숫자 가장 105-2221-E-011-008, 부여에서이 작품은 사역의 과학 및 기술, 대만, 중국의 지원 그리고 또한 고급 Connectek 주식 회사, 계약에서 타이 페이, 대만, ROC RD 참고 번호 6749 및 통해 부 참고 번호 011 고 졸업 전자 광학 기술 연구소, 국립 대만 대학의 과학 및 기술.

주의: 라텍스 장갑, 보호 안경, 그리고 실험실 외 투를 사용 하 여 실험을 수행 하기 위한. 때마다 biosafety 내각을 사용 하 여 캐비닛 팬 켜고 캐비닛 문 반 폐쇄 유지.
1입니다. 유리 구슬의 준비
<ol><li>3 m m 직경의 100 유리 구슬 100 mL 실험실 병에 배치 하 고 단단히 뚜껑.</li>
	<li>압력솥 10 분 동안 120 ° C에서 내용.</li>
	<li>실내 온도에 아래로 냉각 하는 biosafety에 병 장 둡니다.</li>
</ol>2. Lysogeny 국물 (파운드)의 준비
<ol><li>디졸브 물 400 mL 500 mL 실험실 병에 파운드-레 녹 스 국물의 파우더 8 g.</li>
	<li>20 분, PTFE 자석 교 반 막대 내용을 저 어 하 고 단단히 모자.</li>
	<li>압력솥 10 분 동안 120 ° C에서 내용.</li>
	<li>실내 온도에 아래로 냉각 하는 biosafety에 솔루션 캐비닛 둡니다.</li>
	<li>8 15 mL 원심 분리기 튜브 biosafety 캐비닛에 (각 12.5 mL) 피 펫, aliquot 국물을 사용합니다.</li>
	<li>약 수 biosafety 내각에서 세 100 mL 실험실 병에 남은 국물 (각 100 mL). 모자 3 병 단단히. 계속 그들에 biosafety 내각.</li>
</ol>3입니다. Shewanella 조류 의 문화
<ol><li>Deep-frozen cryopreserved 긴장을 사용 합니다.</li>
	<li>캐비닛 biosafety에 스테인리스 주걱으로 냉동된 관에서 언된 물자의 1 mL에 밖으로 선택 하 고 준비 단계 3.5에서에서 원심 분리기 튜브에 배치.</li>
	<li>37 ° C 배양 기에서 24 h에 대 한 문화를 품 어.</li>
</ol>4. 파운드-레 녹 스 (Agar와 국물) 접시의 준비
<ol><li>물 100 mL를 100 mL 실험실 병에 파운드-레 녹 스 (agar와 국물)의 2 개의 정제를 분해.</li>
	<li>PTFE 자석 교 반 바 20 분에 대 한 내용을 저 어 하 고 단단히 모자.</li>
	<li>압력솥 10 분 동안 120 ° C에서 내용.</li>
	<li>캐비닛 biosafety에 4 접시, 각각 보장으로 솔루션의 100 mL 손으로 약 수 ~ 25 mL를 받을. 실내 온도에 냉각 솔루션을 둡니다.</li>
</ol>5입니다. 단일 클로 널 박테리아의 준비
<ol><li>Biosafety 내각에서 각각 2.6, #1, #2 및 #3 단계에서 준비 3 병 라벨.</li>
	<li>3.3 병 #1 단계에서 결과 세균 현 탁 액의 0.1 mL 플라스틱 병 모자를 손으로 동종 솔루션 1 분.</li>
	<li>5.2 병 #2 단계에서 결과 세균성 액체의 0.1 mL 플라스틱 병 모자를 손으로 동종 솔루션 1 분.</li>
	<li>5.3 병 #3 단계에서 결과 세균성 액체의 0.1 mL 플라스틱 병 뚜껑 하 고 동종 솔루션을 1 분 동안 그것을 손으로 흔들어.</li>
	<li>준비 단계 4.4, 0.02 mL의 볼륨을 사용 하 여에서 4 페 트리 디쉬에 병 # 3에서에서 액체 플라스틱</li>
	<li>4 페 트리 접시 사용, 각 접시에 4 구슬에 1.3 단계에서 준비 된 유리 구슬을 넣어.</li>
	<li>페 트리 접시의 뚜껑을 닫고 1 분 동안 그들을 손으로 흔들어.</li>
	<li>페 트리 접시를 거꾸로 돌아서 24 h에 대 한 37 ° C 배양 기에서 품 어.</li>
</ol>6입니다. 단일 클로 널 박테리아의 곱셈
<ol><li>7 튜브를 2.5 단계에서 준비를 가져옵니다.</li>
	<li>4 페 트리 요리 단계 5.8 스테인리스 주걱에서에서 준비에서 결과 단일 클로 널 박테리아를 선택 하 고 별도로 7 튜브에 넣어.</li>
	<li>24 h에 대 한 37 ° C 배양 기에서 7 튜브를 둡니다.</li>
	<li>시각적 색도계 메서드를 사용 하는 가장 큰 산란 한 골라 내십시오.</li>
</ol>7. 파운드-레 녹 스 포도 소금으로 국물의 준비
<ol><li>500 mL 실험실 병에 넣어 국물 LB-레 녹 스의 10 g, 10 g의 NaCl, 그리고 포도의 10 g. 볼륨 450 mL에 도달할 때까지 물을 추가 합니다.</li>
	<li>PTFE 자석 교 반 바 20 분에 대 한 내용을 저 어.</li>
	<li>압력솥 10 분 동안 120 ° C에서 내용.</li>
</ol>8입니다. 나트륨 Tungstate의 준비
<ol><li>스테인리스 주걱으로 나트륨 Tungstate 나2화4.2H2O 100 mL 실험실 병으로 16.5 g을 넣어. 볼륨 50 mL에 도달할 때까지 물을 추가 합니다.</li>
	<li>PTFE 자석 교 반 바 20 분에 대 한 내용을 저 어.</li>
	<li>압력솥 10 분 동안 120 ° C에서 내용.</li>
	<li>Biosafety 내각에서 1 µ m의 숨 구멍 진공 유리 섬유 필터를 통해 여과 액을 얻을.</li>
</ol>9. 포도 당, 소금, 및 나트륨 Tungstate 파운드의 준비
<ol><li>캐비닛 biosafety에 포도와 소금 준비 단계 7.3에서에서 솔루션으로 손으로 단계 8.4에서에서 얻은 여과 액을 붓는 다.</li>
	<li>에 biosafety 내각, 피 펫 단계 9.1 10 x 50 mL 원심 분리기 튜브에서에서 500ml 결과 솔루션으로 aliquot.</li>
</ol>10입니다. 박테리아의 문화
<ol><li>Biosafety 내각에서 준비 단계 6.4 및 aliquot에서 그것을 피 펫 10 테스트 튜브 각 튜브 0.05 mL를 받는 단계 9.2에서 준비 하는 액체를 가져옵니다.</li>
	<li>10 튜브 120 h 37 ° C 배양 기에서 품 어.</li>
</ol>11입니다. 공학은 미네랄의 수확
<ol><li>150 W 1 h 단계 9.2 20 KHz에서에서 10 튜브의 각 ultrasonicate.</li>
	<li>2,025 x g 1 h에서 튜브 원심</li>
	<li>튜브는 피 펫에 투명 한 액체를 제거, 물, 추가 하 고 단계 11.1과 11.2 한 번 더 반복.</li>
	<li>튜브는 피 펫에 투명 한 액체를 제거, 알코올, 추가 하 고 150 W 1 h 20 KHz에서 그들을 ultrasonicate.</li>
	<li>2,025 x g 1 h에서 튜브 원심</li>
	<li>11.4-11.5 단계를 반복 하 여 한 번 더</li>
	<li>피 펫; 튜브에 투명 한 액체를 제거 하 여 수확 공학은 미네랄 그 후, 즉시 모든 건조 과정을 실행 하지 않고 튜브 모자.</li>
</ol>12. Pandoraea sp. 와 몰 리브 덴 진동 온도
<ol><li>단계 2, 3, 4, 5, 및 6 Shewanella 조류에서와 같은 방법에 문화 Pandoraea sp. 이 단계의 결과 단계 6.4에 해당합니다.</li>
	<li>나트륨 tungstate 단계 7.1에서에서의 16.5 g의 나트륨 몰 리브 덴, 나2무4 · 12 g으로 대체 한다는 점을 제외 하면 7, 8, 9, 단계에서와 같은 방법에 포도와 소금 파운드 국물 만들기 2 H2o. 이 단계의 결과 단계 9.2에 해당합니다.</li>
	<li>캐비닛 biosafety 인출 액체 준비 단계 12.1, 그리고 aliquot 그것 12.2, 각 단계에서 준비 10 튜브에 피 펫을 받는 0.05 mL 튜브.</li>
	<li>단계 12.3 진동 온도에서 목욕, 12 h에 대 한 지속적인 각 온도와 5 번 25 ° C와 37 ° C 사이 온도 진동 떨고 상호에서 120 h에서에서 10 튜브를 품 어.</li>
</ol>

