清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Influence of Enzyme Quantity and Distribution on the Self-Propulsion of Non-Janus Urease-Powered Micromotors

化学 推进 纳米技术 分子马达 聚苯乙烯 分子 二氧化硅 尿素酶 化学工程 聚合物 材料科学 航空航天工程 有机化学 工程类
作者
Tania Patiño,Natàlia Feiner‐Gracia,Xavier Arqué,Albert Miguel‐López,Anita Jannasch,Tom Stumpp,Erik Schäffer,Lorenzo Albertazzi,Samuel Sánchez
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:140 (25): 7896-7903 被引量:193
标识
DOI:10.1021/jacs.8b03460
摘要

The use of enzyme catalysis to power micro- and nanomachines offers unique features such as biocompatibility, versatility, and fuel bioavailability. Yet, the key parameters underlying the motion behavior of enzyme-powered motors are not completely understood. Here, we investigate the role of enzyme distribution and quantity on the generation of active motion. Two different micromotor architectures based on either polystyrene (PS) or polystyrene coated with a rough silicon dioxide shell (PS@SiO2) were explored. A directional propulsion with higher speed was observed for PS@SiO2 motors when compared to their PS counterparts. We made use of stochastically optical reconstruction microscopy (STORM) to precisely detect single urease molecules conjugated to the micromotors surface with a high spatial resolution. An asymmetric distribution of enzymes around the micromotor surface was observed for both PS and PS@SiO2 architectures, indicating that the enzyme distribution was not the only parameter affecting the motion behavior. We quantified the number of enzymes present on the micromotor surface and observed a 10-fold increase in the number of urease molecules for PS@SiO2 motors compared to PS-based micromotors. To further investigate the number of enzymes required to generate a self-propulsion, PS@SiO2 particles were functionalized with varying amounts of urease molecules and the resulting speed and propulsive force were measured by optical tracking and optical tweezers, respectively. Surprisingly, both speed and force depended in a nonlinear fashion on the enzyme coverage. To break symmetry for active propulsion, we found that a certain threshold number of enzymes molecules per micromotor was necessary, indicating that activity may be due to a critical phenomenon. Taken together, these results provide new insights into the design features of micro/nanomotors to ensure an efficient development.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
可夫司机完成签到 ,获得积分10
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
乐乐完成签到 ,获得积分10
28秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
30秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
43秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
55秒前
huanghe完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
Sso完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
无花果应助快乐的睫毛采纳,获得10
1分钟前
Ashao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
所得皆所愿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
房天川完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
葛力发布了新的文献求助30
2分钟前
2分钟前
2分钟前
内啡呔完成签到,获得积分10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
粗心的飞槐完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
FashionBoy应助内啡呔采纳,获得10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
坚强白凝发布了新的文献求助10
2分钟前
龙猫爱看书完成签到,获得积分10
2分钟前
英俊的铭应助坚强白凝采纳,获得10
2分钟前
上官若男应助坚强白凝采纳,获得10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
YY完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
3分钟前
future完成签到 ,获得积分10
3分钟前
睿睿斌斌完成签到,获得积分10
3分钟前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
ALUMINUM STANDARDS AND DATA 500
Walter Gilbert: Selected Works 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3666414
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3225448
关于积分的说明 9763022
捐赠科研通 2935282
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1607589
邀请新用户注册赠送积分活动 759266
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 735188