Name: synthesis of multi-walled carbon nanotubes modified with silver nanoparticles and evaluation of their antibacterial activities and cytotoxic properties
Uploaded: 2018-05-10T12:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 19 s
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이 연구는 국립 연구 재단의 Korea(NRF) 과학기술처와 ICT (No. 2017M3A7B8061942)를 통해 나노 소재 기술 개발 프로그램와 중앙 대학교 연구 보조금 (2016)에 의해 지원 되었다.

1. MWCNT 산화
<ol><li>50 mL 유리병으로 MWCNT의 30-50 밀리 그램을 측정 합니다. 천천히 그래서 H2의 8 mL을 추가4: 피 펫 1 mL 피 펫 팁으로 HNO3 솔루션 (90% 초기 농도, 3:1 vol/vol). 주의: 화학 증기 두건이이 준비를 실시 해야 합니다.<ol>
<li>발열 반응 완료에 대 일 분을 허용 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>MWCNT 유리병의 바닥에 침전 될 때까지 60-80 ° C와 160 W 1 h에서 솔루션을 sonicate. 주의: 수 위는 sonicator 해야 유리병의 상단 보다 낮은 그래서 물을 유리병에 도입 되지 것입니다.</li>
	<li>원심 분리기 튜브에 솔루션을 전송.<ol>
<li>micropipette 추가할 증류수의 30 mL dropwise MWCNT-COOH 솔루션. 주의: 강한 발열 반응 증류수의 추가 발생합니다. 증류수를 천천히 추가 하 고 냉각을 위한 시간을 허용 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>12000 x g와 15 분 동안 실 온에서 MWCNT-COOH 솔루션 원심 주의: 원심 분리기를 작동 하는 경우는 원심 분리기 샘플 튜브 반대 같은 무게로 튜브를 배치 하 여 균형 유지 확인 하십시오.</li>
	<li>상쾌한 피 펫 및 1 mL 피 펫 팁을 제거 합니다. 피 펫 및 1 mL 피 펫 팁 에탄올 5 mL를 추가 합니다. 추가적인 pipetted 에탄올과 유리병의 벽을 씻어. 12000 x g와 15 분 동안 실내 온도에 솔루션 원심<ol>
<li>PH 종이 상쾌한의 pH를 결정 합니다. 세척 및 centrifuging 표면에 뜨는 pH 중립 될 때까지 반복 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>모든 상쾌한을 제거 합니다. 침전 하 고 솔루션에서 MWCNT-COOH를 균등 하 게 분산을 증류수 1 mL를 추가 합니다. 건조까지 진공에서-60 ° C에서 솔루션을 freeze-dry.</li>
</ol>2. 실버 나노 입자 증 착 MWCNTs에
<ol><li>50 mL 원뿔 튜브에서 MWCNT-COOH의 10 mg을 놓고 30 mL의 증류수로 희석 합니다. 60 ° C와 160 W 1 h 솔루션 sonicate</li>
	<li>0.1 N AgNO3 의 6 mL 50 mL 원뿔 튜브에 배치 하 고 18 mL의 증류수로 희석. 60 ° C와 160 W 1 h 솔루션 sonicate 주의: Ag의 총 질량은 20%를 초과 하지 않는 그런 MWCNTs의 총 질량에 비례하여 AgNO3 를 추가 합니다.</li>
	<li>어 그 노3 솔루션 dropwise를 추가 피 펫 및 1 mL 피 펫 팁 MWCNTs 솔루션 sonicating 60 ° C와 160 AgNO3을 추가한 후 1 시간에 대 한 계속 sonicating W.에 혼합 하는 동안 합니다.</li>
	<li>12000 x g와 15 분 동안 실내 온도에서 용액을 원심 고는 상쾌한을 제거 합니다. 원심 솔루션 및 제거는 상쾌한 두 추가 시간.</li>
	<li>Ag-MWCNTs 혼합물을 1 mL의 증류수를 추가 하 고 솔루션에 균등 하 게 침전을 분산. 에탄올의 5 mL을 추가 하 고 허용 1 시간 실 온에서 진행 하는 반응.</li>
	<li>12000 x g와 15 분 동안 실내 온도에서 용액을 원심 고는 상쾌한을 제거 합니다.</li>
	<li>PH 종이 상쾌한의 pH를 결정 합니다. 세척 및 centrifuging 표면에 뜨는 pH 중립 될 때까지 반복 합니다.</li>
	<li>Ag-MWCNTs를 1 mL의 증류수를 추가 하 고 솔루션에서 균등 하 게 분산. 24 h에 대 한 진공에서-70 ° C에서 솔루션 freeze-dry</li>
</ol>3. 존의 저해 시험
<ol><li>18.12 g R2A 한 천 1 L 플라스 크에 증류수의 믹스. 15 분 동안 121 ° C에 압력솥에 혼합 소독.</li>
	<li>실내 온도에 냉각 젤을 허용 합니다. 단단한 매체를 준비 하는 경화 전에 접시에 젤의 10 mL를 배치 합니다.</li>
	<li>단단한 매체에 박테리아의 장소 100 µ L. 스프레더를 사용 하 여 단단한 매체에 박테리아를 확산. 주의:이 절차는 알코올 램프로 조명 화학 증기 두건에서 실시 해야 합니다.</li>
	<li>48 h 30 ° C에서 요리를 품 어.</li>
	<li>3.12 g R2A 국물의 1 L 플라스 크에 증류수의 믹스. 15 분 동안 121 ° C에 압력솥에 혼합 소독.</li>
	<li>루프와 바늘을 사용 하 여 액체 매체에 성장된 식민지를 전송 하 고 180 rpm와 30 ° C에 인큐베이터에서 품 어</li>
