Name: synthesizing sodium tungstate and sodium molybdate microcapsules via bacterial mineral excretion
Uploaded: 2018-01-30T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 53 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion at JoVE.com

Bu eser Bakanlığı bilim ve teknoloji, Tayvan, Çin Cumhuriyeti, tarafından desteklenmektedir küçük sayı en 105-2221-E-011-008 vermek ve aynı zamanda gelişmiş-Connectek A.ş. tarafından Taipei, Tayvan, ROC sözleşme altında numara RD Ref. No 6749 ve bölümü Ref. No 011 ile Mezun elektro-optik İTÜ Enerji Enstitüsü, Ulusal Tayvan Üniversitesi bilim ve teknoloji.

Dikkat: lateks eldiven, koruyucu gözlük ve bir laboratuvar kat deneme gerçekleştirmek için kullanın. Biyogüvenlik kabini kullanarak dolap fan açmak ve kabine kapı yarı kapalı tutmak.
1. cam boncuk hazırlanması
<ol><li>100 mL laboratuvar şişede 3 mm çapında 100 cam boncuk yerleştirin ve sonra sıkıca kap.</li>
	<li>Otoklav 10 dk 120 ° C'de içeriği.</li>
	<li>Oda sıcaklığına kadar soğumasını sonra Biyogüvenlik içinde yer için şişe kabine bırakın.</li>
</ol>2. Lysogeny suyu (LB) hazırlanması
<ol><li>400 mL su ile LB-Lennox suyu 500 mL laboratuvar şişe 8 g toz geçiyoruz.</li>
	<li>İçeriği 20 min için bir PTFE manyetik karıştırma çubuğu ile karıştırın ve sonra sıkıca kap.</li>
	<li>Otoklav 10 dk 120 ° C'de içeriği.</li>
	<li>Oda sıcaklığına kadar serin aşağı ve Biyogüvenlik içinde yerleştirmek için çözüm kabine bırakın.</li>
	<li>Bir pipet, aliquot suyu sekiz 15 mL santrifüj tüpleri Biyogüvenlik Kabini (12,5 mL her) kullanarak.</li>
	<li>Aliquot kalan suyu (100 mL her) üç 100 mL laboratuvar şişelerde Biyogüvenlik kabini içine. Üç şişe sıkı kap. Biyogüvenlik kabini kalsınlar.</li>
</ol>3. Kültür Shewanella alg
<ol><li>Dondurulmuş cryopreserved zorlanma kullanın.</li>
	<li>Biyogüvenlik kabini, paslanmaz çelik spatula ile 1 mL donmuş tüp donmuş malzeme seçmek ve 3.5 adımda hazırlanan bir santrifüj tüpü yerleştirin.</li>
	<li>Kültürler 24 h 37 ° C kuluçka için kuluçkaya.</li>
</ol>4. LB-Lennox (suyu ile Agar) Petri yemekler hazırlanması
<ol><li>LB-Lennox (suyu ile agar) 100 mL su ile iki tablet 100 mL laboratuvar şişe içine geçiyoruz.</li>
	<li>İçeriği 20 min için bir PTFE manyetik karıştırma çubuğu ile karıştırın ve sonra sıkıca kap.</li>
	<li>Otoklav 10 dk 120 ° C'de içeriği.</li>
	<li>Biyogüvenlik kabini, aliquot içine 4 Petri yemekler her sağlanması, 100 mL çözeltisi elle almak ~ 25 mL. Çözüm oda sıcaklığında soğumaya bırakın.</li>
</ol>5. monoklonal bakteri hazırlanması
<ol><li>Biyogüvenlik kabini, adım 2.6, #1, #2 ve #3, anılan sıraya göre hazırlanan üç şişe etiket.</li>
	<li>0.1 mL şişe #1 içine adım 3.3 sonuç bakteriyel süspansiyon pipet. Şişeyi kap ve el ile homojen bir çözüm elde etmek 1 dk salıncak.</li>
	<li>0.1 mL şişe #2 içine adım 5.2 sonuç bakteriyel sıvı pipet. Şişeyi kap ve el ile homojen bir çözüm elde etmek 1 dk salıncak.</li>
	<li>0.1 mL şişe #3 içine adım 5.3 sonuç bakteriyel sıvı pipet. Şişeyi kap ve homojen bir çözüm elde etmek 1 dakika el salla.</li>
	<li>Sıvı hacmi 0,02 mL kullanarak adımda 4.4, hazırlanan şişe #3 içine 4 Petri yemekler pipette.</li>
	<li>Adım 1.3 içine 4 Petri yemekler 4 boncuk her yemeğin içinde kullanılan, hazırlanan cam boncuk koymak.</li>
	<li>Petri yemekler kapaklarını kapatın ve bunları el ile 1 dakika çalkalanır.</li>
	<li>Petri yemekler ters çevirin ve 37 ° C kuluçka 24 h için kuluçkaya.</li>
</ol>6. çarpma monoklonal bakteri
<ol><li>2.5. adımda hazırlanan 7 tüpler getir.</li>
	<li>Paslanmaz çelik spatula ile 5.8 adımda hazırlanan 4 Petri yemekler sonuç monoklonal bakterilerden ortaya çıkarmak ve onları ayrı ayrı 7 tüpler içine koymak.</li>
	<li>7 tüpler 37 ° C kuluçka 24 h için bırakın.</li>
	<li>Görsel kolorimetrik yöntemi kullanarak en büyük ışık saçılma olan ortaya çıkarmak.</li>
</ol>7. LB-Lennox suyu glikoz ve tuz hazırlanması
<ol><li>LB-Lennox suyu 10 g, 10 gr NaCl ve 10 g glikoz 500 mL laboratuvar şişe içine yerleştirin. Birimin 450 mL ulaşıncaya kadar su ekleyin.</li>
