@article{TanneKracherDietzeletal.2014, author = {Tanne, Johannes and Kracher, Daniel and Dietzel, Birgit and Schulz, Burkhard and Ludwig, Roland and Lisdat, Fred and Scheller, Frieder W. and Bier, Frank Fabian}, title = {Carboxylated or Aminated Polyaniline—Multiwalled Carbon Nanotubes Nanohybrids for Immobilization of Cellobiose Dehydrogenase on Gold Electrodes}, series = {Biosensors}, volume = {4}, journal = {Biosensors}, number = {4}, issn = {2079-6374}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-5826}, pages = {370 -- 386}, year = {2014}, abstract = {Polymer-multiwalled carbon nanotube (MWCNT) nanohybrids, which differ in surface charge have been synthesized to study the bioelectrocatalysis of adsorbed cellobiose dehydrogenase (CDH) from Phanerochaete sordida on gold electrodes. To obtain negatively charged nanohybrids, poly(3-amino-4-methoxybenzoic acid-co-aniline) (P(AMB-A)) was covalently linked to the surface of MWCNTs while modification with p-phenylenediamine (PDA) converted the COOH-groups to positively charged amino groups. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) measurements verified the p-phenylenediamine (PDA) modification of the polymer-CNT nanohybrids. The positively charged nanohybrid MWCNT-P(AMB-A)-PDA promoted direct electron transfer (DET) of CDH to the electrode and bioelectrocatalysis of lactose was observed. Amperometric measurements gave an electrochemical response with KMapp = 8.89 mM and a current density of 410 nA/cm2 (15 mM lactose). The catalytic response was tested at pH 3.5 and 4.5. Interference by ascorbic acid was not observed. The study proves that DET between the MWCNT-P(AMB-A)-PDA nanohybrids and CDH is efficient and allows the sensorial detection of lactose.}, language = {en} } @misc{GladischSarauliSchaeferetal.2016, author = {Gladisch, Johannes and Sarauli, David and Sch{\"a}fer, Daniel and Dietzel, Birgit and Schulz, Burkhard and Lisdat, Fred}, title = {Elektrogesponnene Polymerfasern als neuartiges Material f{\"u}r die Bioelektrokatalyse des Enzyms Pyrrolochinolinchinon-abh{\"a}ngige Glucosedehydrogenase}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2016}, volume = {20}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2016}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2016_1_2}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-5293}, pages = {15 -- 21}, year = {2016}, abstract = {Es wurde ein dreidimensionales Polymerfasernetzwerk aufgebaut, charakterisiert und anschließend daran das Enzym Pyrrolochinolinchinon-abh{\"a}ngige Glukosedehydrogenase (PQQ)GDH gebunden. Das Polymerfasernetzwerk wurde durch Elektrospinnen einer Mischung des Polymers Polyacrylnitril und verschiedener leitf{\"a}higer Polymere der Polyanilin-Familie auf Indium-Zinn-Oxid-Elektroden aufgebracht. Die so hergestellten Fasermatten erwiesen sich bei mikroskopischen Untersuchungen gleichf{\"o}rmig pr{\"a}pariert und die Faserdurchmesser bewegten sich im Bereich weniger hundert Nanometer. Das Redoxpaar Kaliumhexacyanoferrat (II/III) zeigte an diesen Polymer-Elektrodenstrukturen eine quasi-reversible Elektrochemie. Bei weitergehenden Untersuchungen an den enzymmodifizierten Fasern ((PQQ)GDH) konnten unter Substratzugabe (Glukose) bioelektrokatalytische Str{\"o}me nachgewiesen werden. Das Fasernetzwerk fungiert hier nicht nur als Immobilisierungsmatrix, sondern als auch als Teil des Signalwandlers.