Este trabalho é apoiado pelo Ministério da ciência e tecnologia, Taiwan, República da China, sob concede número mais 105-2221-E-011-008, e também pela Advanced-Connectek Inc., Taipei, Taiwan, ROC sob contrato número RD ref. n º 6749 e Dept. ref. n º 011 através do Formou-se Instituto de engenharia eletro-óptica, Universidade Nacional de Taiwan de ciência e tecnologia.

Atenção: Use luvas de látex, óculos de protecção e um casaco de laboratório para realizar o experimento. Sempre que usar o gabinete de segurança biológica, liga a ventoinha do gabinete e manter a porta do armário semi-cerrados.
1. preparação dos grânulos de vidro
<ol><li>Coloque 100 grânulos de vidro de 3 mm de diâmetro em um frasco de 100 mL de laboratório e depois tampá-lo firmemente.</li>
	<li>Autoclave o conteúdo a 120 ° C por 10 min.</li>
	<li>Deixe a garrafa esfriar a temperatura ambiente e, em seguida, coloque-o na biossegurança do armário.</li>
</ol>2. preparação do caldo lisogenia (LB)
<ol><li>Dissolva 8 g de pó de caldo LB-Lennox em uma garrafa de 500 mL laboratório com 400 mL de água.</li>
	<li>Mexa o conteúdo com uma barra de agitação magnética PTFE por 20 min e depois tampá-lo firmemente.</li>
	<li>Autoclave o conteúdo a 120 ° C por 10 min.</li>
	<li>A solução para arrefecer a temperatura ambiente e colocá-lo na biossegurança sair do armário.</li>
	<li>Utilizando uma pipeta, alíquota o caldo em oito tubos de centrífuga de 15 mL na biossegurança do armário (12,5 mL cada uma).</li>
	<li>Alíquota o caldo restante em três frascos de 100 mL laboratório no armário a Biossegurança (100 mL cada uma). As três garrafas Cap firmemente. Mantê-los na biossegurança do armário.</li>
</ol>3. cultura de algas Shewanella
<ol><li>Use a estirpe criopreservada ultracongelada.</li>
	<li>Na biossegurança do armário, escolher 1 mL do material congelado do tubo congelado com uma espátula de aço inoxidável e colocá-lo em um tubo de centrífuga preparado no passo 3.5.</li>
	<li>Incube as culturas por 24 h em uma incubadora de 37 ° C.</li>
</ol>4. preparação de pratos de Petri LB-Lennox (caldo com ágar-ágar)
<ol><li>Dissolva os dois comprimidos de LB-Lennox (caldo com ágar-ágar) em um frasco de 100 mL laboratório com 100 mL de água.</li>
	<li>Mexa o conteúdo com uma barra de agitação magnética PTFE por 20 min e depois tampá-lo firmemente.</li>
	<li>Autoclave o conteúdo a 120 ° C por 10 min.</li>
	<li>A biossegurança do armário, alíquota por mão de 100 mL de solução em 4 placas de Petri, garantindo que cada um receber ~ 25 mL. Deixe a solução arrefecer à temperatura ambiente.</li>
</ol>5. preparação de bactérias Monoclonal
<ol><li>Na biossegurança do armário, rotule as três garrafas preparadas na etapa 2.6, #1, #2 e #3, respectivamente.</li>
	<li>Pipete 0,1 mL da suspensão bacteriana resultante na etapa 3.3 em garrafa #1. Tampe a garrafa e balançá-lo com a mão por 1 min obter uma solução homogénea.</li>
	<li>Pipete 0,1 mL do líquido resultante bacteriano na etapa 5.2 em garrafa #2. Tampe a garrafa e balançá-lo com a mão por 1 min obter uma solução homogénea.</li>
	<li>Pipete 0,1 mL do líquido resultante bacteriano na etapa 5.3 em garrafa #3. Tampar o frasco e agitá-lo com a mão por 1 min obter uma solução homogénea.</li>
	<li>Pipete o líquido na garrafa #3 para a 4 placas de Petri preparada na etapa 4.4, usando um volume de 0,02 mL cada.</li>
	<li>Coloca os grânulos de vidro preparados na etapa 1.3 para as 4 placas de Petri usado, 4 contas em cada prato.</li>
	<li>Feche as tampas dos pratos Petri e agitá-los à mão por 1 min.</li>
	<li>Vire os pratos de Petri e incubar em uma incubadora de 37 ° C por 24 h.</li>
</ol>6. a multiplicação de bactérias Monoclonal
<ol><li>Buscar 7 tubos preparados na etapa 2.5.</li>
	<li>Escolher as bactérias monoclonais resultantes da 4 placas de Petri preparadas na etapa 5.8 com uma espátula de aço inoxidável e colocá-los em 7 tubos separadamente.</li>
	<li>Deixe os 7 tubos em uma incubadora de 37 ° C por 24 h.</li>
	<li>Escolha aquele com a maior dispersão de luz utilizando o método colorimétrico visual.</li>
</ol>7. preparação de caldo LB-Lennox com glicose e sal
<ol><li>Colocar 10 g de caldo LB-Lennox, 10 g de NaCl e 10 g de glicose em uma garrafa de 500 mL de laboratório. Adicione água até o volume atinge 450 mL.</li>