	<li>İçeriği 20 min için bir PTFE manyetik karıştırma çubuğu ile karıştırın.</li>
	<li>Otoklav 10 dk 120 ° C'de içeriği.</li>
</ol>8. sodyum Tungstate hazırlanması
<ol><li>Paslanmaz çelik spatula ile 16,5 g sodyum Tungstate Na2WO4.2H2O 100 mL laboratuvar şişe içine koymak. Birim 50 mL ulaşıncaya kadar su ekleyin.</li>
	<li>İçeriği 20 min için bir PTFE manyetik karıştırma çubuğu ile karıştırın.</li>
	<li>Otoklav 10 dk 120 ° C'de içeriği.</li>
	<li>Biyogüvenlik kabini, filtrate 1 µm gözenekleri olan bir vakum fiberglas filtre yoluyla almak.</li>
</ol>9. LB glikoz, tuz ve sodyum Tungstate ile hazırlanması
<ol><li>Biyogüvenlik kabini, adım 8.4 el ile glikoz ve tuz 7,3 adımda hazırlanan çözüm içine kazandı. filtrate dökün.</li>
	<li>Biyogüvenlik kabinde bir pipet 10 x 50 mL santrifüj tüpleri içine adım 9.1 500 mL sonuç çözümde ile aliquot.</li>
</ol>10. bakteri kültürü
<ol><li>Biyogüvenlik kabini, 6.4 ve aliquot adım adım 9.2, 0.05 mL alma her tüp ile hazırlanan 10 test tüpleri içine bir pipet ile hazır sıvı getir.</li>
	<li>10 tüpler 37 ° C kuluçka 120 h için kuluçkaya.</li>
</ol>11. hasat BME minerallerin
<ol><li>Her biri 20 KHz 9.2 adımda 10 tüplerde 150 W için 1 h ile ultrasonicate.</li>
	<li>2,025 x g 1 h için de tüpler santrifüj kapasitesi.</li>
	<li>Berrak sıvı bir pipet tüplerini kaldırmak, su ekleyin ve bir kez daha 11,1 ve 11,2 adımları yineleyin.</li>
	<li>Berrak sıvı bir pipet tüplerini kaldırmak, alkol ekleyin ve sonra onları ile 150 W 1 h için 20 KHz ultrasonicate.</li>
	<li>2,025 x g 1 h için de tüpler santrifüj kapasitesi.</li>
	<li>Bir kez daha 11,4 ve 11,5 adımları yineleyin</li>
	<li>BME mineraller bir pipet tüplerini berrak sıvı kaldırarak hasat; daha sonra hemen tüpler herhangi bir kurutma işlemi çalıştırmadan kap.</li>
</ol>12. sıcaklık Pandoraea sp. ve molibdat ile salınan
<ol><li>Kültür Pandoraea sp. adım 2, 3, 4, 5 ve 6 için Shewanella algaeolduğu gibi aynı şekilde. Bu adımının sonucunu bu adım 6.4 karşılık gelir.</li>
	<li>Sodyum tungstate adım 7.1 16,5 g sodyum molibdat, Na2MoO4 · 12 g ile değiştirilir dışında LB suyu glikoz ve tuz adımları 7, 8 ve 9, olduğu gibi aynı şekilde yapmak 2H2o Bu adımının sonucunu bu adım 9.2 karşılık gelir.</li>
	<li>Biyogüvenlik kabini, sıvı hazırlanan getirme adım 12,1 ve aliquot adım 12,2, her ile hazırlanan 10 tüpler içine bir pipet ile alıcı 0.05 mL tüp.</li>
	<li>Banyo, 5 kere 25 ° C ve 37 ° C arasında sıcaklık için 12 saat süren her sıcaklık ile salınan sallayarak bir karşılıklı olarak 120 h adıma 12,3 salınan sıcaklık altında 10 tüplerde kuluçkaya.</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>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Öz-tutarlılık ile ilgili deneysel sonuçlar, hazırlık ve monoklonal bakteri çoğalması önemlidir. Bu deney, şablon sentez deneyler15,16, farklı biyoaktif Ayagin Gram-negatif bakteri istihdam. Bir tek cidar elde etmek için biz prokaryotik bakteri maya15gibi ökaryotik bakteri yerine seçti. Küresel bir şekil 1:1, daha büyük bir uzunluk çap oranı16yerine bir uzunluğu çap oranı elde etmek için biz bakteri oxyanions bir çok daha yüksek konsantrasyon ile onları küresel şekle, daraltmak için doğru microcapsules yapmak beslenen bir tek, yuvarlak ve ince duvar ile (< 30 nm).
BME çoğunlukla bakteri metabolizması denetlemek için oxyanions konsantrasyonu ayarlama dayanıyor beri iki sınırlamalar bulunmaktadır. İlk olarak, oxyanions konsantrasyonu konsantrasyonu mümkün olduğu kadar yüksek olmalıdır rağmen çözünürlük ile sınırlıdır. İkinci, en bakteriyel metabolizmaya üzerinde 45 ° C sıcaklıkta duracak ya da altında 5 ° C, sırasıyla üst ve alt sınırlar deneyimiz sonucunda.
Bu iki sınırlamaları rağmen BME metal oksit malzeme pratik ilgi yapımı için büyük potansiyele sahiptir. Bu iddiayı kanıtlamak için zirkonyum microcapsules ve demir microcapsules yapmak için bu yöntemi denemek için gidiyoruz — eski yapay kemikler için malzeme ve ikincisi ilaç dağıtım için iyi bir aday olmak.