	<li>600에서 UV 분 광 광도 법에 의해 OD (광학 밀도) 값을 기록 세균성 성장을 측정을 시간 단위로 nm. 참고: R2A 한 천 R2A Methylobacterium 종 의 성장 위한 선호 한 때문에 표준 뮬러-힌 튼 천 보다는이 테스트에 사용 된
</li>
	<li>하단 agar를 준비 하는 페 트리 접시에 준비 된 R2A 한 천의 장소 10 mL.<ol>
<li>3.12 g R2A 국물과 한 천의 8 g 1 L 증류수의 믹스. 하단 agar에이 젤의 15 분 장소 10 ml 121 ° C에서 압력솥에 혼합 소독.</li>
	</ol>
</li>
	<li>50 µ L는 micropipette 살 균 종이 디스크에 Ag MWCNTs 솔루션의 로드.<ol>
<li>건조 하 고 30 분 동안 자외선에서 진공 챔버에 Ag MWCNTs 샘플을 소독.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Agar에 장소 Ag-MWCNTs 샘플입니다.</li>
	<li>48 h 30 ° C에서 한 천 배지를 품 어.</li>
	<li>저해12의 측정 영역입니다. 참고: 사용 하는 소프트웨어에 대 한 지침 참조에 포함 되어 있습니다.</li>
</ol>4. 항균 테스트
<ol><li>반복 단계 3.1을 3.7 세균성 문화를 준비 합니다.</li>
	<li>최대 OD에서 피 펫과 100 µ L 마이크로 피 펫 팁 신선한 액체 매체의 3 mL에 박테리아의 100 µ L를 접종.</li>
	<li>5 준비 15 mL 원뿔 튜브에 제어 솔루션의 50 µ L 샘플. 각 관을 다음을 추가: 1) 메탄올; 2) 1000 µ g/mL MWCNT-COOH; MWCNTs-3) 50 µ g/mL Ag; MWMWCNTs-4) 40 µ g/mL Ag; MWCNTs-5) 30 µ g/mL Ag.</li>
	<li>컨트롤은 위에서 설명한 대로 UV 분 광 광도 법에 따라 극대로 활성화 될 때까지 180 rpm와 30 ° C에서 품 어.</li>
	<li>각 샘플의 OD 값을 측정 하 고 마이크 농도 계산. OD 값은 샘플 국물에 세균성 세포의 수와 직접적인 관련이 있습니다.</li>
	<li>스프레더와 고체 매체에 교양된 박테리아 확산.</li>
	<li>48 h 30 ° C에서 접시를 품 어.</li>
	<li>세균성 식민지 및 측정 CFU 값 항균 활동12을 계산 합니다. 참고: 사용 하는 소프트웨어에 대 한 지침 참조에 포함 되어 있습니다.</li>
</ol>5. 생존 분석 결과
<ol><li>인큐베이터에서 배양 세포를 제거한 후 매체를 흡입 하 고 PBS의 5 mL의 dropwise 워시로 세 번 세척.</li>
	<li>1 분 후 씻어 셀 및 흡입에 PBS에 트립 신-EDTA의 1 mL 추가 합니다.<ol>
<li>붙어 세포를 제거 하 고 접시를 누릅니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>DMEM (Dulbecco의 수정이 글의 중간)의 5 mL을 추가 하 고 셀을 제거 합니다. 3 분 x 200g에 샘플 원심 고는 상쾌한을 제거 합니다.<ol>
<li>DPBS와 섞어 1 mL를 추가 합니다.</li>
		<li>자동 셀 카운팅 기계 솔루션의 10 µ L에서 세포를 계산. 참고: 셀 계산 기계 사용에 대 한 지침 참조13에 포함 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>장소 1 × 105 DMEM 솔루션을 포함 하는 6-잘 접시에 잘 당 AML12 세포의. 매체에는 10% (v/v) 태아 둔감 한 혈 청 및 1% 살 균 항생제 포함 되어 있습니다.</li>
	<li>5% CO2/95% 공기 환경에서 37 ° C에서 8 ~ 12 h에 대해 품 어.</li>
	<li>흡입 한 흡 인기와 우물에서 상쾌한.<ol>
<li>제어, NMS DMSO (디 메 틸 sulfoxide) 및 30-40 µ g/mL Ag MWCNT DMEM 1 mL의 구성 하는 각 샘플을 추가 합니다.</li>
		<li>8 h 5% CO2/95% 공기 환경에서 37 ° C에서 품 어.</li>
	</ol>
</li>
	<li>5 mL의 PBS로 세척 하 고 표면에 뜨는 샘플을 제거 합니다.</li>
	<li>셀에 dropwise 준비 라이브/죽은 키트 (µ 2 mM EthD-1 20 L의 PBS의 10 mL에 DMSO에 4 m m calcein 오전 5 µ L)의 1 mL를 추가 합니다.</li>
	<li>100 X 300 X에서 표준 형광 현미경으로 room temperature 30-45 분 또는 10 분 측정 형광에 대 한 37 ° C에서 품 어.</li>
</ol>6. Trypan 블루 분석 결과
<ol><li>5.6.2 위의 통해 5.1 단계에 따라 샘플을 준비 합니다.</li>
	<li>상쾌한을 제거 합니다.</li>
	<li>1 x DPBS의 1 mL 접시 세척 하 고 가만히 따르다.</li>
	<li>접시 및 문화에서 셀 분리에 3 분 동안 품 어 trypsin의 1 mL를 추가 합니다. 세포 배양 매체를 사용 하 여 접시를 세척 하 고 세포를 수집. 15 mL 튜브에 수집 된 셀 놓습니다.</li>
	<li>튜브 200 g x 3 분 동안 4 ° C에서 원심</li>
	<li>상쾌한을 삭제 합니다. 1 mL 신선한 매체의 셀 펠 릿을 추가 하 고 셀을 다시 해산.</li>
