Name: encapsulating cytochrome c in silica aerogel nanoarchitectures without metal nanoparticles while retaining gas-phase bioactivity
Uploaded: 2016-03-01T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 6 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity at JoVE.com

Bu çalışma ve / veya yayın için destek Bilim Sanat Fairfield Üniversitesi College Enstitüsü ve Fen Bilimleri, Fairfield Üniversitesi Fakültesi Araştırma Grant, bir Cottrell Koleji Bilim Ödülü Research Corporation Bilim Geliştirme, Fen Fairfield Üniversitesi Koleji tarafından sağlanan Fairfield Üniversitesi Kimya ve Biyokimya Bölümü. Biz minnetle Bu genel araştırma alanının açısından çok yararlı fikir ve tavsiye için Jean Marie Wallace kabul. Buna ek olarak, biz çok özel tüm geçmiş, akım ve Harper-Leatherman Araştırma Laboratuvarı gelecekteki lisans araştırmacılara teşekkür uzatmak.

Özel güvenlik gözlükleri, laboratuar ceket ve laboratuvar eldiven işlem sırasında her zaman giyilmelidir. koruyucu gözlük veya gözlük olmadan kritik nokta kurutma cihazı kesinlikle çalıştırmayın. tetrametoksisilan, metanol, etanol, aseton ve amonyak içeren Bütün çözeltiler, bir çeker ocak içinde işleme tabi tutulmalıdır. 1. Buffer ve CYT olun. C Çözümleri <ol><li> ilk önce, potasyum fosfat monobazik ve 2.72 gr ağırlığında ve 500 mL&#39;lik volumetrik bir şişeye kullanılarak su içinde eritilmesi ile 0.04 M potasyum fosfat monobazik, 500 ml hazırlamak pH 7, 40 mM potasyum fosfat tampon yaklaşık 750 ml yapmak için. </li><li> potasyum fosfat dibazik ve 3.48 g tartılması ve 500 mL&#39;lik volumetrik bir şişeye kullanılarak su içinde eritilmesi ile 0.04 M potasyum fosfat dibazik, 500 ml hazırlayın. </li><li> Bir karıştırma çubuğu ile büyük behere çift bazlı tuz solüsyonu dökün ve bir karıştırma plakası üzerinde çözeltisi karıştırma başlatıldı. </li><li> Yavaş yavaş monobazik tuz s bölümlerini eklemekpH 7.00 olana kadar bir pH elektrodu ve metre ile pH&#39;ı izlerken dibazik tuz çözeltisine Ç ÖZÜM. monobazik bir tuz çözeltisi yaklaşık 250-300 mi kullanılacaktır. </li><li> Cam sintilasyon flakon cyt. C ve yerin yaklaşık 0.023 gr tartılır. Bir mikropipet kullanarak hazırlanan potasyum fosfat tampon maddesi, 2.000 ul ekleyin ve sonra yavaşça katı madde kırmızı Cyt tüm kadar karıştırın çözüm girdap. C çözeltisi içine çözündürüldü ve parçacıklı madde olmaya devam etmektedir. </li><li> Elde Cyt. C çözeltisine 20 ul alın ve bir 1 cm yol uzunluğu plastik küvete ilave edin. Hazırlanan tampon 3 ml ekleyin. </li><li> Referans hücrede tampon kullanarak 300-700 nm UV-vis spektrum atın. CYT kullanın. Cı absorbans (A) 106.100 M-1 cm-1 409 nm, yok olma katsayısı 31 (ε) olarak, küvet yol uzunluğu (I) ve Beer-Lambert kuralına konsantrasyonunu tespit etmek için (c) çözeltisi (A = εlc). </li><li> Geri orijinal hazırlanan çözeltinin konsantrasyonunu hesaplamak. 2 ml hazırlanmış cyt. C çözümü mM 0,9-0,7 arasında konsantrasyon genellikle. </li><li> Bir sintilasyon şişenin içine 0.72 mM hazırlanan cyt. C çözümü 117 ul pipetleme 0,105 mM 800 ul orijinal hazırlanan cyt. C çözümü sulandırmak. Sonra hazırlanan tampon 800 ul (bu durumda 683 ul) dengesini ekleyin. karıştırmak için girdap. Kesin hacimleri, orijinal hazırlanan Cyt tam konsantrasyonuna bağlı olarak değişecektir. Cyt hacmi c çözeltisi. Pipeti (800 ul * 0,105 mm) olarak hesaplanır C / (orijinal Cyt. MM C konsantrasyonu). </li><li> Orijinal hazırlanmış ve sulandırılmış CYT saklayın. C çözümleri 2-8 ° C&#39;de buzdolabında en fazla iki hafta boyunca Kullanıma hazır olana kadar. </li></ol> 2. Sentez Silika (SiO2) Sol <ol><li> tek kullanımlık 50 ml&#39;lik polipropilen beher Etiket &#39;Beaker A &#39;. Bir analitik denge tava behere koyun ve beher içine 1.88 gr Tetrametoksilan eklemek için bir cam Pasteur pipet kullanın. Sıfır bakiye ve ardından &#39;Bardak A&#39; içine metanol 2.88 g pipetle. </li><li> Parafilm ile kapağı &#39;Bardak A&#39;. </li><li> tek kullanımlık 50 ml&#39;lik polipropilen beher &#39;Bardak B&#39; etiketleyin. bir analitik terazi tavaya bir manyetik karıştırma çubuğu ve yer ekleyin. 0.75 g su ve 3.00 g metanol eklemek için bir cam pipet kullanın. </li><li> Parafilm ile kapağı &#39;Bardak B&#39;. </li><li> daha sonra karıştırılırken karışım içine kapak Parafilm ile 28,0-30,0% amonyum hidroksit çözeltisi 5 ul eklemek için bir şırınga kullanın davlumbaz içine bir karıştırma plakası üzerinde &#39;Bardak B&#39; içeriğini karıştırmaya başlayın. </li><li> En kısa sürede adım 2.5 tamamlanır tamamlanmaz, &#39;Bardak B&#39; için &#39;Bardak A&#39; içeriğini ekleyin. Parafilm kaplı ise 20 dakika boyunca karıştırın. </li></ol> 3. Jel Kalıpları hazırlayın Not: Oradasilis sol karışımı adım 2.6 karıştırma iken jel kalıp hazırlamak için zamanı. <ol><li> ve ilgili kapaklar (dipleri kapalı dilimlenmiş ile 16 mm x 57 mm, birim boyutu 6.5 ml) 8-9 polipropilen sintilasyon şişeleri kazanır. jel üzerinde oluşturmak ve plastik ambalaj kapağı içinde bozulmadan kalır emin üzerine kapağı yerleştirmek için düz bir yüzey oluşturmak için şişenin kapağı ucuna plastik wrap koyun. </li><li> tezgah üstünde kap sonu şişeleri aşağı kadar satır ve yukarı bakacak şekilde dipleri açtı. </li></ol> 4. CYT hazırlayın. C -Silika Sol-jel <ol><li> sol karıştırılması (aşama 2.6) tamamlanmasından sonra, temiz bir kağıt, 50 ml polipropilen deney şişesine sol karışımı 3 ml ekleyin. </li><li> Yavaş 0,105 mM seyreltildi Cyt. ~ 1 dakika boyunca 3 ml Sol karışımına C çözeltisi (aşama 1.9 yapılmış) 500 ul açılan bir cam Pasteur pipet kullanın. CYT eklenirken, karışımın hafifçe girdap emin olun. C, büyük oluşumunu önlemek içinkırmızı kümeleri. Teorik olarak 3500 ul, hemen sol mi Cyt. C konsantrasyonu, 15 uM 0.105 mM Cyt. C çözeltisi 500 ul seyreltilmesiyle, miktarlar katkı maddesi olduğunu varsayarsak. </li><li> Pipetleyin her Hazırlanan kalıbın içine çıkan cyt. C silis sol 0.5 ml. Ayrıca, süper kritik kurutma işlemi esnasında kontrol örnekleri olarak kullanmak için bir veya iki kalıplar içine geri kalan &#39;düz silika solüsyonunun 0.5 mL pipet. </li><li> Parafilm ile kalıpların yüzü yukarı deliklerin üstünü ve sol-jel üretmek için (~ 2-8 ° C) gece veya en az 12 saat buzdolabında koydu. </li><li> buzdolabından kalıpları atın. Bir CYT içeren bir kalıbın üst Parafilm çıkarın c sol-jel.; Ayrıca alttan kapağı ve plastik kaplamayı çıkarmaya. </li><li> kalıba bir yıkama şişesinden bazı etanol ilave edildikten sonra, dikkatlice kalıp dışarı ve temiz bir 20 ml&#39;lik cam sintilasyon şişesi cont içine jel itmek için bir şırınga pistonu dairesel bir disk ucunu kullanınetanol, yaklaşık 5 ml Tahliye. </li><li> Cyt tüm kadar bu jel çıkarma işlemini (4.5 ve 4.6 adımları) tekrarlayın. C jeli şişeye ilave edilir ve silika jellerinin tümü ayrı bir şişeye ilave edilir. Cyt. C jel birden fazla konsantrasyon yapılmış ise, ayrı flakon içinde bir araya jeller gibi saklamak için emin olun. Sonra 2-8 ° C arasında etanol, şapka ve mağaza ile en üstüne şişeleri doldurun. </li><li> Gün boyunca her dört saatte bir, buzdolabından jeller kaldırmak jeller kapalı etanol süzün ve taze etanol ile değiştirin. </li><li> Ek üç gün boyunca, boşaltılması ve taze aseton günde üç kez ekleyerek, aseton ıslak sol jeller daldırın. </li></ol> 5. süperkritik Kuru Sit. C -Silika Sol-jeller <ol><li> 8 ° C&#39;ye bağlı bir sirkülatörün sıcaklığı ayarlanarak 10 ° C&#39;ye kadar bir kritik nokta kurutma makinesinin (Şekil 1 e bakınız) soğutun. </li><li> Cihaz r var bir kere10 ° C eached, aseton ile bir transfer tekne doldurma ve aparatın içine mühürlenerek aygıtı üzerinde bir sızıntı testi gerçekleştirin. <ol><li> aparatın dolum vanasını açın ve cihaz yarım-dolana kadar karbondioksit ekleyin. </li><li> dolum vanasını kapatın ve o-ringler veya mühürler bozulan olabilir kapı ve vanalar tıslama için dikkatle dinleyin. </li><li> Bir sızıntı bulunursa herhangi bir O-halkalarını veya contaları değiştirin. </li></ol></li><li> Kaçak testi tamamladıktan sonra, davlumbaz ve drenaj içine aseton ve karbondioksiti serbest bırakmak için tahliye vanasını açın. Sonra