Covalent functionalization of graphene oxide with proteins

Pro gradu -tutkielman kirjallisuusosassa perehdyttiin menetelmiin, jotka voisivat soveltua proteiinien kiinnittämiseen grafeenioksidin pintaan kovalenttisen sitoutumisen kautta. Kokeellisessa osassa oli tavoitteena kiinnittää linkkerimolekyylien avulla piparjuuriperoksidaasi (HRP) -entsyymimolekyylejä laserilla hapetetun grafeenin pintaan. Alustavissa kokeissa testattiin kahta menetelmää HRP:n kiinnittämiseksi grafeenioksidihiutaleisiin. Menetelmät erosivat käytettyjen linkkerimolekyylien suhteen. Ensimmäisessä menetelmässä käytettiin glutaraldehydiä ja toisessa APTES:sta ja glutaraldehydistä muodostuvaa linkkeriä. Termogravimetrinen analyysi ja FTIR-mittausten tulokset viittasivat kovalenttisten sidosten muodostumiseen grafeenioksidin ja linkkerien sekä linkkerien ja HRP:n välille. Glutaraldehydiin perustuva menetelmä valittiin varsinaiseen kokeeseen, jossa käytettiin laserilla käsiteltyä grafeenipohjaista mikrosirua. Mikrosirusta otetuista AFM-kuvista havaittiin kohonneita viivamaisia ja pistemäisiä rakenteita funktionalisoinnin jälkeen, joiden pääteltiin olevan glutaraldehydiketjuja ja HRP-proteiinimolekyylejä. Mikrosirun hapetetuista alueista mitatut Raman-spketrit viittasivat muutoksiin hapetetun grafeenin elektronirakenteessa: D-, G- ja 2D-vöiden Raman-siirtymät pienenenivät ja D-vyön pinta-ala kasvoi funktionalisoinnin jälkeen. Muutosten pääteltiin johtuvan grafeenioksidin ja linkkerien tai HRP:n välisistä vuorovaikutuksista. Tulosten perusteella ei kuitenkaan voitu varmistaa HRP:n kovalenttista kiinnittymistä mikrosirun grafeenioksidipintaan glutaraldehydin välityksellä.