<ol>
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W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sodium+Tungstate+and+Sodium+Molybdate+Hollow+Microspheres+Biologically+Controlled+Mineralization+in+Prokaryotes.">Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Hollow Microspheres Biologically Controlled Mineralization in Prokaryotes.</a> ECS J. of Solid State Sci. and Tech. 6 (3), N3113 (2017).</li></ol>

저자는 공개 없다.

준비 및 단일 클로 널 박테리아의 증식에 관한 실험 결과의 자기 일관성, 중요 하다. 이 실험, 다른 서식 파일 합성 실험15,16고용 생리 그램 음성 박테리아. 단일 벽을 얻으려면, 우리는 간결한 박테리아 효 모15같은 진 핵 박테리아 대신 선택 했다. 큰 길이-직경 비율16대신 1: 1의 길이-직경 비율 구형 모양을 달성 하기 위해, 우리는 먹이 박테리아 oxyanions의 훨씬 더 높은 농도로 구형 모양으로 축소 조작 microcapsules를 만들기 단일 라운드, 그리고 얇은 벽 (< 30 nm).
이후는 공학은 주로 조정 박테리아의 대사를 제어 하는 oxyanions의 농도에 의존, 그것은 두 제한 기능. 첫째, oxyanions의 농도 농도 가능 한 한 높은 해야 하지만 가용성에 의해 제한 됩니다. 두 번째, 가장 세균성 물질 대사는 45 ° C 이상 온도에서 중지 됩니다 또는 5 ° C이 하, 우리의 실험의 각각 위 및.
이러한 두 제한에도 불구 하 고는 공학은 금속 산화물 재료의 실질적인 관심을 만들기 위한 큰 잠재력이 있다. 지르코늄 microcapsules와 철 microcapsules이이 방법을 시도 하겠습니다이 주장을 입증할-전 인공 뼈에 대 한 자료와 약물 전달에 대 한 후자는 좋은 후보를 되 고.

