Ici, nous présentons un protocole pour rendre magnétique une nanocellulose bactérienne (BNC) pour des applications dans la reconstruction de vaisseaux sanguins endommagés. Le BNC a été synthétisé par la souche G. xylinus. D’autre part, l’aimantation du BNC a été réalisée par précipitation in situ d’ions ferreux Fe2+ et Fe3+ à l’intérieur du maillage BNC.
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Article de méthode
Fabrication d'un fonctionnalisés magnétique bactérienne nanocellulose avec oxyde de fer Nanoparticules
Dans cet article
Résumé
Résumé
Dans cette étude, nanocellulose bactérienne (BNC) produite par la bactérie Gluconacetobacter xylinus est synthétisé in situ et on l' imprègne avec des nanoparticules d'oxyde de fer (Fe) (IONP 3 O 4) pour donner une nanocellulose bactérienne magnétique (MBNC). La synthèse de MBNC est un processus à plusieurs étapes précises et spécialement conçu. En bref, la nanocellulose bactérienne (BNC) pellicules sont formées à partir préservé G. souche xylinus selon nos exigences expérimentales de la taille et de la morphologie. Une solution de fer (III) hexahydraté (FeCl 3 · 6H 2 O) et de fer (II) tétrahydrate de chlorure (FeCl 2 · 4H 2 O) avec un ratio de 2: 1 molaire est préparé et dilué dans de l' eau de haute pureté désoxygéné. Une pellicule BNC est ensuite introduit dans le récipient avec les réactifs. Ce mélange est agité et chauffé à 80 ° C dans un bain d'huile de silicone et de l'hydroxyde d'ammonium (14%) est ensuite ajouté en laissant tomber pour précipiter leferreux ions dans la maille BNC. Cette dernière étape permet de former dans des nanoparticules de magnétite in situ (Fe 3 O 4) dans le treillis nanocellulose bactérien pour conférer des propriétés magnétiques à pellicule BNC. Une analyse toxicologique a été utilisé pour évaluer la biocompatibilité du BNC IONP pelliculaire. Le polyéthylène glycol (PEG) a été utilisé pour couvrir les IONPs afin d'améliorer leur biocompatibilité. La microscopie électronique à balayage (MEB) a montré que le IONP étaient situés de préférence dans la fibrille entrelacer les espaces de la matrice BNC, mais certains d'entre eux ont également été trouvées le long des rubans BNC. mesures de microscope de force magnétiques effectuées sur le MBNC détecté les domaines magnétiques de présence avec le champ magnétique de haute intensité et faible, ce qui confirme la nature magnétique de la pellicule MBNC. module les valeurs des jeunes obtenus dans ce travail sont également en accord raisonnable avec celles rapportées pour plusieurs vaisseaux sanguins dans les études précédentes.
Introduction
La nanocellulose bactérienne (BNC) est synthétisé par Acetobacter souche xylinum, également connu sous le nom Gluconacetobacter xylinus, et déposé sous la forme de films ou de pellicules sur l'interface air-liquide pendant la culture stationnaire. Ces pellicules BNC adoptent la forme du conteneur dans lequel elles sont cultivées, et leur épaisseur dépend du nombre de jours de culture. A. xylinus utilise le glucose dans le milieu de synthèse des microfibrilles de cellulose par un procédé de polymérisation et la cristallisation ultérieure. La polymérisation des résidus de glucose est effectuée à la membrane bactérienne extracellu....
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Protocole
1. Préparation de bactéries nanocellulose (BNC)
Remarque: Toutes les étapes sont effectuées dans des conditions aseptiques, sauf indication contraire.
- Préparer un milieu de culture.
- Préparer 500 ml de milieu de culture liquide en combinant 25 g d'extrait de levure, 15 g de peptone, 125,0 g de mannitol et 500 ml d'eau de haute pureté. Autoclave ce mélange à 120 ° C pendant 20 minutes et conserver à 4 ° C.
- Préparer 100 ml de milieu semi-solide en y ajoutant 15 g d'agar à 5,0 g d'extrait de levure, 3,0 g de peptone, 25,0 g de mannitol et 100 ml d'eau de haute pureté. Autoclaver ce mélange à 1....
