Cerium-oxid-Nanopartikel (Nanoceria) sind in lebenden Organismen, von der Grundlagenforschung zur Biotechnologie, aufgrund ihrer unterschiedlichen katalytischen reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) Aufräumvorgang Fähigkeit1,2,3verbreitet. Nanoceria haben ROS Aufräumvorgang Fähigkeiten aufgrund einer großen Anzahl von Oberfläche Sauerstoff stellen, die abwechselnd zwei Oxidation Staaten (Ce3 + und CE-4 +) 4,5,6. Die CE-3 + baumelnden Bindungen Aufräumen effektiv ROS während der Gitter-Stämme im Nanobereich die Regeneration dieser defekt Seiten über Redox fördern-Reaktionen7Radfahren. Nanoceria haben auch vor kurzem verwendet, für das Studium und Engineering Anlagenbau Funktion8,9. Pflanzen unter abiotischen Stress erleben Anhäufung von ROS, oxidativen Schäden an Lipiden, Proteinen und DNA-10. In A. Thaliana Pflanzen führt Nanoceria katalytische Aufräumvorgang von ROS in Vivo zu verbesserten pflanzlichen Photosynthese unter hohen Licht, Wärme und Kühlung betont8. Anwendung Nanoceria auch erhöht Shooting Biomasse und Korn-Ertrag von Weizen (Triticum Aestivum)11Boden; Raps (Brassica Napus) Pflanzen mit Nanoceria behandelt haben höhere pflanzlicher Biomasse unter salzstress12.
Nanoceria bieten Bioingenieure und Biologen eine Nanotechnologie-basierte Tool, um abiotischem Stress-Reaktionen zu verstehen und zu verbessern Pflanzenverträglichkeit abiotischem Stress zu Pflanzen. Nanoceria der in Vivo ROS Aufräumvorgang Fähigkeiten sind unabhängig von Pflanzenarten und einfache Lieferung ins Pflanzengewebe hat das Potenzial, breite Anwendung außerhalb von Modellorganismen zu ermöglichen. Im Gegensatz zu anderen Methoden genetisch bedingt Nanoceria erfordern keine Generierung von Pflanzenlinien mit der Überexpression von antioxidativen Enzymen für höhere ROS Aufräumvorgang Fähigkeit13. Blatt-Lamina Infiltration von Nanoceria Pflanzen ist ein praktischer Ansatz für die Labor-basierte Forschung.
Das übergeordnete Ziel dieses Protokolls ist es, (1) die Synthese und Charakterisierung von negativ geladenen Poly (Acryl) Säure Nanoceria (PNC), (2) die Lieferung und Verfolgung von PNC im gesamten Blattzellen und (3) die Kontrolle der PNC-fähigen ROS Aufräumvorgang beschreiben Vivo. In diesem Protokoll sind negativ geladenen Poly (Acryl) Säure Nanoceria (PNC) synthetisiert und charakterisiert durch ihr Absorptionsspektrum, hydrodynamische Durchmesser und Zetapotenzial. Wir beschreiben eine einfache Blatt Lamina Infiltration-Methode um PNC in Pflanze Blatt Gewebe liefern. Für die in-Vivo Bildgebung der Verteilung der Nanopartikel im Mesophyll Zellen wurde ein Fluoreszenzfarbstoff (DiI) zur PNC (DiI-PNC) beschriften und beobachten die Nanopartikel über konfokale Fluoreszenzmikroskopie. Schließlich erklären wir, wie in Vivo PNC ROS Abfangen durch konfokale Mikroskopie zu überwachen.