마약 배달1, 건설 인공 뼈2, 이질적인 촉매3, 필드 방출4,5, 태양 전지6, 가스 센서7, 악용 하는 금속 산화물 나노 입자 및 리튬 배터리8. 실용적인 응용 프로그램에 대 한 나노와 그들의 미세의 기계적인 힘이 중요 합니다. 마이크로 구조, 중 껍데기 구조는 경량, 기계적으로 강력한 자료9를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 껍데기 구조 중 구형 타원 모양; 보다 더 까다로운 것으로 알려져 있다 후자는 전10,11보다 큰 길이-직경 비율이 있다. 이 작업 서식 파일 합성 방법12를 포함 하 여 다른 방법와 대조는 주위 조건 하에서 비 독성 방법으로 박테리아를 통해 구형 microcapsules 합성을 위한 프로토콜을 설명 합니다. 스프레이 이용한 초음파 합성 방법13 그리고 열 수 방법14. 다른 방법의 일부 필요한 템플릿12, 일부 높은 온도 500 ° C13, 그리고 일부는 높은 압력14. 결과 구조에 관해서는 효 모 템플릿을 활용 하 여 서식 파일 합성 메서드는 코어-쉘 구조15, 단일 벽 하나 대신에 대 한 가져오고 대장균 서식 파일을 활용 한 생산 구조와 1.7:0.8의 길이-직경 비율 구형입니다. 16.
이 작품에서는, 우리는 세균성 물질 대사를 이용 하 여 금속 산화물 microcapsules를 단일 벽 및 둥근 모양 주위 조건 하에서 만들었습니다. 세균성 분해, 대사 탄소 소스, 유 당, 포도 당 등 화학 공정에서에서 탄소 소스는 거기 발생 감소 전력의 간주 됩니다. 우리는 원하는 끝을 달성 하기 위해 탄소 소스의 농도 조정 하 여 세균의 신진 대사를 조작. 이 메서드는 환경-친화적인, 비 독성 대리인을 사용 하 고 훨씬 적은 전기 전력. 마지막으로,이 메서드는 단순히 국물의 볼륨을 증가 하 여 microcapsules의 대량 생산을 수 있습니다.
메서드를 전에 미네랄을 세균 대사를 활용 하 여 다른 두 가지 방법을 왔다: 생물학으로 유도 강화 (BIM)17 과 생물학 통제 강화 (BCM)18. BIM도 BCM 만드는 나트륨 tungstate 및 몰 리브 덴 tungstate microcapsules 세균 미네랄 배설 (공학은)19로 지정 된 우리의 프로세스 같은 사용할 수 있습니다. 이 실험에서 microcapsules의 모양 1:1, 10: 1에서 길이-직경 비율을 제어할 수 있습니다 및 나노 입자의 크기 곡물 껍질에서 15까지 조정 될 수 있다 양식 110 nm nm.

<table><tbody><tr><td>LB(Lennox)broth with agar tablets</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L7075</td><td>1 tablet for 50 mL broth with agar</td></tr><tr><td>LB (Lennox) broth</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L3022-1KG</td><td>LB (Lennox) powder 1 kg</td></tr><tr><td>Dextrose anhydrous</td><td>Nihon Shiyaku Reagent</td><td>PL 78695</td><td>glucose</td></tr><tr><td>Sodium Tungstate</td><td>Nihon Shiyaku Reagent</td><td>PL 76050</td><td>Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;WO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt; &amp;middot; 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td></tr><tr><td>Sodium Molybdate</td><td>Nihon Shiyaku Reagent</td><td>PL103564</td><td>Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;MoO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt; &amp;middot; 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td></tr><tr><td>Sodium Chloride</td><td>Nihon Shiyaku Reagent</td><td>PL 68131</td><td>NaCl</td></tr><tr><td>Ethanol 99.5%</td><td>Acros organics</td><td>AC615090040</td><td>CH&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;CH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;OH</td></tr><tr><td>Water</td><td>Made in our university</td><td></td><td>de-ionlized water</td></tr><tr><td>Autoclave</td><td>Tomin Medical Equipmenco, Ltd., Taipei City, Taiwan, ROC</td><td>TM-329</td><td>heat to 120 &amp;deg;C for 10 min</td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Digit System Laboratory System, New Taipei City, Taiwan, ROC</td><td>DSC302SD</td><td>centrifuge at 2025 x g</td></tr><tr><td>-80 &amp;deg;C Refrigerator</td><td>Panasonic</td><td>MDF-U3386S</td><td>Use to deep-freeze cryopreserve strain</td></tr><tr><td>Ultrasonic Homogenizer Sonicator Processor Cell Disruptor</td><td>Lenox</td><td>UPS-150</td><td>frequency 20 KHz power 150 W</td></tr><tr><td>Incubator</td><td>Customer made</td><td>custom made</td><td>heat to 40 &amp;deg;C or cool to 18 &amp;deg;C with time cotrol</td></tr><tr><td>Reciprocal shaking baths</td><td>Kingtech Scientific Co., Ltd</td><td>WBS-L</td><td></td></tr><tr><td>Digital Stirring Hot Plate</td><td>Corning</td><td>#6797-620D</td><td>use with PTFE magnetic stirring bar</td></tr><tr><td>Biosafety cabinet</td><td>Zong Yen co., LTD</td><td>ZYBH-420</td><td>All bacteria related process are done here</td></tr><tr><td>Scanning electron microscope</td><td>JEOL</td><td>JSM-6500F</td><td>SEM Images</td></tr><tr><td>50 mL centrifudge tube</td><td>Falcon</td><td>14-432-22</td><td></td></tr><tr><td>15 mL centrifudge tube</td><td>Falcon</td><td>14-959-53A</td><td></td></tr><tr><td>Laboratory bottle 100 mL</td><td>Duran</td><td>21 801 24 5</td><td></td></tr><tr><td>Laboratory bottle 500 mL</td><td>Duran</td><td>21 801 44 5</td><td></td></tr><tr><td>Stainless steel spatula</td><td>Chemglass</td><td>CG-1981-10</td><td></td></tr><tr><td>PTFE Disposable Stir Bars</td><td>Fisher</td><td>S68066</td><td></td></tr><tr><td>Plastic Petri Dishes</td><td>Fisher</td><td>S33580A</td><td></td></tr><tr><td>Shewanella algae</td><td>Courtesy of author #3</td><td>Courtesy of author #3</td><td></td></tr><tr><td>Pandoraea sp.</td><td>Courtesy of author #3</td><td>Courtesy of author #3</td><td></td></tr></tbody></table>