Metal oksit nano tanecikleri ilaç teslim1, inşaat yapay kemikler2, heterojen kataliz3, alan emisyon4,5, güneş hücreleri6, gaz sensörler7, istismar ve lityum piller8. Pratik uygulamalarda, hem nanocrystals hem de onların Mikroyapı mekanik gücü çok önemli. Microstructures arasında içi boş kabuk yapıları hafif, mekanik olarak sağlam malzeme9oluşturmak için kullanılabilir. İçi boş kabuk yapıları arasında küresel şekli bir ellipsoidal bir halde daha sert olduğu bilinmektedir; İkinci eski10,11daha büyük bir uzunluk çapı oranına sahip. Bu eser için bir non-toksik yöntemi'nin altında Şablon sentez yöntemi12de dahil olmak üzere alternatif yöntemler ile tezat bir ortam durumu ile bakteri ile küresel microcapsules sentezleme protokolünü açıklar, Ultrasonik sprey yoluyla sentez yöntemi13 ve hidrotermal yöntemi14. Alternatif yöntemlerden bazıları şablonları12, bazı yüksek bir sıcaklık 500 ° C13olarak ve bazı gerektiren bir yüksek basınç14. Elde edilen yapı gelince Maya şablonu kullanarak şablon sentez yöntemi hakkında bir çekirdek-kabuk yapısı15, bir tek bir duvar ile yerine getiriyor ve E. coli şablonu kullanan tek bir yapı ile üretir 1.7:0.8, uzunluğu çap oranı ve küresel değil. 16.
Bu çalışmada, metal oksit microcapsules tek bir duvar ile ve ortam bir koşul altında küresel şeklinin bakteri metabolizması sömürerek yaptık. Bakteriyel Glikoliz, glikoz ve laktoz, gibi karbon kaynakları metabolize kimyasal bir işlem içinde karbon kaynakları orada üretilen azaltılması güç kaynağı olarak kabul edilir. Biz bakteri metabolizması istenen biter ulaşmak için karbon kaynakları konsantrasyonu ayarlayarak manipüle. Bu yöntem, Çevre Dostu, non-toksik ajanlar kullanarak ve çok daha az elektrik güç tüketen olur. Son olarak, bu yöntem yalnızca suyu hacmi artırarak microcapsules seri üretim sağlar.
Yöntemi önce mineraller yapmak için bakteri metabolizması kullanan başka bir iki yöntem olmuştur: biyolojik olarak indüklenen Qafqaz (BIM)17 ve biyolojik olarak kontrollü Qafqaz (BCM)18. BIM de BCM sodyum tungstate ve fluorid tungstate microcapsules bakteriyel mineral boşaltım (BME)19belirlenmiş bizim işlem gibi yapmak kullanılabilir. Bu deneyde, microcapsules şeklinde bir uzunluğu çap oranı 10:1-1:1 için kontrol edilebilir ve nanoparçacık boyutunu oluşturan kabukları 15 arasında değişen ayarlanabilir tahıllar nm 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

