Aquí se presenta un protocolo para sintetizar nuevos, biocomposites elevada relación de aspecto en condiciones biológicas y en medios líquidos. Los biocomposites escala de nanómetros a micrómetros de diámetro y longitud, respectivamente. Nanopartículas de cobre (CNP) y sulfato de cobre en combinación con cistina son los componentes clave para la síntesis.
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Artículo de método
Generación de Scalable, metálico de alta Aspect Ratio nanocompuestos en una Biológica Medio Líquido
En este artículo
Resumen
Resumen
El objetivo de este protocolo es describir la síntesis de dos nuevos biocomposites con estructuras de elevada relación de aspecto. Los biocomposites consisten en cobre y cistina, ya sea con nanopartículas de cobre (CNP) o sulfato de cobre contribuye el componente metálico. La síntesis se llevó a cabo en un líquido en condiciones biológicas (37 ° C) y la forma composites autoensambladas después de 24 hr. Una vez formados, estos compuestos son muy estables tanto en medios líquidos y en una forma seca. Los materiales compuestos escala de la nano- a micro gama de longitud, y desde unos pocos micrómetros a 25 nm de diámetro. Emisión de campo microscopía electrónica de barrido con espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDX) demostró que el azufre estaba presente en las estructuras lineales derivados de NP, mientras que estaba ausente de material de partida CNP, confirmando así la cistina como la fuente de azufre en los nanocompuestos finales . Durante la síntesis de estos nano y micro-compuestos lineales, una amplia gama de longitudes de structures se forma en el recipiente de síntesis. La sonicación de la mezcla líquida después de la síntesis se demostró para ayudar a controlar el tamaño promedio de las estructuras por la disminución de la longitud media con un aumento del tiempo de sonicación. Dado que las estructuras formadas son muy estables, no se aglomeran, y están formados en fase líquida, centrifugación también puede ser usada para ayudar en la concentración y la segregación de los materiales compuestos formados.
Introducción
El cobre es un metal altamente reactivo que en el mundo biológico es esencial en algunas funciones enzimáticas 1,2, pero en concentraciones más altas es poderosamente tóxico, incluso en la forma de nanopartículas 3,4. La preocupación por la toxicidad del cobre se ha vuelto más relevante a medida que se utilizan CNP y otros nanomateriales a base de cobre, debido al aumento de la superficie/masa de las nanoestructuras. Por lo tanto, incluso una pequeña masa de cobre, en forma de nanopartículas, podría causar toxicidad local debido a su capacidad para penetrar en la célula y descomponerse en formas reactivas. Algunas especies biológicas pueden forma....
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Protocolo
1. Planificación de Experimentos
- Determinar el volumen de nanocompuestos de cobre necesarios para la síntesis. Sobre esa base, elegir un número de frascos pequeños volumen (25 cm2), o frascos más grandes, como se indica a continuación en la preparación de materiales.
- Para esta síntesis, utilizar una incubadora a 37 ° C con 5% de CO 2 y al menos 40% de humedad. Asegúrese de que una incubadora tal está disponible y que no será perturbado en repetidas ocasiones durante el periodo de síntesis (aproximadamente 24 hr).
PRECAUCIÓN: apertura repetida y el cierre de la incubadora sin duda causar fluctuaciones de temperatura qu....
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Resultados
La figura 1 muestra un diagrama de flujo esquemático de las etapas de síntesis para formar los biocomposites lineales descritos en este trabajo. CNP o sulfato de cobre como materiales de partida se combinan con agua estéril para formar una solución 2 mg / ml, esta solución se mezcla y se sometió a ultrasonidos para proporcionar una mezcla homogénea, y esta solución de cobre se mezcla a continuación en la siguiente relación para la síntesis de: 949 partes estéril agua: 50 partes de la mezcla de cobre: .......
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Discusión
Mientras que la evaluación de potenciales efectos tóxicos de los nanomateriales incluyendo CNP, se observó que en el largo plazo, CNP fueron transformados de una distribución de partículas más dispersa inicialmente a una forma más grande, agregada (Figura 2). En algunos casos, estas formaciones altamente agregados que se produjeron en la placa de cultivo de células, en condiciones biológicas, formaron proyecciones altamente lineales del agregado central, que recuerda cobre descrito anteriormente que con.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Los autores desean agradecer la asistencia técnica de Alfred Gunasekaran en los estudios de microscopía electrónica en el Instituto de Microfabricación de la Universidad Tecnológica de Luisiana, y al Dr. Jim McNamara por su ayuda en los estudios de microscopía adicionales. El trabajo descrito fue apoyado en parte por la junta de Regentes de Luisiana, Contrato PKSFI No. LEQSF (2007-12)-ENH-PKSFI-PRS-04 y la Cátedra James E. Wyche III de la Universidad Tecnológica de Louisiana (a M.D.).
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Mini Vortexer | VWR (https://us.vwr.com) | 58816-121 | |
| CO2 Incubadora Modelo # 2425-2 | VWR (https://us.vwr.com) | Contactar con el proveedor | Modelo actual calalog # 98000-360 |
| Centrífuga Eppendorf (Microcentrífuga refrigerada) | Labnet (http://labnetinternational.com/) | C2500-R | Modelo Prisma R |
| Centrífuga de cultivo celular modelo Z323K | Labnet (http://labnetinternational.com/) | Contactar con el proveedor | Modelo actual Z206A catálogo # C0206-A |
| Sonicator (Limpiador ultrasónico) | Branson Ultrasonics Corporation (http://www.bransonic.com/) | 1510R-MTH | |
| Balance | Sartorius (http://dataweigh.com) | Modelo CP225D modelo similar CPA225D | |
| Olympus IX51 Microscopio de luz invertida | Olympus ( http://olympusamerica.com | Contactar con el | |
| Olympus DP71 Microscopio digital Cámara digital | Olympus (http://olympusamerica.com | Contactar con el | |
| de fuente de alimentación externa - luz blanca para el microscopio Olympus | Olympus (http://olympusamerica.com | TH4-100 | |
| Objetivos de microscopio 10X, 20X y 40X | Olympus (http://olympusamerica.com | Contactar con el proveedor | |
| Microscopio electrónico de barrido | Hitachi (http://hitachi-hitec.com/global/em/sem/sem_index.html) | modelo S-4800 | |
| Microscopio electrónico | de transmisión Zeiss (http://zeiss.com/microscopy/en_de/products.html) | modelo Libra 120 | |
| Estación de trabajo de sobremesa Banco de limpieza de flujo unidireccional | Envirco (http://envirco-hvac.com) | model PNG62675 | Se utiliza para el cultivo de células estériles técnica |
Referencias
- Klinman, J. P. The copper-enzyme family of dopamine beta-monooxygenase and peptidylglycine alpha-hydroxylating monooxygenase: resolving the chemical pathway for substrate hydroxylation. The Journal of biological chemistry. 281, 3013-3016 (2006).
- Uauy, R., Olivares, M., Gonzalez, M.
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Reimpresiones y permisos
Etiquetas
Síntesis de nanopartículas de cobreformación de biocompuestos de cistinaproducción escalable de nanocompuestosSEM de emisión de campoespectroscopía de rayos X por energía dispersivacontrol del tamaño mediante sonicaciónmétodo de concentración por centrifugacióncaracterización mediante microscopía de luz blanca