	<li>Mexa o conteúdo com uma barra de agitação magnética PTFE por 20 min.</li>
	<li>Autoclave o conteúdo a 120 ° C por 10 min.</li>
</ol>8. preparação de tungstato de sódio
<ol><li>Coloque 16,5 g de nd de tungstato de sódio2WO4.2h2O em um frasco de 100 mL de laboratório com uma espátula de aço inoxidável. Adicione água até o volume atinge 50 mL.</li>
	<li>Mexa o conteúdo com uma barra de agitação magnética PTFE por 20 min.</li>
	<li>Autoclave o conteúdo a 120 ° C por 10 min.</li>
	<li>A gabinete de segurança biológica, obter filtrado através de um filtro de vácuo da fibra de vidro com poros de 1 µm.</li>
</ol>9. preparação de LB com tungstato de sódio, sal e glicose
<ol><li>Na biossegurança do armário, despeje o filtrado adquirido na etapa 8,4 à mão na solução com glicose e sal preparado no passo 7.3.</li>
	<li>O armário de biossegurança, alíquotas com uma pipeta, a solução resultante de 500ml na etapa 9.1 em tubos de centrífuga de 10 x 50 mL.</li>
</ol>10. cultura de bactérias
<ol><li>Na biossegurança do armário, vai buscar o líquido preparado na etapa 6.4 e alíquota com uma pipeta para os 10 tubos de ensaio preparados no passo 9.2, com cada tubo receber 0,05 mL.</li>
	<li>Incube os tubos de 10 em uma incubadora de 37 ° C para 120 h.</li>
</ol>11. colheita de minerais BME
<ol><li>Ultrasonicate cada um dos 10 tubos na fase 9.2 a 20 KHz com 150 W por 1h.</li>
	<li>Centrifuga os tubos a 2.025 x g, durante 1 h.</li>
	<li>Remover o líquido dos tubos com uma pipeta, adicione a água e em seguida, repita as etapas 11.1 e 11.2 mais uma vez.</li>
	<li>Remover o líquido dos tubos com uma pipeta, adicione álcool e então ultrasonicate-los a 20 KHz com 150 W por 1h.</li>
	<li>Centrifuga os tubos a 2.025 x g, durante 1 h.</li>
	<li>Repita as etapas 11.4 e 11.5 mais uma vez</li>
	<li>Minerais BME colheita removendo o líquido dos tubos com uma pipeta; Depois, imediatamente tampa os tubos sem executar qualquer processo de secagem.</li>
</ol>12. oscilação de temperatura com Pandoraea SP. e molibdato
<ol><li>Cultura Pandoraea SP. , da mesma forma como nos passos 2, 3, 4, 5 e 6 para Shewanella algas. O resultado desta etapa corresponde da etapa 6.4.</li>
	<li>Fazer caldo LB com glicose e o sal da mesma forma como nos passos 7, 8 e 9, exceto que a 16,5 g de tungstato de sódio em passo 7.1 é substituído com 12 g de molibdato de sódio, Na2MoO4 · 2H2O. O resultado desta etapa corresponde da etapa 9.2.</li>
	<li>A gabinete de segurança biológica, busca o líquido preparado no passo 12.1 e alíquotas com uma pipeta para os 10 tubos preparados na etapa 12.2, com cada tubo receptor 0,05 mL.</li>
	<li>Incube os tubos de 10 na etapa 12.3 sob temperaturas oscilantes para 120 h em uma recíproca tremendo banho, oscilando a temperatura 5 vezes entre 25 ° C e 37 ° C, com cada temperatura duração de 12 h.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Chertok, B., Moffat, B. A., David, A. E., Yu, F., Bergemann, C., Ross, B. D., Yang, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iron+Oxide+Nanoparticles+as+a+Drug+Delivery+Vehicle+for+MRI+Monitored+Magnetic+Targeting+of+Brain+Tumors.">Iron Oxide Nanoparticles as a Drug Delivery Vehicle for MRI Monitored Magnetic Targeting of Brain Tumors.</a> Biomaterials. 29 (4), 487 (2008).</li><li>Mansur, C., Pope, M., Pascucci, M. R., Shivkumar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zirconia-Calcium+Phosphate+Composites+for+Bone+Replacement.">Zirconia-Calcium Phosphate Composites for Bone Replacement.</a> Ceramics Int. 24, 11 (1998).</li><li>Wang, Y., Arandiyan, H., Jason Scott, J., Bagheri, A., Dai, H., Amal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+ordered+meso/macroporousmetal+oxides+for+heterogeneous+catalysis:+a+review.">Recent advances in ordered meso/macroporousmetal oxides for heterogeneous catalysis: a review.</a> J. Mater. Chem. A. 5, 8825 (2017).</li><li>Kleshch, V. I., Rackauskas, S., Nasibulin, A. G., Kauppinen, E. I., Obraztsova, E. D., Obraztsov, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field+Emission+Properties+of+Metal+Oxide+Nanowires.">Field Emission Properties of Metal Oxide Nanowires.</a> J. of Nanoelectron. and Optoelectron. 7, 35 (2012).