	<li>분산 된 세포의 10 µ L trypan 블루의 10 µ L을 추가 하 고 자동 셀 카운팅 기계 셀을 카운트. 참고: 셀 계산 기계 사용에 대 한 지침 참조에 포함 되어 있습니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>L&#246;ndahl, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+and+Biological+Properties+of+Bioaerosols.">Physical and Biological Properties of Bioaerosols.</a> Bioaerosol Detection Technologies. , 33-48 (2014).</li><li>Jennings, S., Moran, A., Carroll, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioaerosols+and+biofilms.">Bioaerosols and biofilms.</a> Biofilms in medicine, industry and environmental biotechnology. , 160-178 (2003).</li><li>Flemming, H. -. C., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biofilm+matrix.">The biofilm matrix.</a> Nature Reviews Microbiology. 8 (9), 623-633 (2010).</li><li>Lewis, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Riddle+of+biofilm+resistance.">Riddle of biofilm resistance.</a> Antimicrobial agents and chemotherapy. 45 (4), 999-1007 (2001).</li><li>Doronina, N. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methylobacterium+suomiense+sp.+nov.+and+Methylobacterium+lusitanum+sp.+nov.,+aerobic,+pink-pigmented,+facultatively+methylotrophic+bacteria.">Methylobacterium suomiense sp. nov. and Methylobacterium lusitanum sp. nov., aerobic, pink-pigmented, facultatively methylotrophic bacteria.</a> International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 52 (3), 773-776 (2002).</li><li>Seo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibacterial+activity+and+cytotoxicity+of+multiwalled+carbon+nanotubes+decorated+with+silver+nanoparticles.">Antibacterial activity and cytotoxicity of multiwalled carbon nanotubes decorated with silver nanoparticles.</a> International Journal of Nanomedicine. 9, 4621-4629 (2014).</li><li>Chen, X., Schluesener, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanosilver:+a+nanoproduct+in+medical+application.">Nanosilver: a nanoproduct in medical application.</a> Toxicologyletters. 176 (1), 1-12 (2008).</li><li>Singh, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotechnology+in+medicine+and+antibacterial+effect+of+silver+nanoparticles.">Nanotechnology in medicine and antibacterial effect of silver nanoparticles.</a> Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures. 3 (3), 115-122 (2008).</li><li>Morones, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bactericidal+effect+of+silver+nanoparticles.">The bactericidal effect of silver nanoparticles.</a> Nanotechnology. 16 (10), 2346 (2005).</li><li>Martinez-Castanon, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+antibacterial+activity+of+silver+nanoparticles+with+different+sizes.">Synthesis and antibacterial activity of silver nanoparticles with different sizes.</a> Journal of Nanoparticle Research. 10 (8), 1343-1348 (2008).</li><li>Lok, C. -. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver+nanoparticles:+partial+oxidation+and+antibacterial+activities.">Silver nanoparticles: partial oxidation and antibacterial activities.</a> JBIC Journal of Biological Inorganic Chemistry. 12 (4), 527-534 (2007).</li></ol>

