Génération de pellicules bactériennes nanocellulosiques intégrées à la magnétite

Prenons une pellicule bactérienne de nanocellulose, une feuille gélatineuse de fibres de cellulose.

Placez-le dans une fiole à trois cols contenant une solution de sels de fer.

Installez un condenseur et faites passer de l’eau à travers pour éviter la perte de volume lors du chauffage. Ensuite, purgez la fiole avec de l’azote par une entrée pour éviter l’oxydation du fer.

Chauffez et remuez la fiole dans un bain d’huile en silicone pour favoriser la diffusion des sels de fer dans la pellicule.

Ajoutez lentement un alcali pour augmenter le pH, ce qui fait que les sels de fer forment des nanoparticules de magnétite dans la matrice de la pellicule.

Baissez la température et continuez à remuer pour assurer une distribution uniforme des nanoparticules.

Refroidissez le mélange, puis transférez-le dans un récipient propre.

En utilisant un aimant, conservez la pellicule et décantez les matériaux non incorporés.

Rincez la pellicule à plusieurs reprises avec de l’eau désoxygénée jusqu’à ce que le pH devienne neutre et que le surnageant apparaisse clair.

Transférez la pellicule et stérilisez en utilisant une exposition aux UV, puis plongez-la dans de l’eau stérile désoxygénée pour des études complémentaires.

Faites mousser 1000 millilitres d’eau de haute pureté avec du gaz azoté pour éliminer tout oxygène dissous dans l’eau et le remplacer par de l’azote.

Utilisez une fiole à fond rond à trois cols pour préparer une solution dans un ratio molaire de 2 pour 1 de chlorure de fer (III) hexahydrate et de chlorure de fer (II) tétrahydrate, diluée avec de l’eau désoxygénée de haute pureté. Utilisez deux coulets du récipient pour assurer une entrée et une sortie constantes d’azote en reliant l’alimentation en azote à une aiguille percée dans un bouchon de cloison et fixée au cou du récipient. Placez une pellicule BNC dans le récipient avec les réactifs.

Assurez-vous que l’échantillon est complètement immergé dans le liquide. Ensuite, remplissez tous les joints en verre avec de la graisse sous vide. Reliez le col restant du récipient à un tube de condenseur surmonté d’un tube de séchage rempli de sulfate de calcium anhydre.

Fais passer de l’eau par le tube du condenseur. Ensuite, chauffez la solution dans un bain d’huile en silicone à 80 degrés Celsius, à l’aide d’une plaque chauffante, et maintenez cette température. Utilisez une petite barre magnétique pour mélanger les réactifs à 350 tr/min pendant 5 minutes.

Assurez-vous que le BNC est correctement imprégné de la solution ferreuse et que les réactifs sont complètement dissous. Augmentez la vitesse de brassage à 700 tr/min. En cinq minutes, ajoutez cinq millilitres d’hydroxyde d’ammonium aux 10 millilitres de solution ferreuse à l’aide d’une aiguille à pipetage qui a été percée dans un bouchon de cloison nasale. Après l’ajout de l’hydroxyde d’ammonium, la couleur de la solution passe du jaune-orangé au noir.

Continuez à remuer la solution à 80 degrés Celsius pendant encore cinq minutes. Évitez les brassages à grande vitesse pour préserver l’intégrité de l’échantillon. Baissez la température de la solution à 30 degrés Celsius en utilisant le fond de contrôle de température de la plaque chauffante, puis continuez à remuer pendant encore cinq minutes.

Ensuite, éteins la plaque chauffante. À ce stade, les nanoparticules d’oxyde de fer ont été incorporées dans le maillage BNC. Ensuite, refroidissez le mélange à température ambiante et transférez-le dans un flacon récipient pour séparer les nanoparticules magnétiques, ou MNP, et le BNC avec un aimant permanent puissant.

Pour cela, gardez l’aimant près du vaisseau pour maintenir les MNP et le BNC en place tout en décantant le surnageant. Suspendez les MNP et le BNC dans 100 millilitres d’eau. Secouez doucement la solution pour éliminer tous les MNP qui ne sont pas fortement intégrés au BNC.

Ensuite, décantez à nouveau le surnageant en maintenant les MNP et le BNC en place à l’aide de l’aimant. Lavez plusieurs fois les MNP et le BNC avec de l’eau jusqu’à ce que le surnageant atteigne un pH neutre, mesuré à l’aide d’une bande colorimétrique. Séparez le BNC fonctionnalisé magnétique, ou MBNC, des MNP à l’aide d’une pince à épiler, et rincez plusieurs fois les MBNC à l’eau jusqu’à ce que l’eau soit claire.

Stérilisez le MBNC en l’exposant toute la nuit aux UV. Conservez le MBNC dans 20 millilitres d’eau désoxygénée à haute pureté, autoclavée à 120 degrés Celsius pendant 20 minutes. De façon aseptique, immergez l’échantillon dans un pour cent de polyéthylène glycol, ou PEG, puis remuez pendant deux heures à température ambiante. Le revêtement avec du PEG améliore la biocompatibilité et la stabilité des nanoparticules d’oxyde de fer déposées dans le BNC, car elles sont distribuées sur le réseau 3D MBNC.