</li><li>Ismagilov, R. R., Tuyakova, F. T., Kleshch, V. I., Obraztsova, E. A., Obraztsov, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CVD+nanographite+films+covered+by+ALD+metal+oxides:+structural+and+field+emission+properties.">CVD nanographite films covered by ALD metal oxides: structural and field emission properties.</a> Phys. Status Solidi C. 12 (7), 1022 (2015).</li><li>Mor, G. K., Shankar, K., Paulose, M., Varghese, O. K., Grimes, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Highly-Ordered+TiO2+Nanotube+Arrays+in+Dye-Sensitized+Solar+Cells.">Use of Highly-Ordered TiO2 Nanotube Arrays in Dye-Sensitized Solar Cells.</a> NANO LETT. 6 (2), 215-218 (2006).</li><li>Lee, J. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas+sensors+using+hierarchical+and+hollow+oxide+nanostructures:+Overview.">Gas sensors using hierarchical and hollow oxide nanostructures: Overview.</a> Sensors and Actuators B. 140, 319 (2009).</li><li>Poizot, P., Laruelle, S., Grugeon, S., Dupont, L., Tarascon Shankar, J. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-sized+transition-metal+oxides+as+negative-electrode+materials+for+lithium-ion+batteries.">Nano-sized transition-metal oxides as negative-electrode materials for lithium-ion batteries.</a> Nature. 407, 496 (2000).</li><li>Jang, D., Meza, L. R., Greer, F., Greer, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+deformation+of+three-dimensional+hollow+ceramic+nanostructures.">Fabrication and deformation of three-dimensional hollow ceramic nanostructures.</a> Nature Materials. 12, 893 (2013).</li><li>Lazarus, A., Florijn, H. C. B., Reis, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geometry-Induced+Rigidity+in+Nonspherical+Pressurized+Elastic+Shells.">Geometry-Induced Rigidity in Nonspherical Pressurized Elastic Shells.</a> PRL. 109, 144301 (2012).</li><li>Vella, D., Ajdari, A., Vaziri, A., Boudaoud, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indentation+of+Ellipsoidal+and+Cylindrical+Elastic+Shells.">Indentation of Ellipsoidal and Cylindrical Elastic Shells.</a> PRL. 109, 144302 (2012).</li><li>Xu, H., Wang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Template+Synthesis+of+Multishelled+Cu2O+Hollow+Spheres+with+a+Single-Crystalline+Shell+Wall.">Template Synthesis of Multishelled Cu2O Hollow Spheres with a Single-Crystalline Shell Wall.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 46, 1489 (2007).</li><li>Li, B., Shao, X., Hao, Y., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasonic-spray-assisted+synthesis+of+metal+oxide+hollow/mesoporous+microspheres+for+catalytic+CO+oxidations.">Ultrasonic-spray-assisted synthesis of metal oxide hollow/mesoporous microspheres for catalytic CO oxidations.</a> RSC Adv. 5, 85640 (2015).</li><li>Yu, J., Wang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+Synthesis+and+Photocatalytic+Activity+of+Mesoporous+Titania+Hollow+Microspheres.">Hydrothermal Synthesis and Photocatalytic Activity of Mesoporous Titania Hollow Microspheres.</a> Powder Tech. 301, 96 (2016).</li><li>Xu, G., Zhang, X., Cui, H., Zhang, Z., Ding, J., Wu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facile+synthesis+of+mesoporous+SnO2+microspheres+using+bioactive+yeast+cell.">Facile synthesis of mesoporous SnO2 microspheres using bioactive yeast cell.</a> Powder Tech. 301, 96 (2016).</li><li>Nomura, T., Tanii, S., Ishikawa, M., Tokumoto, H., Konishi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+hollow+zirconia+particles+using+wet+bacterial+templates.">Synthesis of hollow zirconia particles using wet bacterial templates.</a> Adv. Powder Tech. 24, 1013 (2013).</li><li>Frankel, R. B., Bazylinski, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biologically+Induced+Mineralization+by+Bacteria.">Biologically Induced Mineralization by Bacteria.</a> Rev. in Mineralogy and Geochem. 54 (1), 95 (2003).</li><li>Bazylinski, D. A., Frankel, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biologically+Controlled+Mineralization+in+Prokaryotes.">Biologically Controlled Mineralization in Prokaryotes.</a> Rev. in Mineralogy and Geochem. 54 (1), 217 (2003).</li><li>Lin, P. -. H., Huang, Y. -. T., Lin, F. -. 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>