Biz bir yöntem sunmak için iki tür microcapsules, sodyum tungstate ve sodyum molibdat ve iki metal oksitleri karşılık gelen nano tanecikleri sentezleme bakteriyel mineral boşaltım (BME), — 22 küçük olan eski nm ve ikinci 15 nm. Bakteriler, Shewanella yosun ve Pandoraea sp., iki soyu tungstate veya molibdat iyonları çeşitli konsantrasyonları ile beslenir. Tungstate ve molibdat konsantrasyonları farklı uzunluğu çap oranlarına microcapsules yapmak için ayarlandı. Biz bu yüksek konsantrasyon küçük nano tanecikleri bulunmuştur. Nano tanecikleri üç uzunluğu çap oranları ile geldi: 10: bakteri sırasıyla düşük konsantrasyon, orta boy bir konsantrasyon ve yüksek bir konsantrasyon ile besleyerek elde edildi 1 3:1 ve 1:1,. İçi boş microcapsules görüntüleri tarama elektron microsphere (SEM) alındı. Kristal yapılarını x-ışını kırınım (XRD) tarafından doğrulanmadı — fluorid microcapsules kristal yapısı Na2MoO4 ve bu tungstate microcapsules Na2WO4 Na2W2O7ile. Bu immobilizasyonu tüm çevre ortam koşul altında başarılı.