aparat transfer tekne kaldırın. </li><li> Cihaz kaçak ücretsiz emin olduktan sonra, dikkatlice aktarma teknenin üç uzun bölüme, aseton çoğu ile birlikte, sintilasyon şişeleri ıslak jeller dökün (örnek sepet ya da gazlı bez kapakları gerekli değildir). Delicately itin ve tüm jeller tamamen i sular altında olduğundan emin olmak için forseps ile tekne içinde jeller taşımakn, aseton. aparatın içine tekne sızdırmazlık önce gerekirse daha fazla aseton ekleyin. </li><li> Daha sonra, karbondioksit eklemek kısa sürede karbondioksit ile karıştırma aseton aparatı pencereden aparatın dibine batan oldukları gözlemlenmiştir olarak beş dakika aseton serbest bırakmak için boşaltma vanasını açmak için aparatın dolum vanasını açın. aparat, karbon dioksit ile doldurulur önce doldurma valfi boşaltma sırasında gerekli olduğu ölçüde, açık kalmalıdır aparat boşaltma açık bile doldurmaya devam etmesi için alt aseton Bu seeping, ortaya çıkar. </li><li> Tahliye vanasını kapatın. biraz açık kırık dolgu valfini tutun. </li><li> Beş dakika sonra, cihaz, tüm tahliye süre boyunca tam olarak kalacak şekilde yeterince açılabilir tekrar beş dakika için tahliye vanasını açın ve dolum valfı ayarlayın. , Tahliye vanasını kapatın doldurma vanası açık kırık tutmak, o zaman bu drenaj adımı bir kez daha tekrarlamak beşDaha sonra dakika. </li><li> Bu ilk üç boşaltma adımlarının ardından, yaklaşık en az altı saat süresi üzerinde her 40 dakika jeller içindeki sıvı karbon dioksit tarafından aseton tam değiştirilmesini sağlayan bir seferde 5 dakika boyunca drenaj açın. Her zaman aparatta sıvı seviyesi asla boşaltma sırasında teknenin üst altına düşerse, böylece her drenaj sırasında yeterince açık olmasını dolum vanasını ayarlayın. </li><li> Bir kez drenaj adımlar tamamlandıktan, dolgu vanasını kapatın ve seviye cihazı pencereden bakarak sadece teknede dişleri üzerinde görünür kalır, böylece sıvı karbon dioksiti boşaltın. </li><li> Sağlamak için 40 ° C&#39;ye kadar bir aparat sirkülatörün sıcaklığını ayarlama bu kritik sıcaklık ve basıncının üstünde sıvı karbon dioksit, yükselir (T C = 31 ° C; P P = 7.4 MPa) arasındadır. </li><li> Yaklaşık 15 dakika sonra sıvı menisc cihaza uygun bir cihaz pencereden süper kritik akışkan, sıvı geçişi gözlemlemekTeknenin dişleri üzerinde bize kaybolur. dengeleme süresi, en az 15 dakika, daha sonra, süper kritik akışkanın serbest başlaması havalandırma vanası küçük bir miktar açık izin verin. </li><li> yaklaşık 45 dakikalık bir süre boyunca, serbest akışkan bir sabit, ama çok düşük bir tıslama duyulabilir şekilde aşamalı olarak boşaltım valfı daha geniş ve daha geniş açmaya devam ve basınç göstergesi yavaşça sıfıra düşeceği görülmektedir. </li><li> aparatın basınç sıfıra geçtikten sonra, cihaz kapıyı açmak tekne kaldırmak ve temiz bir cam sintilasyon şişeleri yeni kurutulmuş aerojel yerleştirmek için forseps kullanabilir. </li></ol> 6. karakterize Sit. C -Silika UV-görünür ve Dairesel Dikroizm (CD) ile Aerogels Spektroskopisi <ol><li> UV-Visible spektrofotometre veya CD spektrometresi ışın yolunda aerojel yekpare tutmak için bir karton platformu hazırlayın. <ol><li> Böyle labo bir kutudan karton (hafif karton 2.5 cm x 2.5 cm parça kesipratory doku), sonra tekrar kesme tarafından oluşturulan iki flep, kat, yarıya kadar kat kesmek, ikiye katlayın. </li><li> ortada bir 1,5 cm x 1,5 cm kare delik ile, hafif karton 5 cm x 5 cm parça kesin. Sonra 0.5 cm x 0.5 cm beklemeye boyutunu azaltmak için siyah elektrik bandı kullanın. </li><li> Küçük bükük yüzey bir aerojel monolit için oluşturulan böylece karton 5 cm x 5 cm parçasının karşı katlanmış ve kesim karton kanatlar 0,5 cm x 0,5 cm delik doğrudan önünde oturmak için bant (bakınız Şekil 2) . Delik ışın yolu ile uyumlu olacak şekilde daha sonra UV-görünür spektrofotometre ile karton geri parça bantlayın. </li></ol></li><li> bir mikrometre ile, yol uzunlukları kullanılacak jeller, kalınlığı ölçülür. </li><li> karton platformunda bir jel yerleştirin ve UV-görünür spektrofotometre referans bölmesindeki hava ile 300-800 nm bir spektrumu ölçmek. </li><li> Polinom, A = a Fit </em&gt; λ n absorbans (A), arka saçılma kaynaklanmaktadır dalgaboyu (λ) bölgesinde, ~ 700-800 nm. Katsayısı arasında bir sayı, tipik olarak uygun olan yaklaşık 1 x 10 8 x 10 6 1 ve n katsayısı 2 ve 3 ~ arasında bir sayı, tipik olarak uygundur. </li><li> Uyum elde edilen katsayılar, a ve n kullanarak, diğer dalga boylarında dağılım hesaplayın. </li><li> Bir dağılım düzeltilmiş spektrum elde etmek için ham spektrumun bu hesaplanan dağılım arka plan absorbans çıkarın. </li><li> aerojelin Soret tepe tepe yüksekliği, tepe merkezi ve tepe genişliğini belirlemek için uygun bir yazılım (gram / AI 8.0) kullanılarak 490 nm ila 370 aralığında bir Gauss eğrisi ile dağılım çıkarılır spektrumu takın. </li><li> Yol uzunluğu (l) 106100 M sönüm katsayısı 31 (ε) için jel ölçülen kalınlığı kullanılarak Beer-Lambert Kanunu uygulamak -1 cm -1 </sup&gt; ve Soret tepe yükseklik (A), aerojel (A = εlc) &#39;de Cyt. C konsantrasyonu (c) hesaplamak için. </li><li> Hesaplanan CYT karşılaştırın. C konsantrasyonu konsantrasyonu teorik jel (15 uM) içinde aerojel dahilinde cyt. C canlılığı tespit etmek için. Tipik yüzde canlılıkları% 100&#39;e yakın, ancak canlılıkları hesaplama CYT tükenme katsayısı biraz daha farklı olması tahmin edilmektedir solüsyon 31 cyt. C tükenme katsayısı dayanmaktadır çünkü sadece tahmin olduğu unutulmamalıdır. bilinmemektedir aerojel c. </li><li> Lambayı açmadan önce en az 5 dakika CD enstrüman çalıştırın azot. </li><li> Delik ışın yolu ile uyumlu olacak şekilde CD spektrometresi karton tutucu bantlayın. </li><li> Üç taramaların bir ortalamasını alarak 100 nm / dk&#39;da 350-500 nm karton tutucu hiçbir şey ile sürekli dalga boyu boş spektrumu ölçmek. </li><li> karton platformunda bir jel (daha önce adım 6.2 ölçülen kalınlık) yerleştirin ve üç taramaların bir ortalamasını alarak, 100 nm / dk&#39;da 350-500 nm bir spektrumu ölçmek. </li><li> ilgi tüm aerojel yekpare için UV-görünür ve CD ölçümleri tekrarlayın. </li></ol> 7. CYT ile Nitrik Oksit varlığı (NO) Gaz Algılama. C -Silika Aerogels DİKKAT: NO çalışma tehlikelidir ve tüm YOK gaz davlumbaz içine davlumbaz ele veya bitkin alınmalıdır. NO sürekli maruz kalma YOK hava ile temas ettiğinde oluşturacak gibi son derece zehirli nitrojen dioksit ve / veya azot tetroksit dokulara toksiktir. HAYIR suyla temas ettiğinde ısı ve korozif gazlar da üretilmektedir. <ol><li> iyi havalandırılan bir davlumbaz içinde 8 L nitrik oksit silindiri (% 10 nitrik oksit,% 90 azot) yerleştirin ve 4 psi basınç ayarlayın. </li><li> 6 ps ayarlanmış bir azot silindir (basınç hem nitrik oksit silindirine ve boru bağlayıni) ve T-valf boru uçlarını bağlamak () Şekil 3a bakın. </li><li> Deney için bir aerojel tek parça seçin ve bir mikrometre ile kalınlığı (veya yol uzunluğunu) ölçün. </li><li> plastik kapaklı bir tek kullanımlık küvet içinde aerojeli (~ 3 mm kalınlığında) yerleştirin ve spektrofotometre içine küvet koydu. küvete sığacak şekilde gerekirse hafifçe aerojeli kesin. </li><li> Küvetin plastik kap, T valf çıkışına bağlı bir, (Şekil 3B), davlumbaz içine egzos olarak hizmet etmek üzere bir tübe bağlı bir İki şırınga iğneleri yerleştirin. boru ve küvete kapağa iğneler mühür Parafilm kullanın. </li><li> Referans hücrede boş atılabilir küvete koyun. </li><li> aerojel önce deney başlamadan ışın yolunda yatıyor olmasını sağlamak için aerojel küvet konumunu ayarlayın. </li><li> 800 ile 300 nm arasında bir ilk spektrum al. </li><li> 4 absorbans arasındaki farkı izleme14 nm ve 408 nm &#39;de absorbans hiçbir zaman azot ya da nitrik oksit / azot karışımı o kadar yüksek akış hızı olduğundan emin olduktan belirlenen zaman aralıklarında, nitrojen ve nitrik oksit / azot karışımı arasında geçiş yapmak için, T-valf döndürerek aerojel küvet içinde dolaşır. </li><li> maruziyet çevrim tamamlandıktan kez, 800 ila 300 nm arasında bir son spektrumu al. </li><li> ortalama bir algılama yanıt almak için üç ila dört monolitten işlemi tekrarlayın. </li></ol>