synthesizing sodium tungstate and sodium molybdate microcapsules via bacterial mineral excretion

우리는 방법을 제시 2 종류 microcapsules, 나트륨 tungstate 및 나트륨 몰 리브 덴, 2 개의 금속 산화물의 해당 나노 입자의 합성에 대 한 세균 미네랄 배설 (공학은)-전 22 작은 되 고 및 후자 15 nm. 우리 먹이 tungstate 또는 몰 리브 덴 이온의 다양 한 농도와 박테리아, Shewanella 조류 와 Pandoraea sp.의 2 개의 긴장. Tungstate 및 몰 리브 덴의 농도 다른 길이-직경 비율의 microcapsules 수 있도록 조정 되었다. 우리가 발견 하는 더 높은 농도 작은 나노 입자 했다. 나노 입자 온 3 길이-직경 비율: 10:1, 3: 1과 1:1, 각각 저 농도, 중간 농도 및 고 농도와 박테리아를 먹이로 달성 했다. 빈 microcapsules의 이미지 스캐닝 전자 스피어 (SEM)을 통해 찍은 사진. 그들의 크리스탈 구조는 x 선 회절 (XRD)에 의해 확인 되었다-몰 리브 덴 microcapsules의 결정 구조 나2무4 이며 tungstate microcapsules의 나2승2O7와 나2화4 . 모든 이러한 종합 근처 주위 조건 하에서 달성 되었다.

