urihttp://cherry.chem.bg.ac.rs/handle/123456789/135
dc.description.abstractThis overview summarizes the application of enzymes in the manufacture and design of biofuel cells and biosensors. The emphasis will be put on the protein engineering techniques used for improving the properties of enzymes such as nanobiocatalysts, e.g. immobilization orientation, stability, activity and efficiency of electron transfer between immobilized enzymes and electrodes. Some possible applications in the military and some future designs of these electric devices will be discussed as well.en
dc.description.abstractU ovom preglednom članku je sumirana primena enzima u proizvodnji i dizajnu biogorivnih ćelija i biosenzora. Naglasak u pregledu literature je stavljen na tehnike proteinskog inžinjeringa, koje se koriste za poboljšanje osobina enzima u nanobiokatalizatorima kao što su orijentacija kod imobilizacije, stabilnost, aktivnost i efikasnost transfera elektrona između imobilizovanog enzima i elektrode. Na kraju pregleda je dato nekoliko primera moguće primene u vojsci. Nanobiokatalizatori su biokatalizatori u obliku enzima ili ćelija imobilizovani na nanomaterijalima. Koriste se kao sastavni elementi gorivnih ćelija u vidu imobilizovanih oksidoreduktaza na elektrodama. Na anodi se uz pomoć enzima oksiduju hemijska jedinjenja i elektroni predaju elektrodi, dok se na katodi elektroni uz pomoć druge oksidoreduktaze prebacuju sa elektrode na vodu ili kiseonik. Enzimi koji se koriste na anodi su glukoza oksidaza, formaldehid dehidrogenaza, alkohol dehidrogenaza i druge oksidaze šećera. Na katodi se uglavnom koriste lakaze, bilirubin oksidaza, peroksidaze i citohrom c oksidaza. Zahvaljujući razvoju nanotehnologije razvijaju se i minijaturne biogorivne ćelije koje proizvode električnu energiju za implantirane medicinske uređaje (insulinske pumpe, pejsmejkere, biosenzore) koristeći glukozu i kiseonik iz ljudske krvi. Biosenzori predstavljaju uređaje koji se sastoje iz biološke komponente, transducera i električne komponente. Oni pretvaraju koncen traciju hemijske supstance u električni signal i koriste se za analitiku. Kao biološka komponenta se mogu koristiti enzimi, monoklonska antitela, nukleinske kiseline i lipidi. Enzimska logička kola predstavljaju kombinaciju različitih biosenzora (enzimskih reakcija) koji mere nekoliko ulaznih parametara i na osnovu njih daju odgovarajući izlazni signal. Koristeći znanja kompjuterske tehnologije enzimskim logičkim kolima mogu se simulirati AND, OR, XOR, NOR, NAND, INHIB i XNOR logička kola. Za poboljšanje osobina biokatalizatora u cilju efikasnije primene u bioelektrokatalizi koriste se tehnike proteinskog inžinjeringa kao što su racionalni dizajn i dirigovana evolucija. Dirigovana evolucija koristi iterativne korake mutiranja i selekcije, kako bi biokatalizator evoluirao u pravcu koji nam je potreban. Najsporiji stupanj u ovoj tehnologiji predstavlja 'skrining', te se u novije vreme pomoću protočne citometrije i mikrofluidike pokušavaju razviti nove metode visoko propusnog skrininga. U literaturi opisani primeri dirigovane evolucije glukoza oksidaze, glukoza dehidrogenaze, formaldehid dehidrogenaze, laktat dehidrogenaze, peroksidaze i lakaze. Kombinacijom enzimskih logičkih kola i mikrofluidne tehnologije se pokušavaju napraviti laboratorije na čipu koje bi omogućile kontinuirano praćenje zdravstvenog stanja vojnika na bojnom polju i u slučaju šoka (ranjavanja) primenu odgovarajuće terapije u toku prvih 30 minuta od povrede. To bi obezbedilo veći stepen preživljavanja vojnika u ratu. Takođe upotrebom enzimskih logičkih kola i antitela moguće je postići uskladištenje i šifrovanje informacija, kao i zaštitu lozinkom, odgovarajućih elektronskih uređaja kao što su biogorivne ćelije Razvoj nanotehnologije, proteinskog inžinjeringa i molekularnog računarstva otvara vrata novim mogućnostima u proizvodnji i dizajnu biogorivnih ćelija i bisenzorskih sistema, kao i u skladištenju i zaštiti informacija.sr
dc.relationinfo:eu-repo/grantAgreement/MESTD/Basic Research (BR or ON)/172049/RS//
dc.rightsopenAccess
dc.sourceVojnotehnički glasnik
dc.subjectnanobiotechnologyen
dc.subjectenzyme logical gatesen
dc.subjectdirected evolutionen
dc.subjecthigh throughput screeningen
dc.subjectmicrofluidicsen
dc.subjectglucose oxidaseen
dc.subjectarmyen
dc.subjectcryptographyen
dc.subjectnanobiotehnologijasr
dc.subjectenzimska logička kolasr
dc.subjectdirigovana evolucijasr
dc.subjectvisoko propusni skriningsr
dc.subjectmikrofluidikasr
dc.subjectglukoza oksidazasr
dc.subjectvojskasr
dc.subjectkriptografijasr
dc.titleNanobiocatalysts for biofuel cells and biosensor systemsen
dc.titleNanobiokatalizatori za biogorivne ćelije i biosenzorne sistemesr
dc.typearticle
dc.rights.licenseBY
dc.citation.volume59
dc.citation.issue4
dc.citation.spage79
dc.citation.epage92
dc.identifier.doi10.5937/vojtehg1104079P
dc.citation.other59(4): 79-92
dc.citation.rankM52
dc.type.versionpublishedVersion
dc.identifier.fulltexthttp://cherry.chem.bg.ac.rs/bitstream/id/8498/133.pdf
dc.identifier.rcubKon_15


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record