journal article·2013-07-23

Cross-linked glucose oxidase clusters for biofuel cell anode catalysts

Jonathan Dudzik, Wen-Chi Chang, A M Kannan, Slawomir Filipek, Sowmya Viswanathan, Pingzuo Li, V Renugopalakrishnan, Gerald F Audette

Biofabrication· Volume 5· Issue 3
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Abstract

The efficient localization of increased levels of active enzymes onto conducting scaffolds is important for the development of enzyme-based biofuel cells. Cross-linked enzyme clusters (CEC) of glucose oxidase (GOx) constrained to functionalized carbon nanotubes (CEC-CNTs) were generated in order to evaluate the potential of using CECs for developing GOx-based bioanodes functioning via direct electron transfer from the GOx active site to the CNT scaffold. CEC-CNTs generated from several weight-to-weight ratios of GOx:CNT were examined for comparable catalytic activity to free GOx into the solution, with CEC-CNTs generated from a 100% GOx solution displaying the greatest enzymatic activity. Scanning transmission electron microscopic analysis of CEC-CNTs generated from 100% GOx to CNT (wt/wt) ratios revealed that CEC clusters of ∼78 µm2 localized to the CNT surface. Electrochemical analysis indicates that the enzyme is engaged in direct electron transfer, and biofuel cells generated using GOx CEC-CNT bioanodes were observed to have a peak power density of ∼180 µW cm(-2). These data indicate that the generation of nano-to-micro-sized active enzyme clusters is an attractive option for the design of enzyme-specific biofuel cell powered implantable devices.
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Research context

OpenAlex topics: Electrochemical sensors and biosensors · Electrochemical Analysis and Applications · Advanced biosensing and bioanalysis techniques

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References (69)

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