그림 1 에서는 진짜 구형 microcapsules. 모두 두 개의 변종 박테리아, Shewanella 조류 와 Pandoraea sp의., 원래 3: 1의 길이-직경 비율을가지고. 1:1, 높은 농도의 길이-직경 비율을 달성 하기 위한 (> 100 m m) 금속 oxyanions의 필요입니다. 낮은 농도 (< 5 m m) oxyanions의 발생할 수 있습니다 길이에 직경 비율 10: 1로의 그림 2에 있는 박테리아의 이진 분열을 차단 oxyanions의 유입에서 발생할 수 있습니다. 마지막으로, 그런 그림 3, 3: 1의 길이-직경 비율을 달성 하기 위한 oxyanions의 중간 농도 (~ 20 m m)이 필요 하다. 1: 1의 길이-직경 비율 구형 포탄의 형성 oxyanions 세포 막을 통해 확산 하는 동안 oxyanions의 섭취 량을 균형 그들의 노출 영역을 축소 스스로 세균 드라이브에 의해 초래 될 수 있습니다. 3 개의 숫자를 함께 길이-직경 비율 단순히 oxyanions의 농도 조정 하 여 10:1 ~ 1: 1을 튜닝할 수 있습니다 나타냅니다.
그림 4 및 그림 5 는 나노 나트륨 몰 리브 덴의 곡물에에서 표시 다른 크기: 작은 하나 되는 15 nm, 그리고 더 큰 한 110 nm. 그림 5, 부서진 비 쉘, 110 nm의 입자에는 아직도 다공성 포탄을 형성, 서로 연결할 수 있습니다. 하나의 큰 진동 12 h에 대 한 지속적인 각 온도 25 ℃와 37 ℃, 5 번 사이 자란 국물의 온도 통해 얻고 있었다. 온도 진동 하는 동안 다양 한 크기의 곡물만 생성 될 수 있다 하지만 우리가 다른 곡물 크기, 15에서 microcapsules를 만들 수 있습니다 즉 마이크로 구형 구조 유지 110 nm nm, 그냥 국물 온도 제어 하 여 .
그림 6 은 벽의 개통 옆 머물고 더 큰 곡물을 가진 깨진된 벽을 보여준다. 벽 두께 약 22 nm 및 더 큰 곡물은 40-60 nm. 크기 차이 아직 식별 되지 않은 다른 대사 과정에서 발생할 수 있습니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig1.jpg"> 그림 1: 1: 1의 길이-직경 비율 빈 구형 포탄의 이미지는 SEM. 나트륨 tungstate 탄소 소스로 포도와 Shewanella 조류 에 의해 배설이 구조가 되었다. 단단한 국가 과학 및 기술, 6(3), N3113 (2017) ECS 제이에서 허가로 증 쇄. 저작권 2017, 전기 화학 사회 <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig2.jpg"> 그림 2: 10: 1의 길이-직경 비율 빈 긴 필 라 멘 트 포탄의 이미지는 SEM. 이 구조는 나트륨 몰 리브 덴 탄소 소스로 포도와 Pandoraea 특검팀 에 의해 배설의 되었다. 단단한 국가 과학 및 기술, 6(3), N3113 (2017) ECS 제이에서 허가로 증 쇄. 저작권 2017, 전기 화학 사회 <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig3.jpg"> 그림 3: 3: 1의 길이-직경 비율 깨진된 빈 막대 모양의 포탄의 이미지는 SEM. 나트륨 tungstate 탄소 소스로 포도와 Shewanella 조류 에 의해 배설이 구조가 되었다. 단단한 국가 과학 및 기술, 6(3), N3113 (2017) ECS 제이에서 허가로 증 쇄. 저작권 2017, 전기 화학 사회 <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig4.jpg"> 그림 4: 15의 곡물 입자 크기 부서진된 나트륨 몰 리브 덴 포탄의 이미지는 SEM nm. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig5.jpg"> 그림 5: 110의 곡물 입자 크기 부서진과 부서진 비 나트륨 몰 리브 덴 포탄의 이미지는 SEM nm. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig6.jpg"> 그림 6: 1: 1의 길이-직경 비율 깨진된 빈 포탄의 이미지는 SEM. 나트륨 tungstate 탄소 소스로 포도와 Shewanella 조류 에 의해 배설이 구조가 되었다. 에 대 한 크기와과 립 40-60 nm 꽉 껍질 밖 바로 옆 큰 구멍과 립 크기 약 22의 자체 셸 반면 nm. 단단한 국가 과학 및 기술, 6(3), N3113 (2017) ECS 제이에서 허가로 증 쇄. 저작권 2017, 전기 화학 사회 <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

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Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion

이 작품 박테리아와 그들의 해당 나노 입자를 통해 나트륨 tungstate, 나트륨 몰 리브 덴 microcapsules 제조에 대 한 프로토콜을 제공합니다.

나트륨 Tungstate 및 세균성 미네랄 배설을 통해 나트륨 몰 리브 덴 Microcapsules 합성

We present a method, the bacterial mineral excretion (BME), for synthesizing two kinds of microcapsules, sodium tungstate and sodium molybdate, and the ...

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Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Chemistry

8.5K 조회수.  National Taiwan University of Science and Technology. 이 작품 박테리아와 그들의 해당 나노 입자를 통해 나트륨 tungstate, 나트륨 몰 리브 덴 microcapsules 제조에 대 한 프로토콜을 제공합니다.

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Reverse Microemulsion-mediated Synthesis of Monometallic and Bimetallic Early Transition Metal Carbide and Nitride Nanoparticles

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The silica-encapsulated metal oxide nanoparticles are then carburized in a methane/hydrogen atmosphere at temperatures over 800 &#176;C to form silica-encapsulated early transition metal carbide nanoparticles. During the carburization process, the silica shells prevent the sintering of adjacent carbide nanoparticles while also preventing the deposition of excess surface carbon. Alternatively, the silica-encapsulated metal oxide nanoparticles can be nitridized in an ammonia atmosphere at temperatures over 800 &#176;C to form silica-encapsulated early transition metal nitride nanoparticles. By adjusting the reverse microemulsion parameters, the thickness of the silica shells, and the carburization/nitridation conditions, the transition metal carbide or nitride nanoparticles can be tuned to various sizes, compositions, and crystal phases. After carburization or nitridation, the silica shells are then removed using either a room-temperature aqueous ammonium bifluoride solution or a 0.1 to 0.5 M NaOH solution at 40-60 &#176;C. While the silica shells are dissolving, a high surface area support, such as carbon black, can be added to these solutions to obtain supported early transition metal carbide or nitride nanoparticles. If no high surface area support is added, then the nanoparticles can be stored as a nanodispersion or centrifuged to obtain a nanopowder.

A &#8220;removable ceramic coating method&#8221; is presented in visual format for the synthesis of non-sintered and metal-terminated monometallic and bimetallic early transition metal carbide and nitride nanoparticles with tunable sizes and crystal structures.

단본위제 및 바이메탈 조기 전이 금속 탄화물 및 질화물 나노 입자의 역 마이크로 에멀젼 매개 합성

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The ...