저자는 공개 없다.

여기, 우리는 예금 된 Ag 나노 입자와 MWCNTs의 준비에 대 한 간단한 방법을 보고합니다. 이 포함 하는 실버 접한 상당한 항균 활동 및 본문에은 나노 입자의 통제 흡수에 대 한 최소한의 가능성을 보여 줍니다. 우리는 입증 합성된 Ag-MWCNTs의 30 µ g/mL는 포유류 간 세포를 무시할 수 세포 독성 Methylobacterium 종 에 대 한 항균 활동의 효과적인 수준. 상업 분야에 확장 하기 전에 추가 개선 및 biosafety ?...

이 연구의 궁극적인 목표는 그 양식을 biofilms 박테리아의 성장을 억제할 수 있는 친환경 항균 나노 재료를 만드는 것입니다. 이러한 항균 나노 일반적으로 사용 된 화학 제품 또는 항생제 화합물의 독성 및 항생제 저항 문제를 극복할 가능성이 있다. biofilm 수 화 된 세포 외 고분자 물질 (EPS) 다 당 류, 단백질, 핵 산, 지질1,2의 구성 이다. Biofilms는 이물질의 침입을 방지 하 고3,4적극적으로 성장 하는 박테리아를 도움이 됩니다. Biofilms 발생할 냄새 및 만성 전염병5,6. Methylobacterium spp., 예를 들어 물 있으면 항상 또는 에어컨 열교환기, 샤워 룸, 의료 기기 등 지속적으로 세균 박멸을 보장 하기 어려운 장소에 준수에 의해 성장. 이러한 유형의 biofilms 발생할 냄새 및 만성 전염병5,6.
일반적으로, 화학 제품 또는 항생제 화합물 biofilms를 형성 하는 박테리아의 성장을 억제 하는 데 사용 됩니다. Vivo에서 화학 물질의 안전에 대 한 우려 및 항생제 내성 박테리아의 출현 biofilms의 대형을 방지 하 고 박테리아의 성장을 억제 하는 새로운 재료를 개발 하는 필요를 몰고 있다.
이 연구에서는 항균 나노 항 생 저항 및 독성에서 무료로 합성 됩니다. 유명한 항균 물질 이며 nanoscience 및 나노기술의 최근 개발 활성 연구 금속 나노 입자7,8의 항균 효과로 이어졌다. 최근 연구는 작은 크기와 높은 표면 볼륨 비율은 나노 입자의 항균 활동 증가9,,1011에 결과 보고 있다.
여기에 소개 하는 나노 증가 항균 특성 및 높은 종횡비, 단위 부피 당 표면적을 증가 탄소 나노튜브 실버 나노 입자를 결합 합니다. 조작된 실버 나노 탄소 나노튜브 합성 상당한 항균 특성 및 인간과 동물 세포에 최소한의 독성을 전시 한다. 이전 연구에서 합성 프로세스 등 NaBH4, formamide, dimethylformamide, 히드라 진 위험 감소 시키는 대리인을 사용합니다. 과정은, 위험, 복잡 하 고 시간이 많이 걸리는. 합성 과정 보고 여기 훨씬 덜 위험 감소 시키는 대리인으로 에탄올을 사용 하 여.
금지 영역 및 Ag-MWCNTs에 대 한 최소 살 균 농도 (MBC) 측정 되었다; 라이브/죽은 고 Trypan 블루 분석 실험 독성 및 항균 특성을 측정 하기 위해 사용 되었다. 최소 억제 농도 (MIC)와 미토 콘 드리 아 독성 (MTT) 분석 실험 이었다는 분석 방해는 것는 탄소 나노튜브의 특이 한 색상 때문에 수행 되지 않습니다. 마지막으로, 포유류 세포를 영향을 주지 않고 Methylobacterium 종 의 성장을 방지 하기 위해 최소 농도 결정 했다.

<table><tbody><tr><td>0.1 N silver nitrate</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>1090811000</td><td></td></tr><tr><td>Carbon nanotube, multi-walled</td><td>Tokyo Chemical Industry Co., LTD</td><td>308068-56-6</td><td></td></tr><tr><td>R2A agar</td><td>MBcell</td><td>MB-R1129</td><td></td></tr><tr><td>R2A broth</td><td>MBcell</td><td>MB-R2230</td><td></td></tr><tr><td>&lt;em&gt;Methylobacterium spp.&lt;/em&gt;</td><td>KCTC</td><td>12618</td><td>from Korea Collection for Type Cultures Daejeon Korea 12618, Daejon, Korea</td></tr><tr><td>LIVE/DEAD Cell imaging Kit</td><td>ThermoFisher SCIENTIFIC</td><td>R37601</td><td></td></tr><tr><td>AML12</td><td></td><td></td><td>from Chungnam University, Dajeon, Korea</td></tr><tr><td>human PBMC</td><td>ATCC</td><td>PCS-800-011</td><td></td></tr><tr><td>TEM</td><td>JEOL</td><td>JEM-2100F</td><td></td></tr><tr><td>XRD</td><td>Rigaku</td><td>D/MAX 2500</td><td>Cu K photon source (40&lt;em&gt;k&lt;/em&gt;V, 100mA)</td></tr><tr><td>JuLI Br</td><td>NanoEnTek</td><td>JULI-BRSC&amp;nbsp;</td><td></td></tr></tbody></table>

synthesis of multi-walled carbon nanotubes modified with silver nanoparticles and evaluation of their antibacterial activities and cytotoxic properties

본이 연구에서는 다중 벽 탄소 나노튜브 (MWCNTs) 산소 기반 기능 그룹을 형성 하는 수성 황산 솔루션으로 치료 했다. 실버 MWCNTs 실버 AgNO3 산화 MWCNTs의 수성 해결책에서의 감소 증 착에 의해 준비 되었다. CNTs의 독특한 색깔을 감안할 때, 그것은 최소 억제 농도 또는 때문에 그들은 방해는 분석 실험 독성 및 항균 속성을 평가 하는 미토 콘 드리 아 독성 분석 실험에 적용 가능 하지 않았다. 저해 영역과 Ag-MWCNTs에 대 한 최소 살 균 농도 측정 하 고 라이브/죽은 Trypan 블루 분석은 CNTs의 색을 방해 하지 않고 독성 및 항균 속성을 측정 하는 데 사용.

