チオールゴールド相互作用を介したレプリカ成形チオール - エンマイクロピラーリアクター上のタンパク質分解酵素の固定化

マイクロ流体固定化酵素反応器（IMER）の実装のために、秩序化された高アスペクト比、チオール - エンマイクロピラーアレイの迅速なレプリカモールディングを導入します。肉体測定外チオール - エン組成の遊離表面チオールの豊富さを利用することにより、金ナノ粒子（GNP）とタンパク質分解α-カミトリプシン（CHT）を使用して、天然のチオール - エンマイクロピラーをThiol-Gold相互作用を介して機能化することができました。マイクロピラーアレイは、Phyol-ene-ene Curingを光検証剤なしで促進するPDMSソフトリソグラフィを介して複製され、したがって表面化学物質（遊離表面チオールの数）に対する単純な結合と良好な制御を促進しました。チオールゴールド相互作用の特異性は、モデル反応としてブラジキニン加水分解を使用して、異なる流量と反応温度でのアリルが豊富なチオール - エン表面と、異なる流量と反応温度でのCHTイメルの堅牢性を介して実証されました。製品変換率は、流量の低下（滞留時間の増加）の関数として、およびIMERを生理学的温度に加熱する機能として増加することが示されました。GNPによるマイクロピラーアレイへの効果的な酵素固定化により、ブラジキニン加水分解生成物の質量分析検出の前に反応溶液のさらなる精製は必要ありませんでした。IMERの活動は少なくとも1.5時間安定したままであり（継続的な使用）、開発されたプロトコルがプロテオミクス研究のためのIMERテクノロジーの実装に対する堅牢で新しいアプローチを提供する可能性があることを示唆しています。グラフィカルアブストラクト。

We introduce rapid replica molding of ordered, high-aspect-ratio, thiol-ene micropillar arrays for implementation of microfluidic immobilized enzyme reactors (IMERs). By exploiting the abundance of free surface thiols of off-stoichiometric thiol-ene compositions, we were able to functionalize the native thiol-ene micropillars with gold nanoparticles (GNPs) and these with proteolytic α-chymotrypsin (CHT) via thiol-gold interaction. The micropillar arrays were replicated via PDMS soft lithography, which facilitated thiol-ene curing without the photoinitiators, and thus straightforward bonding and good control over the surface chemistry (number of free surface thiols). The specificity of thiol-gold interaction was demonstrated over allyl-rich thiol-ene surfaces and the robustness of the CHT-IMERs at different flow rates and reaction temperatures using bradykinin hydrolysis as the model reaction. The product conversion rate was shown to increase as a function of decreasing flow rate (increasing residence time) and upon heating of the IMER to physiological temperature. Owing to the effective enzyme immobilization onto the micropillar array by GNPs, no further purification of the reaction solution was required prior to mass spectrometric detection of the bradykinin hydrolysis products and no clogging problems, commonly associated with conventional capillary packings, were observed. The activity of the IMER remained stable for at least 1.5 h (continuous use), suggesting that the developed protocol may provide a robust, new approach to implementation of IMER technology for proteomics research. Graphical abstract.