<ol>
	<li>Pettigrew, G. W., Moore, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cytochromes c. Biological Aspects. , (1987).</li><li>Moore, G. R., Pettigrew, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cytochromes c. Evolutionary, Structural, and Physicochemical Aspects. , (1990).</li><li>Scott, R. A., Mauk, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cytochrome c: A Multidisciplinary Approach. , (1996).</li><li>Wallace, J. M., Rice, J. K., Pietron, J. J., Stroud, R. M., Long, J. W., Rolison, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silica+nanoarchitectures+incorporating+self-organized+protein+superstructures+with+gas-phase+bioactivity.">Silica nanoarchitectures incorporating self-organized protein superstructures with gas-phase bioactivity.</a> Nano Lett. 3 (10), 1463-1467 (2003).</li><li>Wallace, J. M., Dening, B. M., Eden, K. B., Stroud, R. M., Long, J. W., Rolison, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver-colloid-nucleated+cytochrome+c.+superstructures+encapsulated+in+silica+nanoarchitectures.">Silver-colloid-nucleated cytochrome c. superstructures encapsulated in silica nanoarchitectures.</a> Langmuir. 20 (21), 9276-9281 (2004).</li><li>Wallace, J. M., Stroud, R. M., Pietron, J. J., Long, J. W., Rolison, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+particle+size+and+protein+content+on+nanoparticle-gold-nucleated+cytochrome+c.+superstructures+encapsulated+in+silica+nanoarchitectures.">The effect of particle size and protein content on nanoparticle-gold-nucleated cytochrome c. superstructures encapsulated in silica nanoarchitectures.</a> J.Non-Cryst. Solids. 350, 31-38 (2004).</li><li>Rolison, D. R., Wallace, J. M., Pietron, J. J., Rice, J. K., Stroud, R. M. U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> US Patent. , (2007).</li><li>Harper-Leatherman, A. S., Wallace, J. M., Rolison, D. R., Minteer, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytochrome+c.+stabilization+and+immobilization+in+aerogels.">Cytochrome c. stabilization and immobilization in aerogels.</a> Enzyme Stabilization and Immobilization: Methods and Protocols. 679, 193-205 (2011).</li><li>Harper-Leatherman, A. S., 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=Simplified+procedure+for+encapsulating+cytochrome+c.+in+silica+aerogel+nanoarchitectures+while+retaining+gas-phase+bioactivity.">Simplified procedure for encapsulating cytochrome c. in silica aerogel nanoarchitectures while retaining gas-phase bioactivity.</a> Langmuir. 28 (41), 14756-14765 (2012).</li><li>Hitihami-Mudiyanselage, A., Senevirathne, K., Brock, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assembly+of+phosphide+nanocrystals+into+porous+networks:+Formation+of+InP+gels+and+aerogels.">Assembly of phosphide nanocrystals into porous networks: Formation of InP gels and aerogels.</a> ACS Nano. 7 (2), 1163-1170 (2013).</li><li>Fricke, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Aerogels. , (1986).</li><li>H&#252;sing, N., Schubert, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerogels-airy+materials:+chemistry,+structure,+and+properties.">Aerogels-airy materials: chemistry, structure, and properties.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 37 (1-2), 22-45 (1998).</li><li>Aegerter, A. M., Leventis, N., Koebel, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Aerogels Handbook. , (2011).</li><li>Kazuyoshi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+progress+in+aerogel+science+and+technology.">Recent progress in aerogel science and technology.</a> Adv. Porous Mater. 1 (2), 147-163 (2013).</li><li>Leventis, N., Elder, I. A., Anderson, M. L., Rolison, D. R., Merzbacher, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Durable+modification+of+silica+aerogel+monoliths+with+fluorescent+2,7-diazapyrenium+moieties.+Sensing+oxygen+near+the+speed+of+open-air+diffusion.">Durable modification of silica aerogel monoliths with fluorescent 2,7-diazapyrenium moieties. Sensing oxygen near the speed of open-air diffusion.</a> Chem. Mater. 11 (10), 2837-2845 (1999).</li><li>Plata, D. L., 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=Aerogel-platform+optical+sensors+for+oxygen+gas.">Aerogel-platform optical sensors for oxygen gas.</a> J. Non-Cryst. Solids. 350, 326-335 (2004).</li><li>Rolison, D. R., Pietron, J. J., Long, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+sensitivity,+specificity,+and+time+signature+of+sensors+through+architectural+design+on+the+nanoscale.">Controlling the sensitivity, specificity, and time signature of sensors through architectural design on the nanoscale.</a> ECS Trans. 19 (6), 171-179 (2009).</li><li>Carroll, M. K., Anderson, A. M., Aegerter, A. M., Leventis, N., Koebel, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerogels+as+platforms+for+chemical+sensors.">Aerogels as platforms for chemical sensors.</a> Aerogels Handbook. , 637-650 (2011).</li><li>Rolison, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalytic+nanoarchitectures-The+importance+of+nothing+and+the+unimportance+of+periodicity.">Catalytic nanoarchitectures-The importance of nothing and the unimportance of periodicity.</a> Science. 299 (5613), 1698-1701 (2003).</li><li>Pietron, J. J., Stroud, R. M., Rolison, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+three+dimensions+in+catalytic+mesoporous+nanoarchitectures.">Using three dimensions in catalytic mesoporous nanoarchitectures.</a> Nano Lett. 2 (5), 545-549 (2002).</li><li>Anderson, M. L., Morris, C. A., Stroud, R. M., Merzbacher, C. I., Rolison, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloidal+gold+aerogels:+Preparation,+properties,+and+characterization.">Colloidal gold aerogels: Preparation, properties, and characterization.</a> Langmuir. 15 (3), 674-681 (1999).</li><li>Anderson, M. L., Stroud, R. M., Rolison, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancing+the+activity+of+fuel-cell+reactions+by+designing+three-dimensional+nanostructured+architectures:+Catalyst-modified+carbon-silica+composite+aerogels.">Enhancing the activity of fuel-cell reactions by designing three-dimensional nanostructured architectures: Catalyst-modified carbon-silica composite aerogels.</a> Nano Lett. 3 (9), 1321 (2003).</li><li>Chervin, 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=Defective+by+design:+vanadium-substituted+iron+oxide+nanoarchitectures+as+cation-insertion+hosts+for+electrochemical+charge+storage.">Defective by design: vanadium-substituted iron oxide nanoarchitectures as cation-insertion hosts for electrochemical charge storage.</a> J. Mater. Chem. A. 3 (22), 12059-12068 (2015).</li><li>Ellerby, L. 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=Encapsulation+of+proteins+in+transparent+porous+silicate-glasses+prepared+by+the+sol-gel+method.">Encapsulation of proteins in transparent porous silicate-glasses prepared by the sol-gel method.</a> Science. 255 (5048), 1113-1115 (1992).</li><li>Massari, A. M., Finkelstein, I. J., Fayer, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+proteins+encapsulated+in+silica+sol-gel+glasses+studied+with+IR+vibrational+echo+spectroscopy.">Dynamics of proteins encapsulated in silica sol-gel glasses studied with IR vibrational echo spectroscopy.</a> J. Am. Chem. Soc. 128 (12), 3990-3997 (2006).</li><li>Ray, A., Feng, M., Tachikawa, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+electrochemistry+and+Raman+spectroscopy+of+sol-gel-encapsulated+myoglobin.">Direct electrochemistry and Raman spectroscopy of sol-gel-encapsulated myoglobin.</a> Langmuir. 21 (16), 7456-7460 (2005).</li><li>Blyth, D. J., Aylott, J. W., Richardson, D. J., Russell, 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=Sol-gel+encapsulation+of+metalloproteins+for+the+development+of+optical+biosensors+for+nitrogen-monoxide+and+carbon-monoxide.">Sol-gel encapsulation of metalloproteins for the development of optical biosensors for nitrogen-monoxide and carbon-monoxide.</a> Analyst. 120 (11), 2725-2730 (1995).</li><li>Lan, E. H., Dave, B. C., Fukuto, J. M., Dunn, B., Zink, J. I., Valentine, J. S. <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+sol-gel+encapsulated+heme+proteins+with+chemical+sensing+properties.">Synthesis of sol-gel encapsulated heme proteins with chemical sensing properties.</a> J. Mater. Chem. 9 (1), 45-53 (1999).</li><li>Miller, J. M., Dunn, B., Valentine, J. S., Zink, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+conditions+for+encapsulating+cytochrome+c.+and+catalase+in+SiO2+sol-gel+materials.">Synthesis conditions for encapsulating cytochrome c. and catalase in SiO2 sol-gel materials.</a> J. Non-Cryst. Solids. 202 (3), 279-289 (1996).</li><li>Ronda, L., Bruno, S., Faggiano, S., Bettati, S., Mozzarelli, A., Poole, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+binding+to+heme+proteins+in+solution,+encapsulated+in+silica+gels,+and+in+the+crystalline+state.">Oxygen binding to heme proteins in solution, encapsulated in silica gels, and in the crystalline state.</a> Methods in Enzymology. 437, 311-328 (2008).</li><li>Margoliash, E., Frohwirt, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectrum+of+Horse-Heart+Cytochrome+c.">Spectrum of Horse-Heart Cytochrome c.</a> Biochem. J. 71 (3), 570-572 (1959).</li></ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarları olduğunu beyan ederim.

