Oxygen cathode based on a layer-by-layer self-assembled laccase and osmium redox mediator

Authors
Szamocki, R.; Flexer, Victoria; Levin, Laura Noemí; Forchiasin, F.; Calvo, Ernesto Julio
Publication Year
2008
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
Trametes trogii laccase has been studied as biocatalyst for the oxygen electro-reduction in three different systems: (i) soluble laccase was studied in solution; (ii) an enzyme monolayer was tethered to a gold surface by dithiobis N-succinimidyl propionate (DTSP), with a soluble osmium pyridine-bipyridine redox mediator in both cases. The third case (iii) consisted in the sequential immobilization of laccase and the osmium complex derivatized poly(allylamine) self-assembled layer-by-layer (LbL) on mercaptopropane sulfonate modified gold to produce an all integrated and
wired enzymatic oxygen cathode. The polycation was the same osmium complex covalently bound to poly-(ally-lamine) backbone (PAH-Os), the polyanion was the enzyme adsorbed from a solution of a suitable pH so that the protein carries a net negative charge. The adsorption of laccase was studied by monitoring the mass uptake with a quartz crystal microbalance and the oxygen reduction electrocatalysis was studied by linear scan voltammetry. While for the three cases, oxygen electrocatalysis mediated by the osmium complex was observed, for tethered laccase direct electron transfer in the absence of redox mediator was also apparent but no electrocatalysis for the oxygen reduction was recorded in the absence of mediator in solution. For the fully integrated LbL self-assembled laccase and redox mediator (case iii) a catalytic reduction of oxygen could be recorded a different oxygen partial pressures and different electrolyte pH. The tolerance of the reaction to methanol and chloride was also investigated.
Fil: Szamocki, R.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Flexer, Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Levin, Laura Noemí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Micología y Botánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Micología y Botánica; Argentina
Fil: Forchiasin, F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Micología y Botánica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Micología y Botánica; Argentina
Fil: Calvo, Ernesto Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Subject
Laccase
Oxygen reducing cathode
Electrocatalysis
Layer-by-layer self-assembly
Redox polymers
Otras Ciencias Químicas
Ciencias Químicas
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Access level
Open access
License
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repository
CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identifier
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/27344