Os autores não têm nada para divulgar.

No que se refere a autoconsistência dos resultados experimentais, a preparação e a multiplicação de bactérias monoclonais são críticos. Neste experimento, diferente do modelo síntese experiências15,16, empregado bioativas bactérias Gram-negativas. Para obter uma única parede, optamos por bactérias procarióticas em vez de bactérias eucariontes como fermento15. Para alcançar uma forma esférica com uma relação comprimento-diâmetro de 1:1, em vez de uma maior proporção comprimento-diâmetro16, alimentamos as bactérias com uma concentração muito maior de oxyanions para manipulá-los a encolher-se em uma forma esférica, fazendo microcápsulas com uma parede simples, redondo e fina (< 30 nm).
Uma vez o BME baseia-se principalmente na regulação da concentração de oxyanions para controlar o metabolismo de bactérias, que apresenta duas limitações. Em primeiro lugar, a concentração de oxyanions é limitada pela solubilidade, embora a concentração deve ser mais alta possível. Em segundo lugar, mais bacterianos metabolismos vão parar a uma temperatura acima de 45 ° C ou abaixo de 5 ° C, respectivamente o limites superior e inferior de nosso experimento.
Apesar dessas duas limitações, o BME tem um grande potencial para fazer materiais de óxido de metal de interesse prático. Para fundamentar o seu pedido, nós vamos tentar este método para fazer microcápsulas de zircônio e microcápsulas de ferro — o primeiro material para ossos artificiais e o último para a entrega da droga a ser um bom candidato.