Tarif edildiği gibi, bu işlem sürekli olarak uygulanabilir CYT üretti. Aerojel içinde kapsüllenmiş Cı. Aerojel içindeki Cyt. C konsantrasyonu, 5 ila 15 um ve 4.4 protein canlılığı üzerinde ciddi olumsuz etkiler olmadan 70 mM fosfat için değişik olabilir aerojel içinde kapalı tutulan başlangıç ​​Cyt. C çözeltisi tampon maddesi konsantrasyonu arasında değişebilir. Ancak, tepe merkezi ve karakteristik CYT zirve genişliği. Aerojel içinde Soret zirve c 40 mM tampon 9 çözümlerinden aerojel kapsüllü zaman cyt. Onlar çözelti içinde cyt. C ne en yakın c. Cyt sentezi. C -SiO 2 aerojeller başlangıç ​​tepkin maddelerinin bazı yaş etkilenir. Metanol, tetrametoksisilan, ve amonyum hidroksit çözeltisi higroskopik ve her bir-iki ayda bir değiştirilmelidir. kurar artan suzaman içinde bu reaktifler jel yapısal özelliklerini ve sol-to-jel geçiş süresini etkiler. süperkritik kurutmayı yaparken, kritik nokta kurutma aygıtı transfer tekne kalın onsekiz 0.5 cm, 1 cm çapında jeller kadar tutabilir. protokol bölümünde belirtildiği gibi, belirli bir dolum ve boşaltma işlemi sol-jeller karbondioksit aktarmak için takip edilmelidir. Bu drenaj protokolünün başında dikkat etmek önemlidir, karbondioksit ve aseton boşaltılması karışım tahliye borusu nem dışarıdan buz yoğuşmalı ile sert donuyor bu kadar yüksek bir oranda akar. aseton susuz değildir ve bu su bazen tahliye borusu aslında takunya bir ölçüde donabilir beri boşaltma karışım biraz su içerir. Tür takunya izlemek için ve akış stopaj dinlemek için gereklidir. Bir yapışmasına neden tespit edilirse yapışmasına neden eriyecek, böylece tahliye vanası birkaç dakika kapalı olmalıdır. İçindeBoşaltma vanası kapalı değilse en kötü durum senaryosu, bir yapışmasına neden bu kadar baskı drenaj borusu zorla aparatı kapalı çıkması birikmesine neden olabilir. İlk birkaç drenaj dönemlerinden sonra, aseton çoğunluğu cihazının durulanır olacaktır ve ıslak buz parçaları oluşumu önemli ölçüde azalacaktır. Tahliye protokolü (örneğin kokusu gibi) aseton varlığının herhangi bir kalıntı delil devam ettikçe tahliye giderek drenaj işleminin sonuna kadar belirlenemeyen olma kuru buz benziyor. Cihaz içinde, karbon dioksit, süper kritik akışkan, sıvı arasından geçişi ve havalandırma işlemi başladıktan sonra, prosedür 9&#39;da gösterildiği gibi en az 45 dakika boyunca yavaş bir hızda sıvı serbest bırakılması gerekir. (Şekil 9&#39;da gösterildiği gibi) salınımı daha yüksek oranda aerojeller içinde. C CYT canlılığı azaltabilir ve aerojeller kendileri aslında inci gibi parçalayın olabilire sıvı jeller kaçmak için koşar. aerojeller aparat kapıyı açtıktan sonra bozulmadan kalır ne zaman kırılgan ve kolayca zarar verebilir genel olarak, hatta, dikkatli ve yavaşça bunları işlemek için önemlidir. Sit yanında dökülür kontrol silika jelleri. C -SiO 2 jeller jeller içine karbondioksit transferi başarılı olup olmadığını belirlemek için süperkritik kurutmadan sonra kullanılır. Bazen cyt. C -SiO 2 jeller bulutlu görünebilir ve bu eksik çözücü transferi nedeniyle olup olmadığını belirlemek için önemlidir ya da cyt. C konsantrasyon ile yapmak veya jeller içinde kapsüllü tampon olabilir eğer. Sit olmadan silika jelleri. Boyunca homojen, saydam bir görünüme sahip görünüyor c Eğer çözücü transferi tamamen bile CYT meydana geldiğini, bu delil olarak alınabilir. C -SiO 2 jeller onlara bazı bulutluluk var. silika jeller içindeki bulanıklıkolmadan cyt. c kuruduktan sonra bazı aseton havalandırma sırasında jeller içinde kaldığını göstermektedir. protokol bölümünde belirtildiği gibi nitrik oksit (NO) ile çalışırken, önemli güvenlik önlemleri alınması gerekir. aerojel kullanarak NO algılamak için, çok iyi küvet mühür ve bir davlumbaz içine aerojel üzerinden akan gazın egzoz gereklidir. Alternatif olarak, bütün spektrofotometre YOK gaza maruz kalma sınırı için ek bir önlem olarak hiçbir gaz tüpü ile birlikte bir davlumbaz içine taşınmış olabilir. Hava NO ile temas anında son derece zehirli azot dioksit, azot tetroksit veya her ikisi üretecek üzerinde. HAYIR de ısı ve korozif dumanlar üretmek için su ile reaksiyona girebilir. Bu nedenle, NO sürekli maruz kalma doğrudan doku toksisitesi neden olabilir. CYT kullanırken. Cı -SiO 2 aerojel nitrik oksit varlığını tespit etmek için, Soret bandı ilk ~ 408 nm&#39;de olması ve kayacakNitrik oksit varlığında ~ 414 nm. geri azot geçtikten sonra, Soret bant ~ 408 nm merkezli olmak geri geri gerekir. Ayrıca CYT kullanmak mümkün olabilir. Cı -SiO 2 aerojeller karbon monoksit 27 gibi diğer ligandlar varlığını tespit etmek. Farklı yayınlanan prosedürler öncesinde sol ile karıştırılması ve süperkritik aerojel 4-8 oluşturmak için kurutma çözeltide cyt. C altın veya gümüş nanopartiküller birleştirerek bir ilave aşamasını kapsamaktadır. Sit UV-görünür spektroskopi karşılaştırılması. CYT o metal nanopartiküller ile aerojel kapsüllü c., Metal nanopartiküller olmadan aerojel kapsüllü c kapsülleme teknikleri bu iki tür aerojel içinde benzer canlılığının cyt. C üretmek olduğunu göstermektedir (Şekil 5) . Ancak, metal nanopartiküller ile kapsüllü cyt. C CYT biraz daha stabildir. Kapsüllemek caerojel 9 içinde metal nanopartiküller olmadan, d. Her ikisi de bazı aerojel içindeki Cyt. C açılımı gösteren tamponunda Cyt. C spektrumu (Şekil 7) farklı, ancak Cyt. C aerojellerin hem de tip CD spektrumları da benzerdir. Cyt üzerine önceki raporlar. Cı aerojel içinde kapsüllenmiş dairesel dikroizm Spektroskopisi muhtemelen metal nanoparçacık çekirdekli tabakalı Cyt da içinde, silika jel ile temas üzerine, katlanmış proteinin en dış tabaka değerlendirmektedir düşündürmektedir. C yapılar ya da oluşturan gevşek kristalimsi herhangi bir metal nanopartiküller aerojel 4,9 mevcut olduğunda. Ama UV-görünür spektroskopi ile ölçülen aerojel içindeki kendinden düzenlenen yapı her iki türü içinde Cyt. C çoğunluğu katlanmış olarak kalır. Bu tarifnamede sans nano-tanecikleri tarif edilen protokol avantajı, pahalı satın alma ya da metalin zaman alıcı sentezinanopartiküller gerekli değildir. Proteinler çoğu zaman başarılı bir şekilde aerojel içinde kapalı değil, ve gelecekteki biyoanalitik cihazlar potansiyel önemi olan aerojel Diğer proteinler kapsülleme için daha genel bir yöntemin geliştirilmesine neden olabilir ki, bu prosedürün önemlidir.