전송 전자 현미경 (TEM) 이미지 Ag-MWCNTs (그림 1A 및 1B)의 형성을 확인합니다. 그들의 성공적인 합성 표면에 변화에 의해 확인 되었다. MWCNTs에 Ag 입자의 크기 계산 (그림 1C). 평균 입자 크기는 약 3.83 nm. Ag-MWCNTs로 합성의 XRD 패턴 그림 1D에 표시 됩니다. MWCNT;에 해당 하는 피크에 20-30 ° 나머지 봉우...

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Synthesis of Multi-walled Carbon Nanotubes Modified with Silver Nanoparticles and Evaluation of Their Antibacterial Activities and Cytotoxic Properties

이 연구에서는 항균 나노 multiwalled 탄소 나노튜브의 산 성 산화 및은 나노 입자의 연속적인 감소 증 착에 의해 합성 되었다. 항균 성 활동 및 세포 독성 테스트 준비로 나노 수행 했다.

나노 입자와 그들의 항균 활동 및 세포 독성 속성의 평가 수정 다중 벽 탄소 나노튜브의 합성

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver ...

synthesis-multi-walled-carbon-nanotubes-modified-with-silver

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Bioengineering

10.2K 조회수.  Korea Institute of Science and Technology. 이 연구에서는 항균 나노 multiwalled 탄소 나노튜브의 산 성 산화 및은 나노 입자의 연속적인 감소 증 착에 의해 합성 되었다. 항균 성 활동 및 세포 독성 테스트 준비로 나노 수행 했다.

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Evaluating Plasmonic Transport in Current-carrying Silver Nanowires

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information support1,2,3. In this context, metal nanowires are especially desirable for realizing dense routing networks4. A prerequisite to operate such shared nanowire-based platform relies on our ability to electrically contact individual metal nanowires and efficiently excite surface plasmon polaritons5 in this information support. In this article, we describe a protocol to bring electrical terminals to chemically-synthesized silver nanowires6 randomly distributed on a glass substrate7. The positions of the nanowire ends with respect to predefined landmarks are precisely located using standard optical transmission microscopy before encapsulation in an electron-sensitive resist. Trenches representing the electrode layout are subsequently designed by electron-beam lithography. Metal electrodes are then fabricated by thermally evaporating a Cr/Au layer followed by a chemical lift-off. The contacted silver nanowires are finally transferred to a leakage radiation microscope for surface plasmon excitation and characterization8,9. Surface plasmons are launched in the nanowires by focusing a near infrared laser beam on a diffraction-limited spot overlapping one nanowire extremity5,9. For sufficiently large nanowires, the surface plasmon mode leaks into the glass substrate9,10. This leakage radiation is readily detected, imaged, and analyzed in the different conjugate planes in leakage radiation microscopy9,11. The electrical terminals do not affect the plasmon propagation. However, a current-induced morphological deterioration of the nanowire drastically degrades the flow of surface plasmons. The combination of surface plasmon leakage radiation microscopy with a simultaneous analysis of the nanowire electrical transport characteristics reveals the intrinsic limitations of such plasmonic circuitry.

Silver nanowires can simultaneously transport electrons and optical information in the form of surface plasmons. A procedure is described here to realize such a shared circuitry and the limitations at propagating both information carriers are evaluated.

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information ...

연구

공학

Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled (functionalized) CNTs are used as stabilizers to produce Pickering type oil-in-water (O/W) emulsions. Lipids namely, Dimodan U and Phytantriol are used as emulsifiers, which in excess water self-assemble into the bicontinuous cubic Pn3m phase. This highly viscous phase is fragmented into smaller particles using a probe ultrasonicator in presence of conventional surfactant stabilizers or CNTs as done here. Initially, the CNTs (powder form) are dispersed in water followed by further ultrasonication with the molten lipid to form the final emulsion. During this process the CNTs get coated with lipid molecules, which in turn are presumed to surround the lipid droplets to form a particulate emulsion that is stable for months. The average size of CNT-stabilized nanostructured lipid particles is in the submicron range, which compares well with the particles stabilized using conventional surfactants. Small angle X-ray scattering data confirms the retention of the original Pn3m cubic phase in the CNT-stabilized lipid dispersions as compared to the pure lipid phase (bulk state). Blue shift and lowering of the intensities in characteristic G and G&#39; bands of CNTs observed in Raman spectroscopy characterize the interaction between CNT surface and lipid molecules. These results suggest that the interactions between the CNTs and lipids are responsible for their mutual stabilization in aqueous solutions. As the concentrations of CNTs employed for stabilization are very low and lipid molecules are able to functionalize the CNTs, the toxicity of CNTs is expected to be insignificant while their biocompatibility is greatly enhanced. Hence the present approach finds a great potential in various biomedical applications, for instance, for developing hybrid nanocarrier systems for the delivery of multiple functional molecules as in combination therapy or polytherapy.

