Erzeugung von magnetit-eingebetteten bakteriellen Nanocellulose-Pellikeln

Nehmen wir ein bakterielles Nanocellulose-Pellicle, ein gallertartiges Blatt aus Zellulosefasern.

Geben Sie es in eine Dreihalsflasche mit einer Lösung aus Eisensalzen.

Schließen Sie einen Kondensator an und leiten Sie Wasser hindurch, um Volumenverlust beim Heizen zu verhindern. Anschließend spülen Sie den Kolben mit Stickstoffgas durch einen Einlass, um eine Eisenoxidation zu verhindern.

Erhitze und rühre den Kolben in einem Silikonölbad um, um die Diffusion von Eisensalzen in die Pellicle zu fördern.

Fügen Sie langsam ein Alkali hinzu, um den pH-Wert zu erhöhen, wodurch die Eisensalze Magnetit-Nanopartikel in der Pellicle-Matrix bilden.

Senken Sie die Temperatur und rühren Sie weiter, um eine gleichmäßige Verteilung der Nanopartikel sicherzustellen.

Kühlen Sie die Mischung ab und geben Sie sie dann in ein sauberes Gefäß.

Mit einem Magneten werden die Pellicle zurückgehalten und nicht inkorporierte Materialien dekantiert.

Waschen Sie die Pellicle wiederholt mit sauerstoffarmem Wasser, bis der pH-Wert neutral ist und das Supernatant klar erscheint.

Übertragen Sie die Pellicle und sterilisieren Sie sie mit UV-Belichtung, tauchen Sie sie dann für weitere Untersuchungen in steriles, sauerstoffarmes Wasser ein.

Blasen Sie 1000 Milliliter hochreines Wasser mit Stickstoffgas, um gelösten Sauerstoff aus dem Wasser zu entfernen, und ersetzen Sie ihn durch Stickstoff.

Verwenden Sie eine dreihalsige Rundbodenflasche, um eine Lösung in einem 2:1-Molarverhältnis aus Eisen(III)chloridhexahydrat und Eisenchloridtetrahydrat herzustellen, verdünnt mit dem sauerstoffarmen, hochreinen Wasser. Verwenden Sie zwei Halse des Gefäßes, um einen konstanten Ein- und Austritt von Stickstoffgas zu gewährleisten, indem Sie die Stickstoffgasversorgung mit einer Nadel verbinden, die in einen Septum-Stopper gesteckt und am Hals des Gefäßes befestigt ist. Setzen Sie eine BNC-Pellicle mit den Reaktanten in das Gefäß.

Stellen Sie sicher, dass die Probe vollständig in der Flüssigkeit untergetaucht ist. Dann füllen Sie alle Glasfugen mit Vakuumfett. Verbinden Sie den verbleibenden Hals des Gefäßes mit einem Kondensatorrohr, das mit einem mit wasserfreiem Calciumsulfat gefüllten Trockenrohr bedeckt ist.

Führe Wasser durch das Kondensatorrohr. Als Nächstes erhitzen Sie die Lösung in einem Silikonölbad auf 80 Grad Celsius mit einer Rührplatte und halten Sie diese Temperatur. Verwende eine kleine magnetische Rührstange, um die Reaktanten bei 350 U/min für 5 Minuten zu mischen.

Stellen Sie sicher, dass das BNC angemessen mit der eisenhaltigen Lösung imprägniert ist und die Reaktanten vollständig aufgelöst sind. Erhöhe die Rührgeschwindigkeit auf 700 U/min. In einem Zeitintervall von fünf Minuten fügen Sie fünf Milliliter Ammoniumhydroxid mit einer in einen Septum-Stopper eingestochenen Pipetternadel fünf Milliliter Eisenlösung zu den 10 Millilitern Eisenlösung hinzu. Nach der Zugabe des Ammoniumhydroxids ändert sich die Farbe der Lösung von gelb-orange zu schwarz.

Rühren Sie die Lösung weitere fünf Minuten bei 80 Grad Celsius weiter um. Vermeiden Sie Hochgeschwindigkeitsrührungen, um die Integrität der Probe zu erhalten. Senken Sie die Temperatur der Lösung auf 30 Grad Celsius mit dem Temperaturreglerunterboden der Rührplatte und rühren Sie weitere fünf Minuten weiter.

Dann schalte die Kochplatte aus. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Eisenoxid-Nanopartikel in das BNC-Netz eingebaut. Als Nächstes kühlen Sie die Mischung auf Raumtemperatur ab und übertragen sie in eine Gefäßkolben, um die magnetischen Nanopartikel, sogenannte MNPs, und BNC mit einem starken Permanentmagneten zu trennen.

Dazu sollte der Magnet nahe am Behälter gehalten werden, um die MNPs und BNC beim Dekantieren des Überstandsmittels an Ort und Stelle zu halten. Die MNPs und BNC in 100 Millilitern Wasser wieder suspendieren. Schütteln Sie die Lösung sanft, um alle MNPs zu entfernen, die nicht stark in den BNC integriert sind.

Dann dekantiert man das Supernatant erneut, indem man die MNPs und das BNC mit dem Magneten festhält. Waschen Sie die MNPs und das BNC mehrmals mit Wasser, bis der Supernatant den neutralen pH-Wert erreicht, gemessen mit einem kolorimetrischen Streifen. Trennen Sie das magnetisch funktionalisierte BNC (MBNC) mit einer Pinzette von den MNPs und spülen Sie die MBNCs mehrmals mit Wasser, bis das Wasser klar ist.

Sterilisiere das MBNC, indem du es über Nacht UV aussetzt. Lagern Sie das MBNC in 20 Millilitern deoxygeniertem, hochreinem Wasser, das bei 120 Grad Celsius für 20 Minuten autoklaviert wurde. Aseptisch wird die Probe in ein Prozent Polyethylenglykol, oder PEG, eingetaucht und zwei Stunden lang bei Zimmertemperatur umgerührt. Die Beschichtung mit PEG verbessert die Biokompatibilität und Stabilität der im BNC abgelagerten Eisenoxid-Nanopartikel, da sie über das MBNC 3D-Netzwerk verteilt sind.