Name: Un método eficiente para la desalinización selectiva de aniones de yodo radiactivo mediante el uso de filtro de membrana incorporado en nanopartículas de oro (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-13T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: Aprende a eliminar yodo radiactivo de soluciones acuosas mediante filtración con membranas de acetato de celulosa impregnadas con nanopartículas de oro. Este método ofrece una solución eficiente y segura para el tratamiento de residuos radiactivos.

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Este trabajo fue financiado por la beca de investigación de la Fundación Nacional de investigación de Corea (número: 2017M2A2A6A01070858).

1. síntesis de nanopartículas de oro estabilizado con citrato de
<ol><li>Lave un matraz de fondo redondo cuello dos (250 mL) y una barra de agitación magnética con agua regia, una mezcla de ácido clorhídrico concentrado y ácido nítrico concentrado en una proporción de 3:1 volumen. PRECAUCIÓN: solución de regia del Aqua es muy corrosivo y puede causar explosión o piel quemaduras si no se maneja con extrema precaución.</li>
	<li>Lavar la cristalería con agua desionizada para eliminar ácido acuoso residual.</li>
	<li>Añadir 120 mL de solución de ácido chloroauric (HAuCl4, 1 mM) al matraz de fondo redondo cuello dos (250 mL) y calentar a reflujo con agitación constante.</li>
	<li>Agregar 12 mL de solución de citrato de sodio tribásico (35 mM) rápidamente al matraz de fondo redondo cuello dos y reflujo de la mezcla resultante por otro 20 min para la reducción completa de la sal del oro.</li>
	<li>Permite la suspensión coloidal de nanopartículas (rojo oscuro) enfriar a temperatura ambiente.</li>
	<li>Medir la concentración de las nanopartículas de oro (AuNPs) con espectroscopia UV-vis a una longitud de onda de 520 nm (coeficiente de extinción de 2.8 x 108) utilizando una cubeta de cuarzo (1 cm de longitud de ruta de acceso).</li>
	<li>Añadir una sola gota de la suspensión de AuNPs en una rejilla de cobre recubiertas de carbón (400 mesh) y secar a temperatura ambiente. Medir el tamaño de AuNPs con microscopía electrónica de transmisión (TEM).</li>
	<li>Mantener la suspensión de nanopartículas de oro coloidal a 4 ° C.</li>
</ol>2. preparación de membrana híbrida (Au-CAM)
<ol><li>Preparación del filtro de membrana incorporado en nanopartículas de oro utilizando una unidad de jeringa<ol>
<li>Lavar una membrana de acetato de celulosa (tamaño de poro: 0,45 μm, diámetro: 25 mm) apoyado por una unidad de filtro con agua desionizada (10 mL) tres veces.</li>
		<li>Retirar 10 mL de AuNPs estabilizadas de citrato (10 nM) con una jeringa estéril (20 mL) y añadir poco a poco en un filtro de membrana de acetato de celulosa previamente lavada (figura 1).</li>
		<li>Lavar la unidad de filtro con 10 mL de agua desionizada tres veces para quitar AuNPs no inmovilizados. Nota: AuNPs inmovilizadas en la membrana de acetato de celulosa son muy estables, y así Au-CAM puede almacenarse bajo condiciones ambientales durante varias semanas sin la pérdida de sus propiedades químicas o estabilidad.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparación de nanopartículas de oro filtro de membrana de la bomba de vacío<ol>
<li>Coloque la membrana de acetato de celulosa (tamaño de poro: 0,45 μm, diámetro: 47 mm) entre un filtro sinterizado cristal soporte (diámetro: 40 mm) y un embudo graduado (300 mL).</li>
		<li>Conecte una unidad combinada del soporte de vidrio sinterizado y se graduó el embudo a un matraz de recuperar (500 mL) y una bomba de vacío.</li>