연구

화학

Synthesis and Reaction Chemistry of Nanosize Monosodium Titanate

This paper describes the synthesis and peroxide-modification of nanosize monosodium titanate (nMST), along with an ion-exchange reaction to load the material with Au(III) ions. The synthesis method was derived from a sol-gel process used to produce micron-sized monosodium titanate (MST), with several key modifications, including altering reagent concentrations, omitting a particle seed step, and introducing a non-ionic surfactant to facilitate control of particle formation and growth. The resultant nMST material exhibits spherical-shaped particle morphology with a monodisperse distribution of particle diameters in the range from 100 to 150&#160;nm. The nMST material was found to have a Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area of 285 m2g-1, which is more than an order of magnitude higher than the micron-sized MST. The isoelectric point of the nMST measured 3.34 pH units, which is a pH unit lower than that measured for the micron-size MST. The nMST material was found to serve as an effective ion exchanger under weakly acidic conditions for the preparation of an Au(III)-exchange nanotitanate. In addition, the formation of the corresponding peroxotitanate was demonstrated by reaction of the nMST with hydrogen peroxide.

The surfactant mediated sol-gel synthesis of nanosized monosodium titanate is described, along with preparation of the corresponding peroxide modified material. An ion-exchange reaction with Au(III) is also presented.

This paper describes the synthesis and peroxide-modification of nanosize monosodium titanate (nMST), along with an ion-exchange reaction to load the ...

Synthesis of Ligand-free CdS Nanoparticles within a Sulfur Copolymer Matrix

Aliphatic ligands are typically used during the synthesis of nanoparticles to help mediate their growth in addition to operating as high-temperature solvents. These coordinating ligands help solubilize and stabilize the nanoparticles while in solution, and can influence the resulting size and reactivity of the nanoparticles during their formation. Despite the ubiquity of using ligands during synthesis, the presence of aliphatic ligands on the nanoparticle surface can result in a number of problems during the end use of the nanoparticles, necessitating further ligand stripping or ligand exchange procedures. We have developed a way to synthesize cadmium sulfide (CdS) nanoparticles using a unique sulfur copolymer. This sulfur copolymer is primarily composed of elemental sulfur, which is a cheap and abundant material. The sulfur copolymer has the advantages of operating both as a high temperature solvent and as a sulfur source, which can react with a cadmium precursor during nanoparticle synthesis, resulting in the generation of ligand free CdS. During the reaction, only some of the copolymer is consumed to produce CdS, while the rest remains in the polymeric state, thereby producing a nanocomposite material. Once the reaction is finished, the copolymer stabilizes the nanoparticles within a solid polymeric matrix. The copolymer can then be removed before the nanoparticles are used, which produces nanoparticles that do not have organic coordinating ligands. This nascent synthesis technique presents a method to produce metal-sulfide nanoparticles for a wide variety of applications where the presence of organic ligands is not desired.

Herein we present a method to synthesize ligand-free cadmium sulfide (CdS) nanoparticles based on a unique sulfur copolymer. The sulfur copolymer operates as a high temperature solvent and a sulfur source during the nanoparticle synthesis and stabilizes the nanoparticles after the reaction.

황 합체 매트릭스 내의 자유 리간드의 CDS 나노 입자의 합성

Aliphatic ligands are typically used during the synthesis of nanoparticles to help mediate their growth in addition to operating as high-temperature ...

Nanosponge Tunability in Size and Crosslinking Density

We describe a protocol for the synthesis of linear polyesters containing pendant epoxide functionality and their incorporation into a nanosponge with controlled dimensions. This approach begins with synthesis of a functionalized lactone which is key to the pendant functionalization of the resulting polymer. Valerolactone (VL) and allyl-valerolactone (AVL) are then copolymerized using ring-opening polymerization. Post-polymerization modification is then used to install an epoxide moiety on some or all of the pendant allyl groups. Epoxy-amine chemistry is employed to form nanoparticles in a dilute solution of both polymer and small molecule diamine crosslinker based on the desired nanosponge size and crosslinking density. Nanosponge sizes can be characterized by transmission electron microscopy (TEM) imaging to determine the dimension and distribution. This method provides a pathway by which highly tunable polyesters can create tunable nanoparticles, which can be used for small molecule drug encapsulation. Due to the nature of the backbone, these particles are hydrolytically and enzymatically degradable for a controlled release of a wide range of hydrophobic small molecules.

This article describes a process for tuning the size and crosslinking density of covalently crosslinked nanoparticles from linear polyesters containing pendant functionality. By tailoring synthesis parameters (polymer molecular weight, pendant functionality incorporation, and crosslinker equivalents), a desired nanoparticle size and crosslinking density can be achieved for drug delivery applications.

Nanosponge Tunability 크기와 가교 밀도

We describe a protocol for the synthesis of linear polyesters containing pendant epoxide functionality and their incorporation into a nanosponge with ...

Analysis of Minerals Produced by hFOB 1.19 and Saos-2 Cells Using Transmission Electron Microscopy with Energy Dispersive X-ray Microanalysis

This video presents the use of transmission electron microscopy with energy dispersive X-ray microanalysis (TEM-EDX) to compare the state of minerals in vesicles released by two human bone cell lines: hFOB 1.19 and Saos-2. These cell lines, after treatment with ascorbic acid (AA) and &#946;-glycerophosphate (&#946;-GP), undergo complete osteogenic transdifferentiation from proliferation to mineralization and produce matrix vesicles (MVs) that trigger apatite nucleation in the extracellular matrix (ECM).
Based on Alizarin Red-S (AR-S) staining and analysis of the composition of minerals in cell lysates using ultraviolet (UV) light or in vesicles using TEM imaging followed by EDX quantitation and ion mapping, we can infer that osteosarcoma Saos-2 and osteoblastic hFOB 1.19 cells reveal distinct mineralization profiles. Saos-2 cells mineralize more efficiently than hFOB 1.19 cells and produce larger mineral deposits that are not visible under UV light but are similar to hydroxyapatite (HA) in that they have more Ca and F substitutions.
The results obtained using these techniques allow us to conclude that the process of mineralization differs depending on the cell type. We propose that, at the cellular level, the origin and properties of vesicles predetermine the type of minerals.