We report on a smart application of carbon nanotubes for kinetic stabilization of lipid particles that contain self-assembled nanostructures in their cores. The preparation of lipid particles requires rather low concentrations of carbon nanotubes permitting their use in biomedical applications such as drug delivery.

탄소 나노 튜브에 의해 안정화 내부 자기 조립 된 지질 입자의 용이 한 제조

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled ...

화학

Generation of Zerovalent Metal Core Nanoparticles Using n-(2-aminoethyl)-3-aminosilanetriol

In this work, a facile one-pot reaction for the formation of metal nanoparticles in a water solution through the use of n-(2-aminoethyl)-3-aminosilanetriol is presented. This compound can be used to effectively reduce and complex metal salts into metal core nanoparticles coated with the compound. By controlling the concentrations of salt and silane one is able to control reaction rates, particle size, and nanoparticle coating. The effects of these changes were characterized through transmission electron microscopy (TEM), UV-Vis spectrometry (UV-Vis), Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (NMR) and Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR). A unique aspect to this reaction is that usually silanes hydrolyze and cross-link in water; however, in this system the silane is water-soluble and stable. It is known that silicon and amino moieties can form complexes with metal salts. The silicon is known to extend its coordination sphere to form penta- or hexa-coordinated species. Furthermore, the silanol group can undergo hydrolysis to form a Si-O-Si silica network, thereby transforming the metal nanoparticles into a functionalized nanocomposites.

Generation of Zerovalent Metal Core Nanoparticles Using n-2-aminoethyl-3-aminosilanetriol

A novel method for metal core nanoparticle synthesis using a water stable silanol is described.

영가 코어 금속 나노 입자의 생성은 사용 N- (2- 아미노 에틸) -3- aminosilanetriol

In this work, a facile one-pot reaction for the formation of metal nanoparticles in a water solution through the use of ...

Synthesis of Functionalized Magnetic Nanoparticles, Their Conjugation with the Siderophore Feroxamine and its Evaluation for Bacteria Detection

In the present work, the synthesis of magnetic nanoparticles, its coating with SiO2, followed by its amine functionalization with (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) and its conjugation with deferoxamine, a siderophore recognized by Yersinia enterocolitica, using a succinyl moiety as a linker are described.
Magnetic nanoparticles (MNP) of magnetite (Fe3O4) were prepared by solvothermal method and coated with SiO2 (MNP@SiO2) using the St&#246;ber process followed by functionalization with APTES (MNP@SiO2@NH2). Then, feroxamine was conjugated with the MNP@SiO2@NH2 by carbodiimide coupling to give MNP@SiO2@NH2@Fa. The morphology and properties of the conjugate and intermediates were examined by eight different methods including powder X-Ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive X-Ray (EDX) mapping. This exhaustive characterization confirmed the formation of the conjugate. Finally, in order to evaluate the capacity and specificity of the nanoparticles, they were tested in a capture bacteria assay using Yersinia enterocolitica.

This work describes protocols for the preparation of magnetic nanoparticles, its coating with SiO2, followed by its amine functionalization with (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) and its conjugation with deferoxamine using a succinyl moiety as a linker. A deep structural characterization description and a capture bacteria assay using Y. enterocolitica for all the intermediate nanoparticles and the final conjugate are also described in detail.

기능성 자기 나노 입자의 합성, 사이드로포레 페록사민과의 그들의 융합 및 박테리아 검출에 대한 평가

In the present work, the synthesis of magnetic nanoparticles, its coating with SiO2, followed by its amine functionalization with ...

Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of medicine. In addition to efforts to identify novel small-molecule antimicrobial drugs, there has been great interest in the use of metal nanoparticles as coatings for medical devices, wound dressings, and consumer packaging, due to their antimicrobial properties. The wide variety of methods available for nanoparticle synthesis results in a broad spectrum of chemical and physical properties which can affect antibacterial efficacy. This manuscript describes the pulsed laser-ablation in liquids (PLAL) method to create nanoparticles. This approach allows for the fine tuning of nanoparticle size, composition, and stability using post-irradiation methods as well as the addition of surfactants or volume excluders. By controlling particle size and composition, a large range of physical and chemical properties of metal nanoparticles can be explored which may contribute to their antimicrobial efficacy thereby opening new avenues for antibacterial development.

The antimicrobial properties of metals such as copper and silver have been recognized for centuries. This protocol describes pulsed laser-ablation in liquids, a method of synthesizing metal nanoparticles that provides the ability to fine tune the properties of these nanoparticles to optimize their antimicrobial effects.

액체에서의 펄스 레이저 어블 레이션에 의한 금속 나노 입자의 제조 : 나노 입자의 항균성 연구를위한 도구

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of ...