Sitokrom c (cyt. C) vücudun hücresel solunum reaksiyonlarında yer alan bir anahtar elektron transfer proteindir. Apoptoz, hücre ölümü, bir kontrol şeklinde dahil olmak gösterilmiştir, ve nitrik oksit ve karbon monoksit 1-3 gibi küçük bir toksik molekülleri tespit edebilir. Nitrik oksit (NO), kardiyovasküler sinir sistemi ve bağışıklık sistemi meydana gelen fizyolojik süreçlerin çeşitli önemli bir rol oynar. Cyt. C tipik yapısal olarak sağlam ve aktif kalmasını pH nötr değerlere tamponlu sulu ortam gerektirir ederken, araştırmalar CYT göstermiştir. C, belirli koşullar altında 4-9 aerojel olarak bilinen katı maddelerin kendi yapısını ve fonksiyonunu muhafaza edebilirsiniz. Aerojeller, genellikle metal oksit aerojeller yaygın olsa da, karbon ve aerojel diğer türleri sentezlenmiştir (sol-jel metal oksitler sentezlenmesiyle oluşan oldukça gözenekli bir malzemedir. Bir örnek InP AERogels), 10 ve bu şekilde, bu sol-jel kurutma gözenekli katı matris 11-14 değişmeden kalmasıdır. Katı aerojel gözeneklerin tüm yüzey reaksiyonları önemli olan tüm uygulamalar için son derece yararlı kadar kullanılabilir yüzey alanı yapım aerojel sonuçlanır. Kimyasal veya biyokimyasal özelliklerin aerojel nanoarchitecture içinde monte edildiğinde, fiziksel gözeneklilik ve aerojellerin geliştirilmiş yüzey alanı sensörleri, hem de pilin elektrotlar, yakıt hücresi, ve süperkapasitör uygulamaları 11,15-23 geliştirmek için yardımcı olduğu gösterilmiştir . değişmeden gözenekli katı matris bırakan bir şekilde aerojel kurutmak için, süper kritik çözücü ekstraksiyonu yoluyla sol-jel sentezden sonra gözenekler içinde kalır çözücünün çıkması için tipiktir. jelinden bir çözücü buharlaştıktan yüzey gerilimi kuvvetlerinin neden olabilir herhangi bir gözenek çökmesi için süper kritik kurutma, bir sıvı-buhar arayüzü hiçbir formları en aza indirilmiştir. 24-30 kurutulduktan sol-jellerin kapsüllü olmak c. daha sonra süperkritik kurutulur Sol-jel kapsül oluşturan biyomoleküllerin raporlar aerojeller nedeniyle birçok protein yapısına zararlı olabilir, gerekli işleme nadirdir oluşturulur. Cyt. C durumunda, belirli koşullar mümkün tespit etmek ve aerojel içindeki gaz fazlı nitrik oksit yanıt arasında Cyt. C yeteneğini korumak için tercih. Bir kez aerojel stabilize, aerojel yüksek kaliteli gözenek yapısı cyt. C ve nitrik oksit 4,8,9 arasındaki reaksiyonu kolaylaştırır. Sit. C birinci çözelti 4-8 altın veya gümüş nanopartiküller çevresinde en çok katmanlı ilişkilendirerek aerojel içinde kapsüllenebilir. Bu çok katmanlı üstyapılar aerojel matris içinde protein korumak için hizmet vermektedir. En son approac içindeProtein konsantrasyonu ve tampon gücü diğer sentetik koşulları ile birlikte kontrol edilir geliştirdiğimiz h, cyt. c hatta metal nanoparçacık ilk dernek 9 olmadan aerojel içinde bütünlüğünü korur. Birçok aerojel sentezler zaman belirli bir süre için silis sol-jel öncülerini karıştırılarak başlar gibi sentez başlar. Bu, C karışımı bir tamponlu çözelti olarak ilave edilmesidir Cyt. Karıştırma süresi bir dizi sonradır. Jelleşme sonra gözenekler, su, metanol, diğer reaktanlann ve yan ürünler ile dolu olan bir gözenekli silika sağlam bir yapı oluşturmak üzere ortaya çıkar. gözenekleri doldurur Bu sıvı çözücü değişim, bir dizi çeşitli çözücülerle durulanarak atılabilen, sıvı karbon dioksit, bir kritik nokta kurutma cihazının içinde yer alan son Değiş düşük sıcaklıkta tutulması. Karbon dioksit kritik sıcaklığının (31.1 ° C) üzerinde jel getiren şekilde oluşmasını kolaylaştırırKuru, çok gözenekli aerojel oluşturmak için Bacalı edilebilir basınçlı aparatın içinde upercritical sıvı. o denatüre hangi bir sıcaklığın altında proteini tutan için bir süper kritik akışkanın oluşturmak üzere karbon dioksit için gerekli olan nispeten düşük sıcaklık diğer çözgenlere kıyasla avantajlıdır. Bunun yanı sıra diğer proteinleri kapsülleme için daha genel olarak uygulanabilir protokol gelişmesine neden olabilir basit bir işlemdir, çünkü aerojel içinde cyt. C kapsülleme Bizim metal nanoparçacık içermeyen bir yaklaşım avantajlıdır. Çoğu protein CYT aynı şekilde metal nanopartiküller ile etkileşime olmayabilir. C yapar ve metal nanoparçacık sentezi ya da satın alma prosedürüne ek zaman ve masraf ekler. aerojel proteinleri kapsülleme ilgili az sayıda çalışma i yardımcı olabilir aerojel diğer proteinleri kapsülleme için daha genel bir prosedür bulma önemli bir adım ileriye bu prosedürün geliştirme yapmakn gelecekteki potansiyel biyoanalitik cihazlar. Bu yazının protokol bölümü, silis sol-jel sentez, bu sol-jel halinde Cyt. C kapsülleyen, aerojel oluşturmak için bu kompozit sol-jel kuru, UV-görünür ve dairesel dikroizm spektroskopisi kullanılarak bu bioaerogels karakterize etmek ve varlığını tespit etmek için nasıl özetlenmektedir bu bioaerogels ile gaz-fazlı nitrik oksit. İlk fosfat tampon maddesi 4.4 mM ila 70, sulu çözeltilerinde eritildiklerinde çok Cyt. C başarılı aerojel içinde kapsüllenmiş edilmiştir. Bununla birlikte, aerojel optimize protein yapı Cyt 40 mM fosfat tamponlu çözeltiler kapsül olduğunda ortaya bulunmuştur. Yüklenen aerojel CYT üretiminde ° C. 5 ila C konsantrasyonları 15 uM 9. Bu nedenle, aşağıdaki protokol yüklü Cyt elde Cyt. C 40 mM fosfat tamponlu çözeltiler kullanılarak aerojel sentezlenmesidir. 15 uM aerojel c konsantrasyonu. &lt;/ P&gt;

<table><tbody><tr><td>Potassium phosphate, monobasic</td><td>Fisher Scientific</td><td>P285-500</td><td>Certified ACS (also possible to use sodium phosphate monobasic)</td></tr><tr><td>Potassium phosphate dibasic anhydrous</td><td>Fisher Scientific</td><td>P288-500</td><td>Certified ACS (also possible to use sodium phosphate dibasic)</td></tr><tr><td>Water</td><td>Millipore Direct-Q</td><td></td><td>18 M&amp;Omega; cm</td></tr><tr><td>pH meter and electrode</td><td>Denver Instrument</td><td>UB-10</td><td></td></tr><tr><td>Cytochrome c from equine heart</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C7752-100MG&amp;nbsp;</td><td>&amp;ge;95% based on Mol. Wt. 12,384, used as received and stored at -20&amp;nbsp;&amp;deg;C</td></tr><tr><td>Glass scintillation vials</td><td>Wheaton</td><td>03-341-25J</td><td>20 ml, O.D. x height (with cap): 28&amp;nbsp;mm x 61&amp;nbsp;mm</td></tr><tr><td>Disposable cuvette</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-955-126</td><td>methacrylate, 10 mm x 10 mm x 45&amp;nbsp;mm</td></tr><tr><td>Ultraviolet Visible Spectrophotometer</td><td>Shimadzu</td><td>UV-1800</td><td>Uses UVProbe v 2.33 software</td></tr><tr><td>Circular dichroism spectrometer (or spectropolarimeter)</td><td>JASCO</td><td>J-810</td><td></td></tr><tr><td>Isotemp Laboratory Refrigerator</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polypropylene disposable beakers</td><td>Fisher Scientific</td><td>01-291-10</td><td>50 ml</td></tr><tr><td>Tetramethylorthosilicate (also known as tetramethoxysilane, TMOS)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>218472-500G</td><td>98% purity</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>A457-4</td><td>GC Resolv grade</td></tr><tr><td>Ammonium hydroxide solution</td><td>Sigma Aldrich</td><td>221228-25ML-A</td><td>ACS reagent, 28.0%-30.0%</td></tr><tr><td>General purpose polypropylene scintillation vials</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z376825-1PAK</td><td>16 mm x 57 mm, volume size 6.5&amp;nbsp;ml, slice off bottom with sharp knife or razor</td></tr><tr><td>generic plastic wrap</td><td>various</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Parafilm M laboratory wrapping film</td><td>Fisher Scientific</td><td>S37440</td><td></td></tr><tr><td>Plastic syringe plunger</td><td>various</td><td></td><td>use syringe plunger from 3 ml syringe</td></tr><tr><td>Ethyl alcohol</td><td>Acros</td><td>61509-0040</td><td>Absolute, 200 proof, 99.5% A.C.S. reagent</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Fisher Scientific</td><td>A949-4</td><td>HPLC grade</td></tr><tr><td>Critical point drying apparatus</td><td>Quorum Technologies</td><td></td><td>E3000 Series</td></tr><tr><td>Circulator</td><td>Fisher Scientific</td><td>Isotemp 3016</td><td></td></tr><tr><td>Carbon dioxide cylinder</td><td>Tech Air</td><td></td><td>siphon tube</td></tr><tr><td>Micrometer</td><td>Central Tool Company</td><td></td><td></td></tr><tr><td>GRAMS/AI 8.0 software</td><td>Thermo Electron Corporation</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nitrogen cylinder</td><td>Tech Air</td><td></td><td>Another inert gas could be substituted</td></tr><tr><td>10% nitric oxide/90% nitrogen cylinder</td><td>Airgas</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tygon tubing</td><td>various</td><td></td><td></td></tr><tr><td>T-switch valve</td><td>various</td><td></td><td></td></tr><tr><td>syringe needles</td><td>various</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