		<li>Añadir 10 mL de AuNPs estabilizadas de citrato (10 nM) en el graduado del embudo y luego aplique vacío hasta que AuNPs todos pasan a través de la membrana de acetato de celulosa (aproximadamente 20 s).</li>
		<li>Repita el mismo procedimiento (paso 2.2.3) en el otro lado de la membrana para inmovilizar AuNPs en ambos lados de la membrana.</li>
		<li>Analizar la superficie de Au-CAM mediante microscopio electrónico de barrido (SEM) en las condiciones de alto rendimiento con las aceleración tensiones hasta 15 kV (figura 2d). Nota: Para comprobar la estabilidad de nanopartículas de Au-CAM en una alta condición de sal, la membrana compuesta de se sumergió en solución de NaCl de 1,0 M para 2 h y luego se realizó inspección visual para confirmar la estabilidad de la Au-CAM.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. adsorción de yodo radiactivo mediante Au-CAM en un sistema Batch
<ol><li>Diluir el yodo radiactivo ([125I] NaI, 2.2 MBq) en 3 mL de agua pura, 1,0 M de NaCl y 10 nM NaI y agregar cada solución en una placa Petri (50 mm de diámetro × 15 mm de altura). PRECAUCIÓN: Oxidado yodo radiactivo puede ser volátil y debe ser manipulado con escudos de plomo adecuado y llevar frascos. Todos los pasos de radioquímicos deben realizarse en una campana bien ventilada de filtrado de carbón, y los procedimientos experimentales deben ser monitoreados por los detectores de radiactividad.</li>
	<li>Coloque la leva Au que es preparada usando un filtro de vacío en las soluciones de yodo radiactivo y sacúdalas suavemente a temperatura ambiente.</li>
	<li>Retirar 10 μL de la solución de yodo radiactivo de la caja Petri en dado tiempo de puntos (0, 5, 10, 30, 60, 120 minutos) y medir la radiactividad de la alícuota con γ-contador automático.</li>
	<li>Enjuague la Au-CAM con agua purificada después de 120 min y luego se mide la cantidad de radiactividad capturado en la membrana usando γ-contador automático (figura 3).</li>
</ol>4. desalinización de agua de yodo radiactivo bajo condición en flujo continuo
<ol><li>Eliminación de aniones de yodo radiactivo (125I–) utilizando un filtro de Au-CAM<ol>
<li>Disolver el yodo radiactivo (3.7 MBq) en 50 mL de agua pura, PBS 1 x, 1.0 M NaCl, 0,1 M NaOH, 0.1 M HCl, 10 mM CsCl, 10 mM SrCl2, orina sintética o agua de mar.</li>
		<li>Retirar 50 mL de cada solución con una jeringa estéril (50 mL) y pasar a través de la unidad de filtro de Au-CAM con un caudal de aproximadamente 1,5 mL/s con una bomba de jeringa (figura 1).</li>
		<li>Transferir 5 mL del filtrado en un frasco de plástico para la cuantificación de la radiactividad en la solución.</li>
		<li>Medir la cantidad de radiactividad residual en la solución de filtrado usando γ-contador automático (figura 4).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Prueba de la reutilización de filtro Au-CAM<ol>
<li>Disolver el yodo radiactivo en la orina sintética o agua de mar (3,7 MBq/50 mL).</li>
		<li>Retirar 50 mL de solución con una jeringa estéril (50 mL) y añada a la unidad de filtro de Au-CAM con un caudal de aproximadamente 1,5 mL/s con una bomba de jeringa.</li>
		<li>Repita el mismo procedimiento de filtración (paso 4.2.2) para siete veces utilizando una sola unidad de filtro de Au-CAM.</li>
		<li>Transferir 5 mL del filtrado en un frasco de plástico para la cuantificación de la radiactividad en la solución.</li>
		<li>Miden la cantidad de radiactividad en siete soluciones de filtrado con γ-contador automático.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

