Name: Tangential Flow-Ultrafiltration: Ein Green-Methode für die Größe Auswahl und Konzentration von kolloidalem Silber-Nanopartikel (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-10-04T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 47 s
Description: Lernen Sie Tangential-Flow-Ultrafiltration zur Größenselektion und Konzentration von kolloidalen Silber-Nanopartikeln. Diese Methode ermöglicht die Volumenreduktion von 4 L auf 4 ml bei minimaler Aggregation.

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

UV-Vis Absorptionsspektrophotometrie und Raman-Spektroskopie von kolloidalem AgNPs Es ist bekannt, dass die Anzahl der Oberflächen-Plasmon-Resonanz-Spitzen im Absorptionsspektrum einer Kolloid als der Symmetrie der AgNPs abnimmt. Zusätzlich führt AgNP Aggregation zum Auftreten breiteren oder rot verschobenen Peaks. 25,26 Das Vorhandensein einer einzigen, scharfen und symmetrisch SPR Peak bei 394 nm angibt kleine, kugelförmige AgNPs mäßiger Aggregation und Größenverteilung ist. <p...

<table border="1"><tr><td> Silbernitrat (AgNO 3) </td><td> Acros Organics Inc. </td><td> CAS: 7761-88-8 </td><td></td></tr><tr><td> Natriumborhydrid (NaBH 4) </td><td> Acros Organics Inc. </td><td> CAS: 16940-66-2 </td><td></td></tr><tr><td> Salpetersäure (HNO 3, Optima) </td><td> Fisher Scientific Inc. </td><td> A467-1 </td><td> Trace Metall grade für ICP-Analyse </td></tr><tr><td> 10.000 pg ml -1 silver standard, EnviroConcentrate </td><td> Ultra Scientific </td><td> US-IAA-047 </td><td></td></tr><tr><td> KrosFlo Forschung II i Tangential Flow Filtration Systems </td><td> Spectrum Laboratories Inc. </td><td> <a href="http://www.spectrumlabs.com/pshop/RequestPrice/index.html?LiFrom=%2Ffiltration%2FKR2SystemO.html;FrName=Research+IIi+System;Pn=SYR2-U20-01N;" target="_blank">SYR2-U20-01N</a> </td><td></td></tr><tr><td> 0,05 um PS (0,5 mm) 460 cm 2 </td><td> Spectrum Laboratories Inc. </td><td> <a href="http://www.spectrumlabs.com/filtration/MidiKros.html?Pn=X30S-900-02N;" target="_blank">X30S-900-02N</a> </td><td></td></tr><tr><td> Midi 100 kD PS 200 cm 2 </td><td> Spectrum Laboratories Inc. </td><td> X3-100S-901-02N </td><td></td></tr><tr><td> Micro100 kD PS 20 cm 2 </td><td> Spectrum Laboratories Inc. </td><td> X1AB-300-10N </td><td></td></tr><tr><td> Masterflex C-Flex-Schlauch L / S Größe 17 </td><td> Cole-Palmer Instrument Co. </td><td> 06424-17 </td><td></td></tr><tr><td> Masterflex C-Flex-Schlauch L / S Größe 14 </td><td> Cole-Palmer Instrument Co. </td><td> 06424-14 </td><td></td></tr><tr><td> Spektralphotometer Cary 50 UV-VIS-NIR </td><td> Varian Inc. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> LabRam HR 800-System </td><td> Horiba Jobin Yvon Inc. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Varian 710ES ICP-OES </td><td> Varian Inc. </td><td></td><td></td></tr></table> Tabelle 1. Spezifisch Reagenzien und Ausrüstung.

tangential flow-ultrafiltration: ein &quot;green&quot;-methode für die größe auswahl und konzentration von kolloidalem silber-nanopartikel

Tangential Flow Ultrafiltration: A  &ldquo;Green&rdquo; Method for the Size Selection and Concentration of Colloidal Silver Nanoparticles