Şekil 1 hakiki küresel microcapsules gösterir. Her iki iki suşların bakteri, Shewanella yosun ve Pandoraea sp., başlangıçta bir uzunluğu çap oranı 3:1 var. 1:1, yüksek bir konsantrasyon uzunluğu çap oranı elde etmek için (> 100 mM) metal oxyanions gereklidir. Bir düşük konsantrasyon (< 5 mM) oxyanions bir uzunluğu çap oranı 10:1 olarak Şekil 2' de, hangi ikili fizyon bakterilerin engelleme oxyanions akını neden olabilir neden olabilir. Son olarak, bir uzunluğu çap oranı 3:1, şekil 3' te, bu şekilde ulaşmak için oxyanions bir orta yoğunlukta (~ 20 mM) gereklidir. Küresel kabukları, oluşumu ile bir uzunluğu çap oranı 1:1, kendilerini oxyanions alımı oxyanions hücre membran aracılığıyla Difüzyon süre dengelemek için onların yüzey alanı küçültmek bakteriyel sürücüler getirdiği. Üç rakamı birlikte uzunluğu çap oranı için 10:1-1:1 sadece oxyanions konsantrasyonu ayarlayarak şekilde ayarlanmış gösterir.
Şekil 4 ve şekil 5 farklı boyutlarda sodyum molibdat taneleri nanopartikül göster: küçüğü 15 olmak nm ve daha büyük bir 110 nm. Şekil 5, Sigara paramparça kabukları, 110 nm can parçacıkları üzerinde hala unutmayın, gözenekli kabukları şekillendirme zincirleme. Büyük bir kodlamayla suyu 5 kere 25 ° C ve 37 ° C arasında sıcaklık için 12 saat süren her sıcaklık ile salınan yoluyla elde edilen. Sıcaklık salınım sırasında farklı boyutlarda taneleri değil sadece üretilebilir ama aynı zamanda biz-ebilmek yapmak microcapsules 15 farklı gren boyutlarına sahip anlamına gelir mikro-küresel yapısını korumak nm 110 nm sadece suyu sıcaklık kontrol ederek, .
Şekil 6 kırık duvar duvara açılış yanında kalan büyük tahıl ile gösterir. Duvar kalınlığı yaklaşık 22 yaşında nm ve daha büyük tahıl olduğunu 40-60 nm. Boyut farkı değil henüz tanımlanan farklı metabolik süreçlerden, neden olabilir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig1.jpg"> Şekil 1: içi boş küresel kabukları SEM görüntü ile bir uzunluğu çap oranı 1:1. Bu yapı ile glikoz karbon kaynağı olarak Shewanella algler tarafından atılır sodyum tungstate yapılmıştır. Katı devlet Bilimleri ve teknoloji, 6(3), N3113 (2017) üzerinden ECS J. izni ile yayımlanmaktadır. Telif hakkı 2017, elektrokimyasal toplum. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig2.jpg"> Şekil 2: SEM imajıyla içi boş uzun filaman kabukları bir uzunluğu çap oranı 10:1. Bu yapı ile glikoz karbon kaynağı olarak Pandoraea sp. tarafından atılır sodyum molibdat yapılmıştır. Katı devlet Bilimleri ve teknoloji, 6(3), N3113 (2017) üzerinden ECS J. izni ile yayımlanmaktadır. Telif hakkı 2017, elektrokimyasal toplum. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig3.jpg"> Şekil 3: SEM imajıyla kırık içi boş çubuk şeklinde kabukları bir uzunluğu çap oranı 3:1. Bu yapı ile glikoz karbon kaynağı olarak Shewanella algler tarafından atılır sodyum tungstate yapılmıştır. Katı devlet Bilimleri ve teknoloji, 6(3), N3113 (2017) üzerinden ECS J. izni ile yayımlanmaktadır. Telif hakkı 2017, elektrokimyasal toplum. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig4.jpg"> Şekil 4: SEM imajıyla paramparça sodyum molibdat kabukları bir tane parçacık boyutu 15 nm. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig5.jpg"> Şekil 5: SEM imajıyla parçalanmış ve sigara paramparça sodyum molibdat kabukları bir tane parçacık boyutu 110 nm. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig6.jpg"> Şekil 6: SEM imajıyla kırık içi boş kabukları bir uzunluğu çap oranı 1:1. Bu yapı ile glikoz karbon kaynağı olarak Shewanella algler tarafından atılır sodyum tungstate yapılmıştır. Granül boyutu hakkında 40-60 nm asmak kabuk hemen sonraki büyük bir boşluğa, kabuk kendisi granül boyutu yaklaşık 22 ile yapılır iken nm. Katı devlet Bilimleri ve teknoloji, 6(3), N3113 (2017) üzerinden ECS J. izni ile yayımlanmaktadır. Telif hakkı 2017, elektrokimyasal toplum. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</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

