Adsorption properties of BSA and DsRed proteins deposited on thin SiO2 layers: optically non-absorbing versus absorbing proteins
- Others:
- LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
- Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
- Laboratoire de Génie Chimique (LGC) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
- Diélectriques Solides et Fiabilité (LAPLACE-DSF) ; LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
- Matériaux et Procédés Plasmas (LAPLACE-MPP) ; LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Description
Protein adsorption on solid surfaces is of interest for many industrial and biomedical applications, where it represents the conditioning step for micro-organism adhesion and biofilm formation. To understand the driving forces of such an interaction we focus in this paper on the investigation of the adsorption of bovine serum albumin (BSA) (optically non-absorbing, model protein) and DsRed (optically absorbing, naturally fluorescent protein) on silica surfaces. Specifically, we propose synthesis of thin protein layers by means of dip coating of the dielectric surface in protein solutions with different concentrations (0.01–5.0 g l−1). We employed spectroscopic ellipsometry as the most suitable and non-destructive technique for evaluation of the protein layers' thickness and optical properties (refractive index and extinction coefficient)after dehydration, using two different optical models, Cauchy for BSA and Lorentz for DsRed. We demonstrate that the thickness, the optical properties and the wettability of the thin protein layers can be finely controlled by proper tuning of the protein concentration in the solution. These results are correlated with the thin layer morphology, investigated by AFM, FTIR and PL analyses. It is shown that the proteins do not undergo denaturation after dehydration on the silica surface. The proteins arrange themselves in a lace-like network for BSA and in a rod-like structure for DsRed to form mono- and multi-layers, due to different mechanisms driving the organization stage.
Abstract
International audience
Additional details
- URL
- https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01988678
- URN
- urn:oai:HAL:hal-01988678v1
- Origin repository
- UNICA