생체공학

A Silver Nanoparticle Method for Ameliorating Biliary Atresia Syndrome in Mice

Biliary atresia (BA) is a severe type of cholangitis with high mortality in children of which the etiology is still not fully understood. Viral infections may be one possible cause. The typical animal model used for studying BA is established by inoculating a neonatal mouse with a rhesus rotavirus. Silver nanoparticles have been shown to exert antibacterial and antiviral effects; their function in the BA mouse model is evaluated in this study. Currently, in BA animal experiments, the methods used to improve the symptoms of BA mice are generally symptomatic treatments given via food or other drugs. The aim of this study is to demonstrate a new method for ameliorating BA syndrome in mice by the intraperitoneal injection of silver nanoparticles and to provide detailed methods for preparing the silver nanoparticle gel formulation. This method is simple and widely applicable and can be used to research the mechanism of BA, as well as in clinical treatments. Based on the BA mouse model, when the mice exhibit jaundice, the prepared silver nanoparticle gel is injected intraperitoneally to the surface of the lower liver. The survival status is observed, and biochemical indicators and liver histopathology are examined. This method allows a more intuitive understanding of both the establishment of the BA model and novel BA treatments.

This article describes in detail a method based on silver nanoparticles for ameliorating biliary atresia syndrome in an experimental biliary atresia mouse model. A solid understanding of the reagent preparation process and the neonatal mouse injection technique will help familiarize researchers with the method used in neonatal mouse model studies.

쥐에서 담 즙이 폐쇄 증 증후군 장황 하는 실버 나노 방법

Biliary atresia (BA) is a severe type of cholangitis with high mortality in children of which the etiology is still not fully understood. Viral infections ...

면역학 및 감염병학

Tangential Flow Ultrafiltration: A  &ldquo;Green&rdquo; Method for the Size Selection and Concentration of Colloidal Silver Nanoparticles

Nowadays, AgNPs are extensively used in the manufacture of consumer products,1 water disinfectants,2 therapeutics,1, 3 and biomedical devices4 due to their powerful antimicrobial properties.3-6 These nanoparticle applications are strongly influenced by the AgNP size and aggregation state. Many challenges exist in the controlled fabrication7 and size-based isolation4,8 of unfunctionalized, homogenous AgNPs that are free from chemically aggressive capping/stabilizing agents or organic solvents.7-13 Limitations emerge from the toxicity of reagents, high costs or reduced efficiency of the AgNP synthesis or isolation methods (e.g., centrifugation, size-dependent solubility, size-exclusion chromatography, etc.).10,14-18 To overcome this, we recently showed that TFU permits greater control over the size, concentration and aggregation state of Creighton AgNPs (300 ml of 15.3 &mu;g ml-1 down to 10 ml of 198.7 &mu;g ml-1) than conventional methods of isolation such as ultracentrifugation.19
TFU is a recirculation method commonly used for the weight-based isolation of proteins, viruses and cells.20,21 Briefly, the liquid sample is passed through a series of hollow fiber membranes with pore size ranging from 1,000 kD to 10 kD. Smaller suspended or dissolved constituents in the sample will pass through the porous barrier together with the solvent (filtrate), while the larger constituents are retained (retentate). TFU may be considered a "green" method as it neither damages the sample nor requires additional solvent to eliminate toxic excess reagents and byproducts. Furthermore, TFU may be applied to a large variety of nanoparticles as both hydrophobic and hydrophilic filters are available.
The two main objectives of this study were: 1) to illustrate the experimental aspects of the TFU approach through an invited video experience and 2) to demonstrate the feasibility of the TFU method for larger volumes of colloidal nanoparticles and smaller volumes of retentate. First, unfuctionalized AgNPs (4 L, 15.2 &mu;g ml-1) were synthesized using the well-established Creighton method22,23 by the reduction of AgNO3 with NaBH4. AgNP polydispersity was then minimized via a 3-step TFU using a 50-nm filter (460 cm2) to remove AgNPs and AgNP-aggregates larger than 50 nm, followed by two 100-kD (200 cm2 and 20 cm2) filters to concentrate the AgNPs. Representative samples were characterized using transmission electron microscopy, UV-Vis absorption spectrophotometry, Raman spectroscopy, and inductively coupled plasma optical emission spectroscopy. The final retentate consisted of highly concentrated (4 ml, 8,539.9 &mu;g ml-1) yet lowly aggregated and homogeneous AgNPs of 1-20 nm in diameter. This corresponds to a silver concentration yield of about 62%.

Tangential flow ultrafiltration (TFU) is a recirculation method used for the weight-based separation of biosamples. TFU was adapted to size-select (1-20 nm diameter) and highly concentrate a large volume of polydisperse silver nanoparticles (4 L of 15.2 &mu;g ml-1 down to 4 ml of 8,539.9 &mu;g ml-1) with minimal aggregation.

접선 흐름 Ultrafiltration : 콜로이드 실버 나노 입자의 크기 선택과 집중을위한 &quot;그린&quot;방법

Nowadays, AgNPs are extensively used in the manufacture of consumer products,1 water disinfectants,2 therapeutics,1, 3 and biomedical devices4 due to ...