Bu çalışma bir protokol üretimi için bakteri ve onların karşılık gelen nano tanecikleri ile sodyum tungstate ve sodyum molibdat microcapsules sunar.

Sodyum Tungstate ve sodyum molibdat Microcapsules bakteriyel Mineral atılımı ile sentezleme

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 Görüntüleme.  National Taiwan University of Science and Technology. Bu çalışma bir protokol üretimi için bakteri ve onların karşılık gelen nano tanecikleri ile sodyum tungstate ve sodyum molibdat microcapsules sunar.

Video: 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.

Monometalik ve Bimetalik Erken Geçiş Metal Carbide ve Nitrür Nanopartiküller Ters Mikroemülsiyon aracılı sentezi

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

Kimya

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.

Nanoboyutlu Monosodyum Titanate Sentezi ve Reaksiyon Kimya

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.

Bir Kükürt Kopolimer Matrix içinde ligand-serbest CdS Nanopartiküller Sentezi

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

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).

Mineraller hFOB 1.19 tarafından üretilen ve SAO'lar-2 hücreleri kullanarak transmisyon elektron mikroskobu ile enerji dağıtıcı x-ışını Microanalysis Analizi

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.

Karmaşık Metal Oksit nano tanecikleri erimiş tuz sentezi

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

A Facile Synthetic Method to Obtain Bismuth Oxyiodide Microspheres Highly Functional for the Photocatalytic Processes of Water Depuration

Bismuth oxyhalide (BiOI) is a promising material for sunlight-driven-environmental photocatalysis. Given that the physical structure of this kind of materials is highly related to its photocatalytic performance, it is necessary to standardize the synthetic methods in order to obtain the most functional architectures and, thus, the highest photocatalytic efficiency. Here, we report a reliable route to obtain BiOI microspheres via the solvothermal process, using Bi(NO3)3 and potassium iodide (KI) as precursors, and ethylene glycol as a template. The synthesis is standardized in a 150 mL autoclave, at 126 &#176;C for 18 h. This results in 2-3 &#181;m-sized mesoporous microspheres, with a relevant specific surface area (61.3 m2/g). Shortening the reaction times in the synthesis results in amorphous structures, while higher temperatures lead to a slight increase in the porosity of the microspheres, with no effect in the photocatalytic performance. The materials are photo-active under UV-A/visible light irradiation for the degradation of the antibiotic ciprofloxacin in water. This method has demonstrated to be effective in interlaboratory tests, obtaining similar BiOI microspheres in Mexican and Chilean research groups.

This article describes a synthetic method to obtain bismuth oxyiodide microspheres, which are highly functional to perform the photocatalytic removal of organic pollutants, such as ciprofloxacin, in water under UV-A/visible light irradiation.

Bizmut Oxyiodide mikroküreler çok fonksiyonel su Depuration Fotokatalitik işlemleri için elde etmek için bir Facile sentetik yöntemi

Bismuth oxyhalide (BiOI) is a promising material for sunlight-driven-environmental photocatalysis. Given that the physical structure of this kind of ...

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.

Mikroenkapsülasyon Uygulamaları için Ekstraksiyon Tesisi tabanlı Kapsüller

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

Biyomühendislik

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.

Üçlü Füzyon Yukarı Dönüşüm Nanokapsül Sentezi

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

Mühendislik

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.

Manganez(II) Asetofonat Termal Ayrıştırma ile Manganez Oksit Nanopartikül Sentezi

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