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Ultra‐High‐Throughput Discovery of Multifunctional Polyphenolic Coatings on Droplet Microarrays

Widyaya, Vania Tanda ORCID iD icon 1; Gómez, Joaquín E. Urrutia ORCID iD icon 2; Reuß, Paul; Welle, Alexander ORCID iD icon 3,4; Gattung, Rolf A.; Mayer, Jana; Krolla, Peter 3; Reischl, Markus ORCID iD icon 2; Friederich, Pascal ORCID iD icon 5; Popova, Anna A. 1; Schwartz, Thomas 3; Levkin, Pavel A. ORCID iD icon 6
1 Institut für Biologische und Chemische Systeme (IBCS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Automation und angewandte Informatik (IAI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMF), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
5 Institut für Theoretische Informatik (ITI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
6 Institut für Organische Chemie (IOC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

The rapid discovery of functional coatings is vital for advancing technologies in healthcare, energy, and environmental protection, yet it remains limited by the lack of scalable high-throughput (HT) methods. Here, an ultra-high-throughput (UHT) combinatorial strategy is introduced for the miniaturized synthesis and screening of polyamine-polyphenolic (PaPp) coatings (formed in Tris buffer) using droplet microarrays (DMA). Approximately 30 000 coatings were generated from binary and ternary combinations of 51 polyphenols (Pp) and 12 polyamines (Pa), each produced in 160 nL volumes (<5 mL total reagent use), enabling the rapid identification of hundreds of previously unknown functional materials, including over 225 fluorescent coatings and more than 100 redox-active, metal-reducing surfaces. Antibacterial screening uncovered seven coatings with reproducible activity against Pseudomonas aeruginosa, and subsequent validation on macroscale substrates confirmed up to <1-log colony-forming unit (CFU) reduction against P. aeruginosa and E. coli. Importantly, five coatings exhibited multiple functionalities, combining surface stability, intrinsic fluorescence, metal-reducing activity, antibacterial effects, and compatibility with adherent human cells. ... mehr


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000194404
Veröffentlicht am 17.06.2026
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1002/adma.73612
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Automation und angewandte Informatik (IAI)
Institut für Biologische und Chemische Systeme (IBCS)
Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG)
Institut für Organische Chemie (IOC)
Institut für Theoretische Informatik (ITI)
Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMF)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2026
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0935-9648, 1521-4095
KITopen-ID: 1000194404
Erschienen in Advanced Materials
Verlag John Wiley and Sons
Seiten Art.-Nr.: e73612
Vorab online veröffentlicht am 11.06.2026
Schlagwörter 2025-034-032386 ToF-SIMS
Nachgewiesen in OpenAlex
KIT – Die Universität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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