En años recientes, varios nanomateriales modificados y las membranas se han desarrollado para quitar metales radioactivos peligrosos y metales pesados en agua basado en su funcionalidad específica en técnicas de adsorción25,26, 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 <...

Durante varias décadas, se ha generado gran cantidad de desechos radioactivos líquidos por institutos médicos, centros de investigación y reactores nucleares. Estos contaminantes han sido a menudo una amenaza palpable para el medio ambiente y salud humana1,2,3. Especialmente, yodo radiactivo es reconocido como uno de los elementos más peligrosos de los accidentes de centrales nucleares. Por ejemplo, un medio ambiente informe de Fukushima y Chernobyl reactor nuclear demostró que la cantidad de liberados yodos radiactivos incluyendo 131I (t1/2 = 8,02 días) y 129I (t1/2 = 15,7 millones de años) para el medio ambiente era más grande que los de otros radionúclidos4,5. En particular, la exposición de estos radioisótopos resultó en alta absorción y enriquecimiento en la tiroides humana6. Por otra parte, yodos radiactivos liberados pueden causar severa contaminación de suelo, agua de mar y agua subterránea debido a su alta solubilidad en agua. Por lo tanto, muchos de los procesos de remediación utilizando diferentes adsorbentes inorgánicos y orgánicos han sido investigados para capturar yodos radiactivos en residuos acuosos7,8,9,10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20. aunque se han dedicado grandes esfuerzos para el desarrollo de sistemas avanzados de adsorbente, el establecimiento de un método de descontaminación mostrando actuaciones satisfactorias bajo condición de flujo continuo fue muy limitado. Informó recientemente, un proceso de desalinización novela mostrando eficacia del buen retiro, ion selectivo, sostenibilidad y reutilización de materiales híbridos nano compuesto de nanopartículas de oro (AuNPs)21,22 , 23. entre ellos, membranas de acetato de celulosa incrustada de nanopartículas oro (Au-CAM) facilitaron la desalinización eficiente de iones yoduro bajo un sistema de flujo continuo en comparación con los materiales existentes de adsorbente. Por otra parte, todo el procedimiento podría ser acabado en poco tiempo, que era otra de las ventajas para el tratamiento de los residuos nucleares generados por la utilización en aplicaciones médicas e industriales. El objetivo general de este manuscrito es proporcionar un protocolo paso a paso para la preparación de Au-CAM24. También se demuestra un proceso de filtración rápida y conveniente para ion selectivo captura de yodo radiactivo con las membranas de compuesto ingeniería. El protocolo detallado en este informe ofrecerá una útil aplicación de nanomateriales en el campo de investigación de ciencias ambientales.

<table><tbody><tr><td>Ácido clorhídrico</td><td>DUKSAN</td><td>1129</td><td></td></tr><tr><td>Ácido nítrico&nbsp;</td><td>JUNSEI</td><td>37335-1250</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro cloroautítico trihidrato (HAuCl4&middot; 3H2O)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>254169</td><td></td></tr><tr><td>Citrato de sodio tribásico dihidratado</td><td>Sigma Aldrich</td><td>71402</td><td></td></tr><tr><td>[125I]NaI&nbsp;</td><td>Perkin-Elmer</td><td>NEZ033A010MC</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro de sodio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S9888</td><td></td></tr><tr><td>Yoduro de sodio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>383112</td><td></td></tr><tr><td>Hidróxido de sodio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5881</td><td></td></tr><tr><td>L-lactato de litio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>L2250</td><td>Orina sintética</td></tr><tr><td>Ácido cítrico</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C1909</td><td>Sintético orina</td></tr><tr><td>Hidrogenocarbonato de sodio</td><td>JUNSEI</td><td>43305-1250</td><td>Orina sintética</td></tr><tr><td>Urea</td><td>Sigma</td><td>Aldrich U1250</td><td>Orina sintética</td></tr><tr><td>Cloruro de calcio</td><td>JUNSEI</td><td>18230-0301</td><td>Orina sintética</td></tr><tr><td>Sulfato de magnesio</td><td>SAMCHUN</td><td>M0146</td><td>Orina sintética</td></tr><tr><td>Dihidrógeno fosfato de potasio</td><td>JUNSEI</td><td>84185A1250</td><td>Orina sintética</td></tr><tr><td>Hidrogenofosfato dipotásico</td><td>JUNSEI</td><td>84120-1250</td><td>Orina sintética</td></tr><tr><td>Sulfato de sodio</td><td>JUNSEI</td><td>83260-1250</td><td>Orina sintética</td></tr><tr><td>Cloruro de amonio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A9434</td><td>Orina sintética</td></tr><tr><td>Agua de mar</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S9148</td><td></td></tr><tr><td>1x PBS</td><td>Thermo</td><td>SH30256.01</td><td></td></tr><tr><td>Membranas de acetato de celulosa (tamaño de poro: 0,20 &mu; m, diámetro: 25 mm)</td>Membranas de acetato de celulosa <td>Advantec MFS</td><td>25CS045AS</td><td></td></tr><tr><td>(tamaño de poro: 0,20 &mu; m, diámetro: 47 mm)</td><td>Advantec MFS C045A047A</td><td></td><td></td></tr><tr><td>47 mm Soportes de microanálisis de vidrio</td><td>Advantec MFS</td><td>KG47(311400)</td><td></td></tr><tr><td>Placa de Petri (50 mm de diámetro y agudo; 15 mm de altura)</td><td>SPL</td><td>10050</td><td></td></tr><tr><td>Contador gamma</td><td>Perkin-Elmer</td><td>2480 WIZARD2</td><td>Número</td></tr><tr><td>de modelo Espectrofotómetro UV-vis</td><td>Thermo</td><td>GENESYS 10</td><td>Número de modelo</td></tr><tr><td>Microscopía electrónica de transmisión</td><td>Hitachi</td><td>H-7650 Número de</td><td>modelo</td></tr><tr><td>Microscopio electrónico de barrido de emisión de campo</td><td>FEI</td><td>Verios 460L</td><td>Número de modelo</td></tr></tbody></table>

un método eficiente para la desalinización selectiva de aniones de yodo radiactivo mediante el uso de filtro de membrana incorporado en nanopartículas de oro