}, language = {de} } @article{GladischSarauliSchaeferetal.2016, author = {Gladisch, Johannes and Sarauli, David and Sch{\"a}fer, Daniel and Dietzel, Birgit and Schulz, Burkhard and Lisdat, Fred}, title = {Towards a novel bioelectrocatalytic platform based on "wiring" of pyrroloquinoline quinone-dependent glucose dehydrogenase with an electrospun conductive polymeric fiber architecture}, series = {Scientific Reports}, volume = {6}, journal = {Scientific Reports}, issn = {2045-2322}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-5846}, pages = {10}, year = {2016}, abstract = {Electrospinning is known as a fabrication technique for electrode architectures that serve as immobilization matrices for biomolecules. The current work demonstrates a novel approach to construct a conductive polymeric platform, capable not only of immobilization, but also of electrical connection of the biomolecule with the electrode. It is produced upon electrospinning from mixtures of three different highly conductive sulfonated polyanilines and polyacrylonitrile on ITO electrodes. The resulting fiber mats are with a well-retained conductivity. After coupling the enzyme pyrroloquinoline quinone-dependent glucose dehydrogenase (PQQ-GDH) to polymeric structures and addition of the substrate glucose an efficient bioelectrocatalysis is demonstrated. Depending on the choice of the sulfonated polyanilline mediatorless bioelectrocatalysis starts at low potentials; no large overpotential is needed to drive the reaction. Thus, the electrospun conductive immobilization matrix acts here as a transducing element, representing a promising strategy to use 3D polymeric scaffolds as wiring agents for active enzymes. In addition, the mild and well reproducible fabrication process and the active role of the polymer film in withdrawing electrons from the reduced PQQ-GDH lead to a system with high stability. This could provide access to a larger group of enzymes for bioelectrochemical applications including biosensors and biofuel cells.}, language = {en} } @misc{SarauliXuDietzeletal.2014, author = {Sarauli, David and Xu, Chenggang and Dietzel, Birgit and Schulz, Burkhard and Lisdat, Fred}, title = {Effekt unterschiedlich substituierter sulfonierter Polyaniline auf den Elektronentransfer mit pyrrolochinolinchinonabh{\"a}ngiger Glukosehydrogenase}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2014}, volume = {18}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2014}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2014_1_1}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-3285}, pages = {7 -- 15}, year = {2014}, abstract = {Sulfonierte Polyaniline erwiesen sich bereits als geeignete Polymere f{\"u}r den Aufbau von Biosensoren. Aus diesem Grund setzten wir unterschiedlich substituierte Polymerformen f{\"u}r die Untersuchungen der direkten Elektronen{\"u}bertragung zum Redoxenzym PQQ-GDH (Pyrrolochinolinchinon-abh{\"a}ngige Glukosedehydrogenase) ein. Daf{\"u}r wurden zuerst neue Copolymere synthetisiert. Als Basis f{\"u}r die Synthesen wurden 2-Methoxyanilin-5-Sulfons{\"a}ure (MAS), 3-Aminobenzensulfons{\"a}ure (ABS), 3-Aminobenzoes{\"a}ure (AB) und Anilin (AN) ausgew{\"a}hlt und deren Verh{\"a}ltnisse variiert. Alle Copolymere wurden hinsichtlich der direkten Reaktion mit PQQ-GDH untersucht. Diese Wechselwirkung wurde zun{\"a}chst in L{\"o}sung, anschließend auch auf Elektroden beobachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass nur die aus MAS- und AN-Einheiten bestehenden Copolymere in der Lage sind, mit dem Enzym in L{\"o}sung direkt zu interagieren, was wahrscheinlich dem Emeraldin Salz (ES) Redoxzustand des Polymers zuzuschreiben ist. Immobilisiert man die Polymere und das Enzym auf Kohlenstoffnanor{\"o}hrenbasierten Elektroden, generiert man direkte Bioelektrokatalyse auch im Falle der aus ABS/AB- und MAS/AB-Einheiten bestehenden Copolymere, die sich nach der Synthese im Pernigranilin Base (PB) Redoxzustand befinden. Im Gegensatz zur Situation in L{\"o}sung kann auf Elektroden das Potential zus{\"a}tzlich genutzt werden, um Elektronen vom Enzym auf das Polymer zu {\"u}bertragen. Solche Polymerbasierten Enzymelektroden besitzen Anwendungspotential in der Sensorik, aber auch in Biobrennstoffzellen.}, language = {de} }