Nanopartículas de óxido de metal são exploradas para entrega de drogas1, construção artificial ossos2, catálise heterogênea3, emissão de campo4,5, células solares6, sensores de gás7, e baterias de lítio8. Para aplicações práticas, a resistência mecânica de nanocristais e sua microestrutura são cruciais. Entre as microestruturas, estruturas de invólucro vazio podem ser usadas para criar materiais de pouco peso, mecanicamente robusto9. Entre as estruturas de invólucro vazio, uma forma esférica é conhecida por ser mais rígida do que uma forma elipsoidal; o último tem uma relação comprimento-diâmetro maior do que o antigo10,11. Este trabalho descreve um protocolo para a síntese de microcápsulas esféricas através de bactérias com um método não-tóxico sob uma condição ambiental, o que contrasta com os métodos alternativos, incluindo o modelo síntese método12, pulverizador Ultrassônico-assistida síntese método13 e método hidrotérmico14. Alguns dos métodos alternativos requerem modelos12, alguns uma temperatura tão alta como a 500 ° C13e alguns uma alta pressão14. Quanto a estrutura resultante, o método de síntese de modelo utilizando o modelo de levedura ocasiona uma estrutura casca-núcleo15, em vez de um com uma única parede, e o único utilizando o modelo de e. coli produz uma estrutura com relação comprimento-diâmetro de 1.7:0.8 e não é esférica. 16.
Neste trabalho, nós fizemos microcápsulas de óxido de metal com uma parede única e de forma esférica sob uma condição ambiente explorando o metabolismo bacteriano. Na glicólise bacteriana, um processo químico que metaboliza as fontes de carbono, como glicose e lactose, fontes de carbono são consideradas ser a origem do poder redutor gerado nele. Estamos manipulados metabolismo bacteriano, ajustando a concentração de fontes de carbono para atingir os fins desejados. Este método é favorável ao meio ambiente, usando agentes tóxicos e consumindo menos energia de eletricidade. Por último, este método permite a produção em massa de microcápsulas simplesmente aumentando o volume do caldo.
Antes do método, há outro dois métodos, utilizando o metabolismo bacteriano para tornar minerais: biologicamente induzido mineralização (BIM)17 e mineralização biologicamente controlado (BCM)18. BCM nem BIM pode ser usado para fazer de sódio microcápsulas de tungstato de tungstato e molibdato como nosso processo, que é designado como a excreção de minerais bacteriana (BME)19. Neste experimento, a forma de microcápsulas pode ser controlada para ter uma relação comprimento-diâmetro de 10:1 a 1:1, e o tamanho das nanopartículas grãos que formam as conchas podem ser ajustadas variando de 15 nm até 110 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

Apresentamos um método, a excreção de minerais bacteriana (BME), para a síntese de dois tipos de microcápsulas, tungstato de sódio e molibdato de sódio e nanopartículas correspondentes dos dois óxidos de metal — o primeiro sendo tão pequeno quanto 22 nm e o último 15 nm. Nós alimentados duas estirpes de bactérias, algas Shewanella e Pandoraea SP., com várias concentrações de íons tungstato ou molibdato. As concentrações de tungstato e molibdato foram ajustadas para fazer microcápsulas de diferentes proporções de comprimento-diâmetro. Descobrimos que quanto maior a concentração menor as nanopartículas foram. As nanopartículas veio com três relações de comprimento-diâmetro: 10:1, 3:1 e 1:1, que foram atingidos pelo alimentando as bactérias respectivamente com uma baixa concentração, uma concentração média e alta concentração. As imagens das ocas microcápsulas foram tiradas através da digitalização microesfera de elétron (SEM). Verificaram-se suas estruturas cristalinas por difração de raios x (XRD) — a estrutura de cristal de microcápsulas de molibdato Na2MoO4 e de microcápsulas de tungstato é at2WO4 com at2W2O7. Todas estas sínteses foram realizados sob uma condição ambiente próxima.