An Efficient Method for Selective Desalination of Radioactive Iodine Anions by Using Gold Nanoparticles-Embedded Membrane Filter

Aquí, demostramos un protocolo de detalle para la preparación de membranas compuestas de nanomateriales integrados y su aplicación a la eliminación eficiente y selectivo de iones de yoduros radiactivos. Mediante el uso de nanopartículas de oro citrato-estabilizado (diámetro medio: 13 nm) y las membranas de acetato de celulosa, oro ha fabricar fácilmente membranas de acetato de celulosa incrustada de nanopartículas (Au-CAM). Los nano-adsorbentes en Au-CAM fueron altamente estables en presencia de alta concentración de sales inorgánicas y moléculas orgánicas. Los iones del yoduro en soluciones acuosas rápidamente podrían ser capturados por esta membrana ingeniería. A través de un proceso de filtración utilizando una unidad de filtro que contiene Au-CAM, eficiencia de remoción excelente (> 99%) resultado de desalación así como ion selectivo se logró en poco tiempo. Además, Au-CAM proporciona buena reutilización sin disminución significativa de sus actuaciones. Estos resultados sugirieron que la tecnología actual usando la membrana ingeniería híbrida será un proceso prometedor para la descontaminación en grande de yodo radioactivo de los desechos líquidos.

Hemos demostrado que métodos simples para la fabricación de Au-CAM con citrato-estabilizado AuNPs y acetato de celulosa membranas (figura 1a). La superficie de Au-CAM fue observada por SEM que demostró que los nanomateriales se incorporaron de forma estable en las nanofibras de celulosa (figura 2). Las nanopartículas encarceladas en la membrana se mantuvieron estable y no eran liberadas de la membrana por el cont...

Se describe un método eficiente para la desalación rápido y selectivo de iones de yodo radiactivo en varias soluciones acuosas usando filtros de membrana de acetato de celulosa inmovilizado de nanopartículas de oro.

Un método eficiente para la desalinización selectiva de aniones de yodo radiactivo mediante el uso de filtro de membrana incorporado en nanopartículas de oro

Here, we demonstrate a detail protocol for the preparation of nanomaterials-embedded composite membranes and its application to the efficient and ...

Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo del tratamiento del agua y la remediación sostenible, como la eliminación eficiente del yodo radiactivo de los medios acuosos mediante el uso de materiales nanocompuestos híbridos. Lo principal o lo mejor de esta técnica es que los elementos radiactivos en una sal mezclada y sustancias orgánicas pueden eliminarse rápidamente mediante un simple proceso de filtración en una materia altamente eficiente. La demostración en vídeo de este asunto es fundamental, ya que la manipulación y el tratamiento de los residuos líquidos radiactivos requieren un cuidado especial, incluida la protección personal y ambiental contra la propagación de la contaminación radiactiva.La demostración de los procedimientos estará a cargo de Ha Eun Shim, una estudiante de posgrado de mi laboratorio. Agregue 120 mililitros de solución de ácido cloroáurico a un matraz lavado de fondo redondo de dos cuellos y caliéntelo hasta que refluya bajo agitación constante. Agregue rápidamente 12 mililitros de solución tribásica de citrato de sodio al matraz de fondo redondo de dos cuellos.Reflujo la mezcla resultante durante otros 20 minutos para la reducción c

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Engineering

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Ultrafiltración de flujo tangencial (TFU) es un método de recirculación para la separación basada en el peso de muestras biológicas. TFU fue adaptado al tamaño-select (1-20 nm de diámetro) y muy concentrar un gran volumen de polidispersos nanopartículas de plata (4 ml L de 15,2...

La ultrafiltración de flujo tangencial: &quot;en verde&quot; Método para la selección del tamaño y concentración de las nanopartículas de plata coloidal

Un protocolo para la preparación de un solo recipiente diastereoselectiva de cis - N-TS-iodoaziridines se describe. La generación de diiodomethyllithium, además de la N-Ts aldiminas y ciclación de la gema diyoduro intermedio a iodoaziridines amino se demuestra. También se incluye un protocolo para evaluar rápidamente y cuantitativamente la fase estacionaria más apropiado para la purificación por cromatografía.