생물학

Evaluation of Antimicrobial Activities of Nanoparticles and Nanostructured Surfaces In Vitro

The antimicrobial activities of nanoparticles and nanostructured surfaces, such as silver, zinc oxide, titanium dioxide, and magnesium oxide, have been explored previously in clinical and environmental settings and in consumable food products. However, a lack of consistency in the experimental methods and materials used has culminated in conflicting results, even amongst studies of the same nanostructure types and bacterial species. For researchers who wish to employ nanostructures as an additive or coating in a product design, these conflicting data limit their utilization in clinical settings. 
To confront this dilemma, in this article, we present four different methods to determine the antimicrobial activities of nanoparticles and nanostructured surfaces, and discuss their applicability in different scenarios. Adapting consistent methods is expected to lead to reproducible data that can be compared across studies and implemented for different nanostructure types and microbial species. We introduce two methods to determine the antimicrobial activities of nanoparticles and two methods for the antimicrobial activities of nanostructured surfaces. 
For nanoparticles, the direct co-culture method can be used to determine the minimum inhibitory and minimum bactericidal concentrations of nanoparticles, and the direct exposure culture method can be used to assess real-time bacteriostatic versus bactericidal activity resulting from nanoparticle exposure. For nanostructured surfaces, the direct culture method is used to determine the viability of bacteria indirectly and directly in contact with nanostructured surfaces, and the focused-contact exposure method is used to examine antimicrobial activity on a specific area of a nanostructured surface. We discuss key experimental variables to consider for in vitro study design when determining the antimicrobial properties of nanoparticles and nanostructured surfaces. All these methods are relatively low cost, employ techniques that are relatively easy to master and repeatable for consistency, and are applicable to a broad range of nanostructure types and microbial species.

Evaluation of Antimicrobial Activities of Nanoparticles and Nanostructured Surfaces In Vitro

We introduce four methods to evaluate the antimicrobial activities of nanoparticles and nanostructured surfaces using in vitro techniques. These methods can be adapted to study the interactions of different nanoparticles and nanostructured surfaces with a broad range of microbial species.

시험관 내에서 나노 입자 및 나노 구조 표면의 항균 활성 평가

The antimicrobial activities of nanoparticles and nanostructured surfaces, such as silver, zinc oxide, titanium dioxide, and magnesium oxide, have been ...

<meta charset="utf8"></head><body> 산화 아연 나노 입자 합성 및 항균 효과 분석

Preparation of Zinc Oxide Nanoparticles and the Evaluation of their Antibacterial Effects

Nosocomial bacterial infections have become increasingly challenging due to their inherent resistance to antibiotics. The emergence of multidrug-resistant bacterial strains in hospitals has been attributed to the extensive and varied use of antibiotics, further exacerbating the problem of antibiotic resistance. Metal nanomaterials have been widely studied as an alternative solution for eradicating antibiotic-resistant bacterial cells. Metallic nanoparticles attack bacterial cells through various mechanisms, such as the release of antibacterial ions, generation of reactive oxygen species, or physical disruption, against which bacteria cannot develop resistance. Among the actively researched antimicrobial metal nanoparticles, zinc oxide nanoparticles, which are FDA-approved, are known for their biocompatibility and antibacterial properties. In this study, we focused on successfully developing a precipitation method for synthesizing zinc oxide nanoparticles, analyzing the properties of these nanoparticles, and conducting antimicrobial tests. Zinc oxide nanoparticles were characterized using transmission electron microscopy (TEM), dynamic light scattering (DLS), ultraviolet/visible spectroscopy, and X-ray diffraction (XRD). Antibacterial tests were conducted using the broth microdilution test with the multidrug-resistant strains of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Pseudomonas aeruginosa. This study demonstrated the potential of zinc oxide nanoparticles in inhibiting the proliferation of antibiotic-resistant bacteria.

<meta charset="utf8"></head><body>저자 스포트라이트: 항생제 내성 극복을 위한 산화아연 나노입자의 항균 효과 탐구

In this study, zinc oxide nanoparticles were synthesized using a precipitation method. The antibacterial effect of the synthesized particles was tested against multidrug-resistant methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Pseudomonas aeruginosa bacterial strains.

산화아연 나노입자의 제조 및 항균 효과 평가

Nosocomial bacterial infections have become increasingly challenging due to their inherent resistance to antibiotics. The emergence of multidrug-resistant ...

나노 입자와 그들의 항균 활동 및 세포 독성 속성의 평가 수정 다중 벽 탄소 나노튜브의 합성

요약

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이 비디오의 챕터

Evaluating Plasmonic Transport in Current-carrying Silver Nanowires

탄소 나노 튜브에 의해 안정화 내부 자기 조립 된 지질 입자의 용이 한 제조

영가 코어 금속 나노 입자의 생성은 사용 N- (2- 아미노 에틸) -3- aminosilanetriol

기능성 자기 나노 입자의 합성, 사이드로포레 페록사민과의 그들의 융합 및 박테리아 검출에 대한 평가

액체에서의 펄스 레이저 어블 레이션에 의한 금속 나노 입자의 제조 : 나노 입자의 항균성 연구를위한 도구

쥐에서 담 즙이 폐쇄 증 증후군 장황 하는 실버 나노 방법

접선 흐름 Ultrafiltration : 콜로이드 실버 나노 입자의 크기 선택과 집중을위한 "그린"방법

시험관 내에서 나노 입자 및 나노 구조 표면의 항균 활성 평가

산화아연 나노입자의 제조 및 항균 효과 평가

산화아연 나노입자의 제조 및 항균 효과 평가