Biomimetic Sensors, Catalysts, and Materials: Chemistry at the Bio/Abio Interface

仿生传感器、催化剂和材料:Bio/Abio 界面的化学

基本信息

  • 批准号:
    2203414
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 46.42万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-08-15 至 2025-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

With support from the Macromolecular, Supramolecular and Nanochemistry Program (MSN) in the Division of Chemistry, Professor Lauren Webb of The University of Texas at Austin is combining surface chemical synthesis and advanced chemical analytics tools to study how proteins behave in abiological contexts. Integrating biological molecules into artificial environments allows biologically relevant function to be combined with synthetic materials in order to incorporate, rather than replicate, these capabilities in an artificial context. At this so-called “bio/abio” interface, basic biological functions can be co-opted to detect analytes with exceptional sensitivity or to catalyze the synthesis of useful molecules under environmentally friendly reaction conditions. Professor Webb and her students are addressing the central challenges of preparing and characterizing these systems by combining synthetic and biological chemistry. Their discoveries could lead to new approaches for protein-based sensors, catalysts and biomaterials as they develop characterize, manipulate, and explore an entirely new generation of biologically functional materials. Professor Webb is the State Director of the Welch Summer Scholars Program (WSSP), a 39-year program that provides rising high school students in the state of Texas with an authentic, significant, and meaningful summer residential research experience in the chemical sciences. Broader Impacts activities over the next three years of this proposal will 1) develop an online summer seminar program designed for all Texas high school students and chemistry teachers; and 2) grow a WSSP alumni network for mentoring and career development of the extraordinary alumni base of this program.The long-standing, central challenge to creating biologically-inspired functional devices and materials is to integrate native biomolecular structure, dynamics, and function into an abiological environment; each “bio” and “abio” component carries its own unique set of properties that must interact in an entirely new context. Professor Webb and her students are studying the behavior of biomolecular-material interactions for each individual component to synthesize, characterize, and expand bio/abio science to sensing, catalysis, and synthesis of novel biological materials for a wide variety of potential applications. The students involved in this project will gain a wide range of experience in surface chemical synthesis and a suite of chemical analysis techniques including infrared spectroscopy, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), surface circular dichroism (CD) spectroscopy, neutron reflectometry (NR) and scanning probe microscopy.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
在化学划分中的大分子,超分子和纳米化学计划(MSN)的支持下,德克萨斯大学奥斯汀分校的劳伦·韦伯教授正在将表面化学合成和先进的化学分析工具相结合,以研究蛋白质在替代背景下如何表现蛋白质。将生物分子整合到人造环境中,可以将生物学相关的功能与合成材料结合在一起,以便在人工环境中纳入这些功能而不是复制这些能力。在这种所谓的“ Bio/Abio”界面上,可以选择基本的生物学功能来检测具有特殊敏感性的分析物,或者在环境友好的反应条件下催化有用分子的合成。韦伯教授和她的学生正在通过结合合成和生物化学来准备和表征这些系统的核心挑战。他们的发现可能会导致基于蛋白质的传感器,催化剂和生物材料的新方法,它们的发展为特征,操纵和探索全新的生物学功能材料。 Webb教授是Welch Summer Scholars计划(WSSP)的州总监,这是一项39年的计划,为德克萨斯州的高中生提供了真正,重要且有意义的夏季居民在化学科学方面的研究经验。在本提案的接下来的三年中,更广泛的影响活动将为1)制定专为德克萨斯州所有高中学生和化学老师设计的在线夏季开创性计划; 2)发展该计划的非凡校友基础的WSSP校友网络。建立生物学启发的功能设备和材料的长期以来的核心挑战是将天然生物分子结构,动力学和功能整合到一个无物质环境中;每个“ Bio”和“ Abio”组件都具有自己的独特属性集,必须在全新的上下文中进行交互。 Webb教授和她的学生正在研究每个组件的生物分子物质相互作用的行为,以合成,表征和扩展生物/ABIO科学,以感测,催化和合成新型生物学材料,以构成各种潜在应用。参与该项目的学生将在表面化学合成方面获得广泛的经验,以及一套化学分析技术,包括红外光谱,X射线光电光谱法(XPS),表面循环二色症(CD)光谱谱,中子反射仪(NR)和扫描探针微观的依据。优点和更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Acetylcholinesterase Adsorption on Modified Gold: Effect of Surface Chemistry on Enzyme Binding and Activity
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.3c00648
  • 发表时间:
    2023-07-13
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Correira,Joshua M.;Madeksho,Diane E.;Webb,Lauren J.
  • 通讯作者:
    Webb,Lauren J.
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  • DOI:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ying Zhang;Sonal P Sheth;Amanda Weidner;Patricia Egwuatu;Lauren Webb;G. Shih
  • 通讯作者:
    G. Shih
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Katherine S. Ong;K. Kinnett;Rieza H. Soelaeman;Lauren Webb;J. S. Bain;Ann S. Martin;C. Westfield;J. Bolen;N. Street
  • 通讯作者:
    N. Street
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  • 发表时间:
    2024-04-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Naba Farooqui;Andrew Williams;Lauren Webb;Eugene Scharf
  • 通讯作者:
    Eugene Scharf

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