Heutzutage werden AgNPs weitgehend in der Herstellung von Konsumgütern, 1 Wasser Desinfektionsmittel, 2 Therapeutika, 1, 3 und biomedizinische Geräte 4 aufgrund ihrer starken antimikrobiellen Eigenschaften verwendet. 3-6 Diese Nanopartikel Anwendungen stark von der AgNP Größe und Aggregatzustand beeinflusst . Viele Herausforderungen bestehen in der kontrollierten Fertigung 7 und Größe-basierte Isolierung von nichtfunktionalisierten 4,8, homogene AgNPs die frei von chemisch aggressiven Capping / Stabilisierungsmittel oder organische Lösungsmittel sind. 7-13 Einschränkungen ergeben sich aus der Toxizität von Reagenzien, hohe Kosten reduziert oder Effizienz der AgNP Synthese oder Isolierung Methoden (z. B. Zentrifugation, Größe-abhängige Löslichkeit, Größenausschlusschromatographie, etc.). 10,14-18 Um dies zu überwinden, haben wir vor kurzem gezeigt, dass TFU größere Kontrolle über die Größe, Konzentration und ermöglicht Aggregationszustand Creighton AgNPs (300ml von 15,3 pg ml -1 bis 10 ml 198,7 pg ml -1) als herkömmliche Methoden der Isolierung, wie Ultrazentrifugation. 19 TFU eine Umluft-Methode üblicherweise für die Gewichts-basierte Isolierung von Proteinen, Viren und Zellen verwendet. 20,21 Kürze, die flüssige Probe durch eine Reihe von Hohlfasermembranen mit Porengröße im Bereich von 1000 kD bis 10 kD übergeben wird. Kleinere suspendiert oder gelöst Bestandteile in der Probe wird durch die poröse Barriere zusammen vorbei mit dem Lösungsmittel (Filtrat), während die größeren Bestandteile zurückgehalten werden (Retentat). TFU kann als ein &quot;grünes&quot; Verfahren, da es weder Beschädigungen der Probe, noch erfordert zusätzliche Lösungsmittel giftig überschüssige Reagenzien und Nebenprodukte zu beseitigen. Ferner kann TFU gegenüber einer Vielzahl von Nanopartikeln eingesetzt werden, da beide hydrophobe und hydrophile Filter zur Verfügung stehen. Die beiden wichtigsten Ziele dieser Studie waren: 1) zu veranschaulichen,die experimentellen Aspekte der TFU Ansatz durch einen eingeladenen Video-Erlebnis und 2) zum Nachweis der Machbarkeit des TFU-Methode für größere Mengen von kolloidalen Nanopartikeln und kleinere Mengen von Retentat. Erstens unfuctionalized AgNPs (4 l, 15.2 ug ml -1) wurden synthetisiert unter Verwendung des gut eingeführten Methode Creighton 22,23 durch Reduktion von AgNO 3 mit NaBH 4. AgNP Polydispersität wurde dann über ein 3-Stufen TFU Verwendung eines 50 nm-Filters (460 cm 2) bis AgNPs und AgNP-Aggregate größer als 50 nm, die von zwei 100-kD (200 cm 2 und 20 cm 2) zu entfernen, gefolgt Filter minimiert die AgNPs konzentrieren. Repräsentative Proben wurden mittels Transmissionselektronenmikroskopie, UV-Vis-Absorptions-Spektroskopie, Raman-Spektroskopie, und induktiv gekoppelte Plasma-Atom-Emissions-Spektroskopie. Die endgültige Retentat bestand aus hochkonzentrierten (4 ml, 8,539.9 ug ml-1) dennoch niedrigen aggregierten und homogenenAgNPs von 1-20 nm im Durchmesser. Dies entspricht einer Ausbeute von Silberkonzentration etwa 62%.

Tangentialströmungs-Ultrafiltration (TFU) ist ein Verfahren zur Rückführung Gewicht basierenden Trennung Bioproben verwendet. TFU wurde einer select-(1-20 nm Durchmesser) ausgelegt und hoch konzentriert ein großes Volumen von polydispersen Silbernanopartikel (4 L von 15,2 ug ml<sup&gt; -1</sup&gt; Bis 4 ml 8,539.9 pg ml<sup&gt; -1</sup&gt;) Mit minimaler Aggregation.

Tangential Flow-Ultrafiltration: Ein &quot;Green&quot;-Methode für die Größe Auswahl und Konzentration von kolloidalem Silber-Nanopartikel

Heutzutage werden AgNPs aufgrund von ... in großem Umfang bei der Herstellung von Konsumgütern,1 Wasserdesinfektionsmitteln,2 Therapeutika1, 3 und biomedizinischen Geräten4 eingesetzt.

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die Durchführbarkeit der Tangentialfluss-Ultrafiltrationsmethode für größere Volumina kolloidaler Nanopartikel und kleinere Volumina von Tate zu demonstrieren. Stellen Sie zunächst vier Liter kolloidaler Silbernanopartikel her. Überprüfen Sie die Qualität des Kolloids durch Bestimmung der Oberflächenplasmonenresonanz mittels UV/Vis-Absorptions-Spektrophotometrie. Als Nächstes verwenden Sie die tangentialflussbasierte Ultrafiltration, um diesen Kolloid auf vier Milliliter Wasser zu verkleinern, auszuwählen und zu konzentrieren. Anschließend quantifizieren Sie mittels optischer Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppelter Plasmaquelle die Menge an Silber im ursprünglichen Kolloid und in repräsentativen Proben des Ultrafiltrationsprozesses. Abschließend Transmissionselektronenmikroskopie in Verbindung mit Bildverarbeitung.In der Image-J-Software wird die Größenverteilung der Silbernanopartikel im ursprünglichen Kolloid und nach der abschließenden Ultrafiltration dargestellt. Personen, die neu in der Quantifizierung von Nanomaterialien mittels ICP-OES sind, müssen die für die Glasreinigung erforderlichen Verfahren erlernen, die

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Forschung

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