A Figura 1 mostra genuínas microcápsulas esféricas. As duas variedades da bactéria Shewanella algas e Pandoraea sp., originalmente têm uma proporção comprimento-diâmetro de 3:1. Para alcançar a relação comprimento-diâmetro de 1:1, alta concentração (> 100 mM) de metal oxyanions é necessária. Uma baixa concentração (< 5mm) de oxyanions pode resultar em um comprimento a relação do diâmetro de 10:1, como que na Figura 2, que pode resultar de influxo de oxyanions, bloqueando a fissão binária das bactérias. Por último, para alcançar uma relação comprimento-diâmetro de 3:1, assim, na Figura 3, é necessária uma concentração média (~ 20 mM) de oxyanions. A formação de cascas esféricas, com uma relação comprimento-diâmetro de 1:1, pode ser provocada por unidades bacterianas que darem-se a reduzir sua área de superfície para equilibrar a ingestão de oxyanions enquanto difusão oxyanions através da membrana celular. As três figuras juntos indicam que a relação do comprimento-diâmetro poderão ser sintonizada de 10:1 a 1:1, simplesmente ajustando a concentração de oxyanions.
Figura 4 e Figura 5 mostram as nanopartículas grãos de molibdato de sódio em tamanhos diferentes: a mais nova sendo 15 nm e o maior um 110 nm. Observe que na Figura 5, dos cartuchos não-quebrado, partículas de 110 nm pode ainda ser acorrentado ao outro, formando conchas porosas. O gordinho foi adquirido através de oscilação da temperatura do caldo de cultivo 5 vezes entre 25 ° C e 37 ° C, com cada temperatura duração de 12 h. Durante a oscilação de temperatura, só não podem ser produzidos grãos de tamanhos diferentes, mas também manter a estrutura microesférica, o que significa que nós podemos fazer microcápsulas com tamanhos de grão diferente, de 15 nm até 110 nm, apenas controlando a temperatura do caldo .
A Figura 6 mostra o muro quebrado com grãos maiores que ficar ao lado da abertura da parede. A espessura da parede é de cerca de 22 nm e o grão maior é de 40-60 nm. A diferença de tamanho pode resultar de diferentes processos metabólicos, que ainda não foram identificados.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig1.jpg"> Figura 1: imagem SEM o dos reservatórios esféricos ocos com uma relação comprimento-diâmetro de 1:1. Essa estrutura foi feita de tungstato de sódio excretado por algas Shewanella com glicose como fonte de carbono. Reproduzido com permissão da ECS J. de Sci. de estado sólido e Tech, 6(3), N3113 (2017). Copyright 2017, a sociedade eletroquímica. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig2.jpg"> Figura 2: imagem SEM o dos reservatórios de filamento longo oco com uma relação comprimento-diâmetro de 10:1. Essa estrutura foi feita de molibdato de sódio excretado por Pandoraea SP. com glicose como fonte de carbono. Reproduzido com permissão da ECS J. de Sci. de estado sólido e Tech, 6(3), N3113 (2017). Copyright 2017, a sociedade eletroquímica. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig3.jpg"> Figura 3: imagem SEM o quebrado oco conchas em forma de haste com uma relação comprimento-diâmetro de 3:1. Essa estrutura foi feita de tungstato de sódio excretado por algas Shewanella com glicose como fonte de carbono. Reproduzido com permissão da ECS J. de Sci. de estado sólido e Tech, 6(3), N3113 (2017). Copyright 2017, a sociedade eletroquímica. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig3large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig4.jpg"> Figura 4: imagem SEM o dos reservatórios de molibdato de sódio quebrado com um tamanho de partícula de grão de 15 nm. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig4large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig5.jpg"> Figura 5: imagem SEM o dos reservatórios de molibdato de sódio quebrado e não-quebrado com um tamanho de partícula de grão de 110 nm. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig5large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig6.jpg"> Figura 6: imagem SEM o de conchas ocas quebradas com uma relação comprimento-diâmetro de 1:1. Essa estrutura foi feita de tungstato de sódio excretado por algas Shewanella com glicose como fonte de carbono. Grânulos com um tamanho de cerca de 40-60 nm pendurar fora o shell bem próximo a um grande buraco, enquanto o escudo em si é feito de grânulos com um tamanho de cerca de 22 nm. Reproduzido com permissão da ECS J. de Sci. de estado sólido e Tech, 6(3), N3113 (2017). Copyright 2017, a sociedade eletroquímica. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig6large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion at JoVE.com

Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion

Este trabalho apresenta um protocolo para fabricação de microcápsulas de molibdato tungstato e de sódio de sódio através de bactérias e seus correspondentes nanopartículas.

Sintetizando o tungstato de sódio e microcápsulas de molibdato de sódio através da excreção bacteriana de minerais

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

synthesizing-sodium-tungstate-sodium-molybdate-microcapsules-via

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Chemistry

8.5K visualizações.  National Taiwan University of Science and Technology. Este trabalho apresenta um protocolo para fabricação de microcápsulas de molibdato tungstato e de sódio de sódio através de bactérias e seus correspondentes nanopartículas.

Vídeo: Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion

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.

Inversa Síntese mediada por Microemulsão de monometálicos e bimetálico precoce de Metais de Transição Carbide e nitreto Nanopartículas

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

Química

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.

Síntese e Reacção Química de nanosize monossódico Titanate

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.

Síntese de CDs Nanopartículas sem ligando dentro de uma matriz de copolímero de Enxofre

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.

Ajustabilidade de Nanoesponjas em Tamanho e Densidade Reticular

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).

Análise de minerais produzidos por hFOB 1.19 e Saos-2 células usando microscopia eletrônica de transmissão com energia dispersiva microanálise de raios-x

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.

Sal fundido síntese de nanopartículas de óxido metálico complexo

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.

Cápsulas à base de plantas de extração de para aplicações de microencapsulação

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

Bioengenharia

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.

Triplet Fusion Upconversion Nanocápsula Síntese

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

Engenharia

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.

Síntese de Nanopartículas de Óxido de Manganês por Decomposição Térmica de Acetilado de Manganês(II) Acetillacetonato

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