encapsulating cytochrome c in silica aerogel nanoarchitectures without metal nanoparticles while retaining gas-phase bioactivity

fonksiyonel bileşikler aerojel içinde kapsüllü zaman bu tür sensörler, piller ve yakıt hücreleri gibi uygulamalar çok gözenekli aerojel kullanımı yoluyla geliştirilmiştir. Bununla birlikte, aerojel oluşturmak için işlenir, sol-jel içindeki proteinler kapsüllenmesi ile ilgili çok az sayıda rapor vardır. Silika sitokrom c (cyt c.) Sarmalamak için bir prosedürü (SiO2) süperkritik olarak nitrik oksit gaz fazı aktiviteli bioaerogels oluşturmak için işlenir, sol-j eller (NO) sunulmuştur. Sit. C kontrollü protein konsantrasyonu altında karışık bir silika solüsyonu ilave edildi ve mukavemet koşullarını tampondur. Sol karışımı daha sonra jel haline ve bu jel, gözeneklerin doldurulmasında sıvı, sıvı karbon dioksit ile solvent değişim bir dizi değiştirilir. Karbondioksit kritik noktaya getirdi ve CYT kuru aerojel oluşturmak için kapalı boşaltılır. Içeride kapsüllü c. Bu bioaerogels UV-görünür Spektroskopisi ile karakterizedirD dairesel dikroizm spektroskopi ve gaz fazı nitrik oksit varlığını tespit etmek için kullanılabilir. Bu işlemin başarısı Cyt. C konsantrasyonu ve tampon konsantrasyonunun düzenlenmesi bağlıdır ve metal nanopartiküller gibi diğer bileşenleri gerektirmez. Potansiyel gelecek biyoanalitik cihaz gelişimi için bu yordamı önemli hale benzer bir yaklaşım kullanarak diğer proteinleri saklanması mümkün olabilir.

Canlı cyt. C içeren aerojel açıklanan prosedür sonuçları. Ekleme işleminin sonunda, belirtilen zamanda, Cyt. C 4.4 ile 70 mM fosfat aralığında sulu tampon çözeltilerinden kapsüllenebilir. Cyt örnekler. Cı -Silika (cyt. Cı -SiO 2) farklı tampon konsantrasyonları içeren çözeltilerden yapılan aerojeller, Şekil 4&#39;te gösterilmiştir. 70 yapılmış jeller mM en opak tampon Tüm jeller, nispeten şeffaf olan. Ve Cyt., Farklı koşullar altında c spektroskopisi bir karşılaştırması. Tipik spektrumu (Şekil 5C) Cyt 408 nm civarında büyük Soret ucu göstermektedir. Şekil 5&#39;te Cı -SiO 2 aerojel gösterilmiş ve Cyt spektrumuna çok benzerdir olan . solüsyonu (Şekil 5A) c. Buna ek olarak, Cyt bir spektrum.Metal nanopartiküller ile aerojel içinde kapalı C de (Şekil 5B) ve CYT gösterilmektedir. C -SiO 2 aerojel spektrumu da bu spektrumu benzer. Cyt. Cı -SiO 2 aerojel nitrik oksit maruz kaldığında, Soret zirve tipik bir kaydırma (Şekil 5D) gözlenir. Cyt yapılmış jeller için UV-vis spektrumları. Değişen tampon konsantrasyonlarının, c çözeltiler, Şekil 6&#39;da gösterilmiştir. Bu jeller tüm karakteristik UV-görünür spektroskopi Cyt. C jeller içinde denatüre halde olmadığını gösteren özellikleri göstermektedir. Bununla birlikte, jellerin azalan geçirgenlik, bu spektrumları için daha düşük bir sinyal-gürültü oranı 70 mM tampon maddesi sonuçları yapılmıştır. Sit CD spektrumları. C -SiO 2 aerojeller CYT spektrumları benzemektedir. C </em&gt; aerojel spektrumları her iki tip tamponlu çözelti içinde Cyt. C arasında bir spektrum farklı ise, metal nanopartiküller ile aerojel içinde kapalı (Şekil 7). Şekil 8, Cyt için tipik bir nitrik oksit izleme yanıtını gösterir. C -SiO 2 aerojeller ve Cyt. C ek olarak, metal nano-tanecikleri içeren karşılık gelen aerojeller. 408 nm&#39;de 414 nm absorbans ve arasındaki farkı artırmak ve jeller arda sırasıyla daha sonra azot nitrik oksit maruz kalmış ve zaman azalma görülür. Süperkritik karbon dioksit yavaş yeterince oranı, CYT canlılığı tahliye değilse. C oluşan aerojel içinde tehlikeye olacak. Bu, farklı karbon dioksit serbest bırakarak jeller oluşturulmasından sonra elde edilen UV-görünür spektrumu karşılaştırılarak ortayaoranları (Şekil 9). <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53802/53802fig1.jpg" /> Şekil 1: Kritik nokta kurutma cihazı geri aparatının arkasına yanında gösterilen aktarma tekne ve cihaz kapı (A) ön ve (B) gösterilen kritik nokta kurutma cihazı.. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/53802/53802fig2.jpg" /> Şekil 2: Karton platformu bir aracın kirişin yolunda bir aerojelin tutmak için bir araya karton platformu.. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/53802/53802fig3.jpg" /> Şekil 3: Nitrik oksit algılama set-up nitrik oksit algılama set-up (A)% 10 nitrik oksit kapalı davlumbaz dahil gösterilir.% 90 azot silindir, boru ve T-valf ve (B) eklenen iğne ile küvet. <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/53802/53802fig4.jpg" /> Şekil 4.:. Örnek Cyt Cı -SiO 2 aerojeller 15 uM CYT kapsül aerojeller c 4.4 mM, 40 mM, 70 mM potasyum fosfat tamponu içinde soldan sağa doğru bir dime göre gösterilmiştir.. Bu aerojeller yaklaşık 0.2-0.5 cm yüksek. Izni 9 ile yayımlanmaktadır. <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/53802/53802fig5.jpg" /> Şekil 5:. Cyt Cı -SiO 2 aerojel Spektroskopisi (a) 50 mM fosfat tampon maddesi, sol içinde 15 uM sitokrom c Görünür spektrumları.Katkı; (B) Au (5 nm) ~ cyt c -SiO 2 aerojel.; (C) cyt (havaya maruz) c -SiO 2 aerojel.; (D) Cyt. (3.5 dakika boyunca nitrik oksit maruz) Cı -SiO 2 aerojel. Jel, her tür Bu Örnek spektrumları açıklık için ofset olup, burada kesikli çizgi tamponu içinde Cyt. C Soret tepe konumu belirtir. Her spektrum 15 uM Cyt. C iken, jel kalınlığı (ya da yükseklikler) daha yüksek bir çözelti, emme ile sonuçlanan 1 cm çözeltisi cuvet göre sadece 0.2-0.5-cm&#39;dir. Izni 9 ile yayımlanmaktadır. <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/53802/53802fig6.jpg" /> Şekil 6:. Kapsüllü tampon konsantrasyonu Aerojel spektroskopisi _ 15 encapsulating jeller için jel yol uzunluğuna bölünmesiyle aerojel UV-görünür spektral absorbans çeşitlidir Ortalamalı edilir6 M Cyt 70 mM (siyah) (kesik yeşil) (4 spektrumları ortalama), 40 mM (kırmızı, noktalı) (8 spektrumları ortalama) ve 4.4 mm (9 spektrumları ortalama) potasyum fosfat tamponu içinde C. . Izni 9 ile yayımlanmaktadır. <img alt="Şekil 7," src="/files/ftp_upload/53802/53802fig7.jpg" /> Şekil 7:... Aerojel dairesel dikroizm spektroskopisi (katı) sodyum fosfat tampon çözeltisi içinde Cyt C Dairesel çift taraflı spektra, Cyt iki Örnek spektrumları Cı -SiO 2 aerojeller (kesik çizgili) ve Au iki Örnek spektrumları (5-mil) ~ Cyt. C SIO 2 aerojeller (noktalı). Izni 9 ile yayımlanmaktadır. <img alt="Şekil 8," src="/files/ftp_upload/53802/53802fig8.jpg" /> Şekil 8: CYT ile Nitrik oksit tespiti c -SiO 2. </. sub&gt; aerojeller vardiya İzleme (ΔA A 414 nm = - A 408 nm). CYT ve Soret yoğunluğu gaz akışı olarak SiO2 kompozit aerojel nanoarchitectures kapsüllü c (katı kırmızı) ve Au ~ cyt c (mavi kesik). azot arasında geçiş edilir (Soret zirve maksimum olduğu ~ 408 nm) ve (Soret zirve maksimum ~ 414 nm olan), nitrik oksit. Her eğri CYT iki ile 3-4 çalışmaların bir ortalama ΔA izlenir c -SiO 2 denemeler A 414 nm = -. İlk Soret tepe maksimum bu çalışmalar için 407 nm&#39;de beri A 407 nm. Izni 9 ile yayımlanmaktadır. <img alt="Şekil 9," src="/files/ftp_upload/53802/53802fig9.jpg" /> Şekil 9:. CYT için jel yol uzunluğuna bölünmesiyle süperkritik akışkan serbest zaman etkisi Ortalamalı UV-görünür spektral absorbans c -SiO 2 aerojeller enca.50 mM süperkritik olarak kuru aerojeller 45 dakika (9 spektrumları katı, siyah (ortalama)) ya da 7 dakika (Toplam 4 kesik, kırmızı (ortalamasının üzerinde ya da serbest süperkritik karbon dioksit tarafından ifade edildiği fosfat tamponu içinde 10 uM CYT psulating. c spektrumlan)). Izni 9 ile yayımlanmaktadır.