We present a protocol to compare the state of minerals in vesicles released by two human bone cell lines: hFOB 1.19 and Saos-2. Their mineralization profiles were analyzed by Alizarin Red-S (AR-S) staining, ultraviolet (UV) light visualization, transmission electron microscopy (TEM) imaging and energy dispersive X-ray microanalysis (EDX).

미네랄 hFOB 1.19에 의해 생산 및 Saos-2 세포를 사용 하 여 전송 전자 현미경 에너지 흩어진 엑스레이 Microanalysis와 분석

This video presents the use of transmission electron microscopy with energy dispersive X-ray microanalysis (TEM-EDX) to compare the state of minerals in ...

Molten-Salt Synthesis of Complex Metal Oxide Nanoparticles

The development of feasible synthesis methods is critical for the successful exploration of novel properties and potential applications of nanomaterials. Here, we introduce the molten-salt synthesis (MSS) method for making metal oxide nanomaterials. Advantages over other methods include its simplicity, greenness, reliability, scalability, and generalizability. Using pyrochlore lanthanum hafnium oxide (La2Hf2O7) as a representative, we describe the MSS protocol for the successful synthesis of complex metal oxide nanoparticles (NPs). Furthermore, this method has the unique ability to produce NPs with different material features by changing various synthesis parameters such as pH, temperature, duration, and post-annealing. By fine-tuning these parameters, we are able to synthesize highly uniform, non-agglomerated, and highly crystalline NPs. As a specific example, we vary the particle size of the La2Hf2O7&#160;NPs by changing the concentration of the ammonium hydroxide solution used in the MSS process, which allows us to further explore the effect of particle size on various properties. It is expected that the MSS method will become a more popular synthesis method for nanomaterials and more widely employed in the nanoscience and nanotechnology community in the upcoming years.

Here, we demonstrate a unique, relatively low-temperature, molten-salt synthesis method for preparing uniform complex metal oxide lanthanum hafnate nanoparticles.

녹은 소금 복합 금속 산화물 나노 입자의 합성

The development of feasible synthesis methods is critical for the successful exploration of novel properties and potential applications of nanomaterials. ...

Extraction of Plant-based Capsules for Microencapsulation Applications

Microcapsules derived from plant-based spores or pollen provide a robust platform for a diverse range of microencapsulation applications. Sporopollenin exine capsules (SECs) are obtained when spores or pollen are processed so as to remove the internal sporoplasmic contents. The resulting hollow microcapsules exhibit a high degree of micromeritic uniformity and retain intricate microstructural features related to the particular plant species. Herein, we demonstrate a streamlined process for the production of SECs from Lycopodium clavatum spores and for the loading of hydrophilic compounds into these SECs. The current SEC isolation procedure has been recently optimized to significantly reduce the processing requirements which are conventionally used in SEC isolation, and to ensure the production of intact microcapsules. Natural L. clavatum spores are defatted with acetone, treated with phosphoric acid, and extensively washed to remove sporoplasmic contents. After acetone defatting, a single processing step using 85% phosphoric acid has been shown to remove all sporoplasmic contents. By limiting the acid processing time to 30 hr, it is possible to isolate clean SECs and avoid SEC fracturing, which has been shown to occur with prolonged processing time. Extensive washing with water, dilute acids, dilute bases, and solvents ensures that all sporoplasmic material and chemical residues are adequately removed. The vacuum loading technique is utilized to load a model protein (Bovine Serum Albumin) as a representative hydrophilic compound. Vacuum loading provides a simple technique to load various compounds without the need for harsh solvents or undesirable chemicals which are often required in other microencapsulation protocols. Based on these isolation and loading protocols, SECs provide a promising material for use in a diverse range of microencapsulation applications, such as, therapeutics, foods, cosmetics, and personal care products.

This protocol/manuscript describes a streamlined process for the production of sporopollenin exine capsules (SECs) from Lycopodium clavatum spores and for the loading of hydrophilic compounds into these SECs.

마이크로 캡슐화 애플리케이션을위한 추출 공장 기반 캡슐

Microcapsules derived from plant-based spores or pollen provide a robust platform for a diverse range of microencapsulation applications. Sporopollenin ...

생체공학

Triplet Fusion Upconversion Nanocapsule Synthesis

Triplet fusion upconversion (UC) allows for the generation of one high energy photon from two low energy input photons. This well-studied process has significant implications for producing high energy light beyond a material's surface. However, the deployment of UC materials has been stymied due to poor material solubility, high concentration requirements, and oxygen sensitivity, ultimately resulting in reduced light output. Toward this end, nanoencapsulation has been a popular motif to circumvent these challenges, but durability has remained elusive in organic solvents. Recently, a nanoencapsulation technique was engineered to tackle each of these challenges, whereupon an oleic acid nanodroplet containing upconversion materials was encapsulated with a silica shell. Ultimately, these nanocapsules (NCs) were durable enough to enable triplet fusion upconversion-facilitated volumetric three-dimensional (3D) printing. By encapsulating upconversion materials with silica and dispersing them in a 3D printing resin, photopatterning beyond the surface of the printing vat was made possible. Here, video protocols for the synthesis of upconversion NCs are presented for both small-scale and large-scale batches. The outlined protocols serve as a starting point for adapting this encapsulation scheme to multiple upconversion schemes for use in volumetric 3D printing applications.