Síntesis y purificación de Iodoaziridines Involucrar cuantitativa Selección de la fase estacionaria óptima para cromatografía

Se presenta un procedimiento para la fabricación y la realización de la superficie a base de filtro de Raman espectroscópico (SERS) de ensayo mejorado para la detección de contaminantes químicos (es decir, ferbam pesticidas y antibiótico ampicilina).

Una superficie basada en el filtro mejorado de Raman espectroscópico Ensayo para la detección rápida de contaminantes químicos

Se presenta un protocolo para la síntesis acuosa situ de un ligando bis (iminoguanidinium) y su utilización en la separación selectiva de sulfato.

La separación por cristalización selectiva sulfato con un ligando bis-iminoguanidinium

Se describe un procedimiento detallado para la síntesis de una azida marcado con I125 y el radiomarcado de dibenzocyclooctyne (DBCO) -grupo-conjugados, las nanopartículas de oro de 13 nm de tamaño utilizando una reacción clic libre de cobre.

Un protocolo optimizado para el radiomarcaje eficaz de nanopartículas de oro mediante el uso de una<sup&gt; 125</sup&gt; Azida grupo prostético marcado con I

Se describe el protocolo para una plataforma novela polarización de la concentración de iones (ICP) que puede detener la propagación de la zona de ICP, independientemente de las condiciones de funcionamiento. Esta capacidad única de la plataforma se encuentra en el uso de la fusión de agotamiento de iones y el enriquecimiento, que son dos polaridades del fenómeno ICP.

La fusión de polarización de la concentración de iones entre yuxtapuestas Las membranas de intercambio iónico para bloquear la propagación de la Zona de Polarización

En este trabajo, preparamos un adsorbente compuesto por el catiónico N,N-dimetilamino propilacrilamida cloruro de metilcloruro cuaternario (DMAPAAQ) gel de polímero e hidróxido de hierro para adsorbing arsénico de aguas subterráneas. El gel se preparó a través de un método novedoso diseñado para garantizar el máximo contenido de partículas de hierro en su estructura.

Eliminación del arsénico utilizando un gel de polímero catiónico impregnado con hidróxido de hierro

Se informa de un protocolo para el diseño racional de un filtro electroactivo de doble funcionalidad que consiste en nanotubos de carbono y nanohilos de titanato y se presentan sus aplicaciones ambientales hacia la oxidación y el secuestro de Sb(III).

Un filtro electroactivo de doble funcionalidad hacia la oxidación y el secuestro simultáneamente sb(III)

Aquí proporcionamos un procedimiento detallado para la producción, purificación y cuantificación del virus de la enfermedad de Newcastle recombinante de alto título. Este protocolo produce consistentemente &gt; 6 × 109 unidades formadoras de placa/ml, proporcionando cantidades de virus apropiadas para estudios in vivo en animales. Se describen ensayos de control de calidad adicionales para garantizar la seguridad in vivo .

Producción de virus de la enfermedad de Newcastle recombinante de alto título a partir de líquido alantoico

El virus adenoasociado se produce en cultivo celular en suspensión y se purifica mediante centrifugación de doble gradiente de densidad de yodixanol. Se incluyen medidas para aumentar el rendimiento total del virus, disminuir el riesgo de precipitación del virus y concentrar aún más el producto final del virus. Los títulos finales esperados alcanzan las 1012 partículas virales/ml y son adecuados para el uso preclínico in vivo .

Producción de cultivos en suspensión y purificación de virus adenoasociados mediante centrifugación en gradiente de densidad de yodixanol para aplicaciones in vivo

Este protocolo describe un método colorimétrico para evaluar de forma fiable la influencia de los compuestos químicos en la actividad de la Deiodinasa 1 (DIO1) en microsomas hepáticos humanos utilizando la reacción de Sandell-Kolthoff. Incluye criterios de aceptación predefinidos y métricas estadísticas de desempeño, y apoya los esfuerzos continuos para la inclusión en las directrices de pruebas de la OCDE.

Evaluación colorimétrica de la actividad de la deiodinasa 1 en microsomas hepáticos humanos utilizando la reacción de Sandell-Kolthoff

Aprende a eliminar yodo radiactivo de soluciones acuosas mediante filtración con membranas de acetato de celulosa impregnadas con nanopartículas de oro. Este método ofrece una solución eficiente y segura para el tratamiento de residuos radiactivos.

Un método eficiente para la desalinización selectiva de aniones de yodo radiactivo mediante el uso de filtro de membrana incorporado en nanopartículas de oro (Video) | JoVE Journal

Un método eficiente para la desalinización selectiva de aniones de yodo radiactivo mediante el uso de filtro de membrana incorporado en nanopartículas de oro

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