Watch this Scientific Journal Video about Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity at JoVE.com

Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity

Sitokrom Kapsüllenen<em&gt; C</em&gt; Metal Nanopartiküller olmadan Silika Aerojel Nanoarchitectures Gaz faz biyoaktivitesinin İstinat ederken

Bu prosedür bioaerogels oluşturulması için (SiO2), sol-jel, işlemi, bu jelleri silis sitokrom c (cyt. C) kapsül haline getirilmesi ve hızlı bir şekilde bir gaz-fazlı reaksiyon ile nitrik oksit (NO) tanımak için bu bioaerogels kullanımı açıklamaktadır. protokol Bu tip biyosensörlerde veya diğer biyoanalitik cihazlar gelecekteki gelişimi yardımcı olabilir.

Applications such as sensors, batteries, and fuel cells have been improved through the use of highly porous aerogels when functional compounds are ...

encapsulating-cytochrome-c-silica-aerogel-nanoarchitectures-without

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity

10.3K Görüntüleme.  Fairfield University.  Bu prosedür bioaerogels oluşturulması için (SiO2), sol-jel, işlemi, bu jelleri silis sitokrom c (cyt. C) kapsül haline getirilmesi ve hızlı bir şekilde bir gaz-fazlı reaksiyon ile nitrik oksit (NO) tanımak için bu bioaerogels kullanımı açıklamaktadır. protokol Bu tip biyosensörlerde veya diğer biyoanalitik cihazlar gelecekteki gelişimi yardımcı olabilir. 

Video: Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle diameters ranging from 30-250 nm by varying the reaction conditions. Through the selection of a microwave compatible solvent, silicic acid precursor, catalyst, and microwave irradiation time, these microwave-assisted methods were capable of overcoming the previously reported shortcomings associated with synthesis of silica nanoparticles using microwave reactors. The siloxane precursor was hydrolyzed using the acid catalyst, HCl. Acetone, a low-tan &#948; solvent, mediates the condensation reactions and has minimal interaction with the electromagnetic field. Condensation reactions begin when the silicic acid precursor couples with the microwave radiation, leading to silica nanoparticle sol formation. The silica nanoparticles were characterized by dynamic light scattering data and scanning electron microscopy, which show the materials&#39; morphology and size to be dependent on the reaction conditions. Microwave-assisted reactions produce silica nanoparticles with roughened textured surfaces that are atypical for silica sols produced by St&#246;ber&#39;s methods, which have smooth surfaces.

Silica nanoparticles were prepared using acid-catalysis of a siloxane precursor and microwave-assisted synthetic techniques resulting in the controlled growth of nanomaterials ranging from 30-250 nm in diameter. The growth dynamics can be controlled by varying the initial silicic acid concentration, time of the reaction, and temperature of reaction.

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Kimya

Fluorescent Nanoparticles for the Measurement of Ion Concentration in Biological Systems

Tightly regulated ion homeostasis throughout the body is necessary for the prevention of such debilitating states as dehydration.1 In contrast, rapid ion fluxes at the cellular level are required for initiating action potentials in excitable cells.2 Sodium regulation plays an important role in both of these cases; however, no method currently exists for continuously monitoring sodium levels in vivo 3 and intracellular sodium probes 4 do not provide similar detailed results as calcium probes. In an effort to fill both of these voids, fluorescent nanosensors have been developed that can monitor sodium concentrations in vitro and in vivo.5,6 These sensors are based on ion-selective optode technology and consist of plasticized polymeric particles in which sodium specific recognition elements, pH-sensitive fluorophores, and additives are embedded.7-9 Mechanistically, the sodium recognition element extracts sodium into the sensor. 10 This extraction causes the pH-sensitive fluorophore to release a hydrogen ion to maintain charge neutrality within the sensor which causes a change in fluorescence. The sodium sensors are reversible and selective for sodium over potassium even at high intracellular concentrations.6 They are approximately 120 nm in diameter and are coated with polyethylene glycol to impart biocompatibility. Using microinjection techniques, the sensors can be delivered into the cytoplasm of cells where they have been shown to monitor the temporal and spatial sodium dynamics of beating cardiac myocytes.11 Additionally, they have also tracked real-time changes in sodium concentrations in vivo when injected subcutaneously into mice.3 Herein, we explain in detail and demonstrate the methodology for fabricating fluorescent sodium nanosensors and briefly demonstrate the biological applications our lab uses the nanosensors for: the microinjection of the sensors into cells; and the subcutaneous injection of the sensors into mice.

Fluorescent nanoparticles produced in our lab are used for imaging ion concentrations and ion fluxes in biological systems such as cells during signaling and interstitial fluid during physiological homeostasis.

Biyolojik Sistemleri İyon Konsantrasyon Ölçümü için Floresan Nanopartiküller

Tightly regulated ion homeostasis throughout the body is necessary for the prevention of such debilitating states as dehydration.1 In contrast, rapid ion ...

Biyomühendislik

Preparing Silica Aerogel Monoliths via a Rapid Supercritical Extraction Method

A procedure for the fabrication of monolithic silica aerogels in eight hours or less via a rapid supercritical extraction process is described. The procedure requires 15-20 min of preparation time, during which a liquid precursor mixture is prepared and poured into wells of a metal mold that is placed between the platens of a hydraulic hot press, followed by several hours of processing within the hot press. The precursor solution consists of a 1.0:12.0:3.6:3.5 x 10-3 molar ratio of tetramethylorthosilicate (TMOS):methanol:water:ammonia. In each well of the mold, a porous silica sol-gel matrix forms. As the temperature of the mold and its contents is increased, the pressure within the mold rises. After the temperature/pressure conditions surpass the supercritical point for the solvent within the pores of the matrix (in this case, a methanol/water mixture), the supercritical fluid is released, and monolithic aerogel remains within the wells of the mold. With the mold used in this procedure, cylindrical monoliths of 2.2 cm diameter and 1.9 cm height are produced. Aerogels formed by this rapid method have comparable properties (low bulk and skeletal density, high surface area, mesoporous morphology) to those prepared by other methods that involve either additional reaction steps or solvent extractions (lengthier processes that generate more chemical waste).The rapid supercritical extraction method can also be applied to the fabrication of aerogels based on other precursor recipes.

This article describes a rapid supercritical extraction method for fabricating silica aerogels. By utilizing a confined mold and hydraulic hot press, monolithic aerogels can be made in eight hours or less.

Bir Rapid Süperkritik Ekstraksiyon Yöntemi ile Silika AEROJEL Monoliths hazırlanıyor

A procedure for the fabrication of monolithic silica aerogels in eight hours or less via a rapid supercritical extraction process is described. The ...

Synthesis and Catalytic Performance of Gold Intercalated in the Walls of Mesoporous Silica

As a promising catalytically active nano reactor, gold nanoparticles intercalated in mesoporous silica (GMS) were successfully synthesized and properties of the materials were investigated. We used a one pot sol-gel approach to intercalate gold nano particles in the walls of mesoporous silica. To start with the synthesis, P123 was used as template to form micelles. Then TESPTS was used as a surface modification agent to intercalate gold nano particles. Following this process, TEOS was added in as a silica source which underwent a polymerization process in acid environment. After hydrothermal processing and calcination, the final product was acquired. Several techniques were utilized to characterize the porosity, morphology and structure of the gold intercalated mesoporous silica. The results showed a stable structure of mesoporous silica after gold intercalation. Through the oxidation of benzyl alcohol as a benchmark reaction, the GMS materials showed high selectivity and recyclability.

Here, we present a protocol with a sol-gel process to synthesize gold intercalated in the walls of mesoporous materials (GMS), which is confirmed to possess a mesoporous matrix with gold intercalated in the walls imparting great stability and recyclability.