This protocol details the synthesis of upconversion nanocapsules for subsequent use in photopolymerizable resins for triplet fusion upconversion-facilitated volumetric 3D printing.

삼중 융합 상향 변환 나노 캡슐 합성

Triplet fusion upconversion (UC) allows for the generation of one high energy photon from two low energy input photons. This well-studied process has ...

공학

Synthesis of Black Seed Oil-loaded-, Alginate-based, pH-sensitive Beads Using Electrospraying Technique

Black seed oil (BSO), derived from the seeds of the Nigella sativa plant, has garnered attention for its potential anti-cancer properties, particularly in the context of colon cancer. Its active compound, thymoquinone, may help inhibit cancer cell growth and induce apoptosis in colon cancer cells. Additionally, black seed oil's anti-inflammatory and antioxidant effects could contribute to a healthier gut environment, potentially reducing cancer risk. Therefore, this study synthesized pH-sensitive alginate beads to deliver BSO into the colon in a controlled-release manner without releasing the drug at pH 1.2 (stomach), thus providing a well-defined release pattern at pH 6.8. The use of electrospray technology improves process performance by making it easier to formulate small, homogeneous beads with a higher rate of swelling and diffusion in the gastrointestinal medium. 
The formulated beads were characterized by an ex-vivo mucoadhesive strength test, bead size, sphericity factor (SF), encapsulation efficiency (EE), scanning electron microscope (SEM), in vitro swelling behavior (SB), and in vitro drug release in acidic and buffer media. All these manufactured beads demonstrated modest sizes of 0.58 &plusmn; 0.01 mm and spherical shape of 0.03 &plusmn; 0.00 mm in this testing. The formulation showed promising floating and releasing properties in vitro. With a very low cumulative percentage of beads, the oil EE of 90.13% &plusmn; 0.93% was high, and the release study demonstrated more than 90% in pH 6.8 with good floating nature in the stomach. Additionally, the beads were evenly spaced throughout the intestine. The electrospraying approach used in this protocol can be reproducible, yielding consistent outcomes. Therefore, this protocol can be used for large-scale production for commercialization purposes.

A technique employing high electric voltage and a targeted, active ingredient-loaded emulsion to fabricate pH-responsive, uniform microbeads is presented.

Black seed oil (BSO), derived from the seeds of the Nigella sativa plant, has garnered attention for its potential anti-cancer properties, particularly in ...

Manganese Oxide Nanoparticle Synthesis by Thermal Decomposition of Manganese(II) Acetylacetonate

For biomedical applications, metal oxide nanoparticles such as iron oxide and manganese oxide (MnO), have been used as biosensors and contrast agents in magnetic resonance imaging (MRI). While iron oxide nanoparticles provide constant negative contrast on MRI over typical experimental timeframes, MnO generates switchable positive contrast on MRI through dissolution of MnO to Mn2+ at low pH within cell endosomes to &#8216;turn ON&#8217; MRI contrast. This protocol describes a one-pot synthesis of MnO nanoparticles formed by thermal decomposition of manganese(II) acetylacetonate in oleylamine and dibenzyl ether. Although running the synthesis of MnO nanoparticles is simple, the initial experimental setup can be difficult to reproduce if detailed instructions are not provided. Thus, the glassware and tubing assembly is first thoroughly described to allow other investigators to easily reproduce the setup. The synthesis method incorporates a temperature controller to achieve automated and precise manipulation of the desired temperature profile, which will impact resulting nanoparticle size and chemistry. The thermal decomposition protocol can be readily adapted to generate other metal oxide nanoparticles (e.g., iron oxide) and to include alternative organic solvents and stabilizers (e.g., oleic acid). In addition, the ratio of organic solvent to stabilizer can be changed to further impact nanoparticle properties, which is shown herein. Synthesized MnO nanoparticles are characterized for morphology, size, bulk composition, and surface composition through transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and Fourier-transform infrared spectroscopy, respectively. The MnO nanoparticles synthesized by this method will be hydrophobic and must be further manipulated through ligand exchange, polymeric encapsulation, or lipid capping to incorporate hydrophilic groups for interaction with biological fluids and tissues.

Manganese Oxide Nanoparticle Synthesis by Thermal Decomposition of ManganeseII Acetylacetonate

This protocol details a facile, one-pot synthesis of manganese oxide (MnO) nanoparticles by thermal decomposition of manganese(II) acetylacetonate in the presence of oleylamine and dibenzyl ether. MnO nanoparticles have been utilized in diverse applications including magnetic resonance imaging, biosensing, catalysis, batteries, and waste water treatment.

망간 산화 질소 입자 합성 망간 (II) 아세틸라토네이트의 열 분해에 의해

For biomedical applications, metal oxide nanoparticles such as iron oxide and manganese oxide (MnO), have been used as biosensors and contrast agents in ...