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Résultats
La période d'incubation de G. xylinus était un total de 9 jours, mais les pellicules ont commencé à former plus tôt et étaient évidents après environ 2 jours. L'aspect macroscopique de la BNC est affichée dans la figure 1, dont la forme imite celle de la culture de plat cultivés. Figure 2 décrit le procédé de production de pellicules BNC-IONP, qui résume les principales étapes impliquées dans le protocole ci - dessus, ai.......
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Discussion
L'épaisseur et la taille de la pellicule BNC peuvent être facilement manipulées en modifiant le temps d'incubation et la taille du récipient dans lequel elle est cultivée pendant la culture statique. Les micropropriétés du BNC, tels que la porosité, peuvent être modifiés en changeant le rapport de l'oxygène dans la culture statique. Des concentrations plus élevées d'oxygène donnent plus difficile BNC 11. A. Bodin et ses collaborateurs ont produit des tubes de type BNC , avec une pression d'.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Remerciements
Ce travail a été financé par le ministère de la Défense dans le cadre du contrat n° W81XWH-11-2-0067
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Glucoacetobacter xylinus | ATCC | 700178 | |
| Agar | Sigma Aldrich | A1296-500G ; | |
| D-Mannitol Bioxtra | Sigma Aldrich | M9546-250G ; | |
| Extrait de levure | BD Biosciences | 212750 | |
| Peptone bactériologique | Sigma Aldrich | P0556 | |
| Hydroxyde de sodium, solution à 50 % dans l’eau | Sigma Aldrich | 158127-100G | |
| Chlorure de fer(III) hexahydraté | Sigma Aldrich | 236489-100G ; | |
| Hydroxyde d’ammonium ; | Macron Fine Chemicals | 6665-46 | |
| Poly(éthylène glycol), moyenne Mn 400 | Sigma Aldrich | 202398-250G ; | |
| Chlorure de fer (II) tétrahydraté | Sigma Aldrich | 44939-250G | |
| Boîte de Pétri jetable | Sigma Aldrich | BR452000 | |
| Boucle d’inoculation jetable | Fisher Scientific | 22-363-604 ; | |
| Sulfate de calcium anhydre | W.A. Hammond Drierite ; | 13001 | |
| Graisse sous vide poussé | Sigma Aldrich | Z273554-1EA | |
| Aiguille de pipetage de laboratoire avec extrémités émoussées de 90& | Sigma Aldrich | CAD7937-12EA | |
| ; ; | Sigma Aldrich | P4786-100EA | |
| Fiole à distiller à fond rond à trois angles de col | Sigma-Aldrich | CLS4965250 | |
| Huile silicone pour bains d’huile | Sigma-Aldrich | 85409-250ML ; | |
| Tube de séchage | Chemglass | CG-1295-01 | |
| Bouchon de septum, type de manchon | Chemglass | CG-3022-98 | |
| Barre d’agitation magnétique | Chemglass | CG-2001-05 | |
| Condenseur | Chemglass | CG-1218-01 | |
| Régulateur de température | BriskHeat | SDC120JC-A | |
| Plaque | chauffante d’agitationFisher Scientific | 11-100-49SH ; | |
| Kit de dosage de comète | Trevigen | 4250-050-K | |
| SYBR Gold Nucleic Acid Gel Stain | Life Technologies | S-11494 | |
| bio-AFM | JPK Instruments | NanoWizard 4a BioScience AFM | |
| Nanoindenter | Micro Materials Ltd | Testeur mécanique multi-modules ; | |
| Microscopie électronique à balayage (MEB) | Hitachi High Technologies America | Hitachi S-4800 |
Références
- Saxena, I. M., Brown, R. M. Biosynthesis of bacterial cellulose. Bacterial Nanocellulose: A Sophisticated Multifunctional Material. , 1-18 (2012).
- Chan-Park, M. B., Shen, J. Y. Biomimetic control of vascular smooth muscle cell morpholo....
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