Sentezi ve Mezogözenekli Silika Walls Altın interkalasyonlu Katalitik Performans

As a promising catalytically active nano reactor, gold nanoparticles intercalated in mesoporous silica (GMS) were successfully synthesized and properties ...

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three preparation methods are described: (a) the incorporation of metal salts into silica or alumina wet gels using an impregnation method; (b) the incorporation of metal salts into alumina wet gels using a co-precursor method; and (c) the addition of metal nanoparticles directly into a silica aerogel precursor mixture. The methods utilize a hydraulic hot press, which allows for rapid (&#60;6 h) supercritical extraction and results in aerogels of low density (0.10 g/mL) and high surface area (200-800 m2/g). While the work presented here focuses on the use of copper salts and copper nanoparticles, the approach can be implemented using other metal salts and nanoparticles. A protocol for testing the three-way catalytic ability of these aerogels for automotive pollution mitigation is also presented. This technique uses custom-built equipment, the Union Catalytic Testbed (UCAT), in which a simulated exhaust mixture is passed over an aerogel sample at a controlled temperature and flow rate. The system is capable of measuring the ability of the catalytic aerogels, under both oxidizing and reducing conditions, to convert CO, NO and unburned hydrocarbons (HCs) to less harmful species (CO2, H2O and N2). Example catalytic results are presented for the aerogels described.

Here we present protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms. Methods for preparing materials using copper salts and copper-containing nanoparticles are featured. Catalytic testing protocols demonstrate the effectiveness of these aerogels for three-way catalysis applications.

İmalat ve katalitik Aerogels hızlı süperkritik ayıklama hazırlanan test

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

Preparation of Functional Silica Using a Bioinspired Method

The goal of the protocols described herein is to synthesize bioinspired silica materials, perform enzyme encapsulation therein, and partially or totally purify the same by acid elution. By combining sodium silicate with a polyfunctional bioinspired additive, silica is rapidly formed at ambient conditions upon neutralization. 
The effect of neutralization rate and biomolecule addition point on silica yield are investigated, and biomolecule immobilization efficiency is reported for varying addition point. In contrast to other porous silica synthesis methods, it is shown that the mild conditions required for bioinspired silica synthesis are fully compatible with the encapsulation of delicate biomolecules. Additionally, mild conditions are used across all synthesis and modification steps, making bioinspired silica a promising target for the scale-up and commercialization as both a bare material and active support medium.
The synthesis is shown to be highly sensitive to conditions, i.e., the neutralization rate and final synthesis pH, however tight control over these parameters is demonstrated through the use of auto titration methods, leading to high reproducibility in reaction progression pathway and yield. 
Therefore, bioinspired silica is an excellent active material support choice, showing versatility towards many current applications, not limited to those demonstrated here, and potency in future applications.

Here, we present a protocol to synthesize bioinspired silica materials and immobilize enzymes therein. Silica is synthesized by combining sodium silicate and an amine &#39;additive&#39;, which neutralize at a controlled rate. Material properties and function can be altered either by in situ enzyme immobilization or post-synthetic acid elution of encapsulated additives.

Fonksiyonel silis Bioinspired yöntemiyle hazırlanması

The goal of the protocols described herein is to synthesize bioinspired silica materials, perform enzyme encapsulation therein, and partially or totally ...

A Rapid Synthesis Method for Au, Pd, and Pt Aerogels Via Direct Solution-Based Reduction

Here, a method to synthesize gold, palladium, and platinum aerogels via a rapid, direct solution-based reduction is presented. The combination of various precursor noble metal ions with reducing agents in a 1:1 (v/v) ratio results in the formation of metal gels within seconds to minutes compared to much longer synthesis times for other techniques such as sol-gel. Conducting the reduction step in a microcentrifuge tube or small volume conical tube facilitates a proposed nucleation, growth, densification, fusion, equilibration model for gel formation, with final gel geometry smaller than the initial reaction volume. This method takes advantage of the vigorous hydrogen gas evolution as a by-product of the reduction step, and as a consequence of reagent concentrations. The solvent accessible specific surface area is determined with both electrochemical impedance spectroscopy and cyclic voltammetry. After rinsing and freeze drying, the resulting aerogel structure is examined with scanning electron microscopy, X-ray diffractometry, and nitrogen gas adsorption. The synthesis method and characterization techniques result in a close correspondence of aerogel ligament sizes. This synthesis method for noble metal aerogels demonstrates that high specific surface area monoliths may be achieved with a rapid and direct reduction approach.

A rapid, direct solution-based reduction synthesis method to obtain Au, Pd, and Pt aerogels is presented.

Otomatik Güncelleştirmeler, Pd ve Pt Aerogels üzerinden doğrudan çözüm tabanlı azaltma için hızlı sentez yöntemi

Here, a method to synthesize gold, palladium, and platinum aerogels via a rapid, direct solution-based reduction is presented. The combination of various ...

Synthesis Method for Cellulose Nanofiber Biotemplated Palladium Composite Aerogels

Here, a method to synthesize cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels is presented. Noble metal aerogel synthesis methods often result in fragile aerogels with poor shape control. The use of carboxymethylated cellulose nanofibers (CNFs) to form a covalently bonded hydrogel allows for the reduction of metal ions such as palladium on the CNFs with control over both nanostructure and macroscopic aerogel monolith shape after supercritical drying. Crosslinking the carboxymethylated cellulose nanofibers is achieved using 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) in the presence of ethylenediamine. The CNF hydrogels maintain their shape throughout synthesis steps including covalent crosslinking, equilibration with precursor ions, metal reduction with high concentration reducing agent, rinsing in water, ethanol solvent exchange, and CO2 supercritical drying. Varying the precursor palladium ion concentration allows for control over the metal content in the final aerogel composite through a direct ion chemical reduction rather than relying on the relatively slow coalescence of pre-formed nanoparticles used in other sol-gel techniques. With diffusion as the basis to introduce and remove chemical species into and out of the hydrogel, this method is suitable for smaller bulk geometries and thin films. Characterization of the cellulose nanofiber-palladium composite aerogels with scanning electron microscopy, X-ray diffractometry, thermal gravimetric analysis, nitrogen gas adsorption, electrochemical impedance spectroscopy, and cyclic voltammetry indicates a high surface area, metallized palladium porous structure.

A synthesis method for cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels is presented.The resulting composite aerogel materials offer potential for catalysis, sensing, and hydrogen gas storage applications.

Selüloz nanofiber Biotemkaplama Palladium kompozit Aerogels için sentez yöntemi

Here, a method to synthesize cellulose nanofiber biotemplated palladium composite aerogels is presented. Noble metal aerogel synthesis methods often ...

Aesthetically Enhanced Silica Aerogel Via Incorporation of Laser Etching and Dyes

A procedure for aesthetically enhancing silica aerogel monoliths by laser etching and incorporation of dyes is described in this manuscript. Using a rapid supercritical extraction method, large silica aerogel monolith (10 cm x 11 cm x 1.5 cm) can be fabricated in about 10 h. Dyes incorporated into the precursor mixture result in yellow-, pink- and orange-tinged aerogels. Text, patterns, and images can be etched onto the surface (or surfaces) of the aerogel monolith without damaging the bulk structure. The laser engraver can be used to cut shapes from the aerogel and form colorful mosaics.

This protocol describes a method for etching text, patterns, and images onto the surface of silica aerogel monoliths in native and dyed form and assembling the aerogels into mosaic designs.

Lazer Gravür ve Boyaların Dahili Yoluyla Estetik Olarak Geliştirilmiş Silika Aerogel

A procedure for aesthetically enhancing silica aerogel monoliths by laser etching and incorporation of dyes is described in this manuscript. Using a rapid ...

Mühendislik

Aminlenmiş Bileşiklerin Silika Yüzeylere Emprenye Edilmesi ve Aşılanması

A Synthetic Methodology for Preparing Impregnated and Grafted Amine-Based Silica Composites for Carbon Capture

Recently, there has been a significant effort towards reducing or mitigating CO2 emissions through the use of carbon capture materials for point source or direct air capture (DAC) methods. This work focuses on amine-functionalized CO2 adsorbents for DAC. These materials show promise for CO2 removal because they have low regeneration energy consumption and high adsorption capacity. The incorporation of amine species into a porous substrate combines the advantages of the amine species&#39; affinity to CO2 with the large pore volumes and surface areas of the porous substrate. There are three methods commonly used to prepare amine-based CO2 sorbents, depending on the selection of the amine species, material support, and preparation method. These methods are impregnation, grafting, or chemical synthesis. Silica is a prevalent choice of substrate material because of its adjustable pore size, moisture tolerance, temperature stability, and ability to adsorb CO2 in low concentrations for DAC applications. Typical synthetic procedures and primary attributes of both impregnated and grafted amine-silica composites are described herein.

Yazar Gündemi: Doğrudan Hava Yakalama için CO2 Adsorbanları Olarak Amin Bazlı Silika Kompozitlerin Geliştirilmesinin Standartlaştırılması 

This work aims to facilitate the development of standardized techniques for impregnating or grafting aminated compounds onto silica substrates, which are often broadly described in the literature. Specific amounts of solvent, substrate, amines, and the values of other important experimental parameters will be discussed in detail.

Karbon Yakalama için Emprenye Edilmiş ve Aşılanmış Amin Bazlı Silika Kompozitlerin Hazırlanmasına Yönelik Sentetik Bir Metodoloji

Recently, there has been a significant effort towards reducing or mitigating CO2 emissions through the use of carbon capture materials for point source or ...

Sitokrom Kapsüllenen

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler