כאן, אנו מציגים פרוטוקול ליצירת ננו-צלולוז חיידקי (BNC) מגנטי ליישומים בשחזור כלי דם פגומים. ה-BNC סונתז על ידי זן G. xylinus. מצד שני, מגנטיזציה של ה-BNC התממשה באמצעות משקעים באתרם של יוני ברזל Fe2+ ו-Fe3+ בתוך רשת BNC.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים פרוטוקול ליצירת ננו-צלולוז חיידקי (BNC) מגנטי ליישומים בשחזור כלי דם פגומים. ה-BNC סונתז על ידי זן G. xylinus. מצד שני, מגנטיזציה של ה-BNC התממשה באמצעות משקעים באתרם של יוני ברזל Fe2+ ו-Fe3+ בתוך רשת BNC.
במחקר זה, ננוצלולוז בקטריאלי (BNC) המיוצר על ידי חיידקים xylinus Gluconacetobacter הוא מסונתז ועיבר באתרו עם חלקיקי תחמוצת ברזל (IONP) (Fe 3 O 4) להניב ננוצלולוז חיידקי מגנטי (MBNC). הסינתזה של MBNC היא תהליך מדויק שתוכנן במיוחד רבי שלבים. בקצרה, ננוצלולוז בקטריאלי (BNC) pellicles נוצרות נשמר G. xylinus זן בהתאם לדרישות של גודל ומורפולוגיה הניסוי שלנו. פתרון של ברזל (III) כלוריד hexahydrate (FeCl 3 · 6H 2 O) וברזל tetrahydrate כלוריד (II) (FeCl 2 · 4H 2 O) עם 2: יחס טוחנת 1 ערוכה מדולל במים טוהר גבוהה deoxygenated. קרומי BNC הוא הציג אז את הספינה עם המגיבים. תערובת זו היא זע מחוממת על 80 מעלות צלזיוס באמבט שמן סיליקון אמוניום הידרוקסיד (14%) הוא הוסיף אז על ידי הטלה כדי לזרז אתברזלי יונים לתוך רשת BNC. השלב אחרון זה מאפשר להרכיב חלקיקי מגנטיט באתרו (Fe 3 O 4) בתוך רשת ננוצלולוז חיידקים להעניק תכונות מגנטיות כדי קרומי BNC. Assay טוקסיקולוגית שמש כדי להעריך את ההתאמה הביולוגית של קרומי BNC-IONP. פוליאתילן גליקול (PEG) שימש לכיסוי IONPs על מנת לשפר biocompatibility שלהם. תמונות במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) הראה כי IONP אותרו מועדף של סיבית Interlaced ל- Progressive רווחים של מטריקס BNC, אבל חלק מהם נמצאו גם לאורך סרטים BNC. מדידות מיקרוסקופ כוח מגנטיות שבוצעו על MBNC זיהו את התחומים מגנטיים הנוכחות עם שדה מגנטי בעצמה גבוהה וחלש, המאשר את הטבע המגנטי של קרומי MBNC. ערכי מודול יאנג שהושגו בעבודה זו הם גם בהסכם סביר עם אלו שדווחו במשך כמה כלי דם במחקרים קודמים.
ננוצלולוז bacterian (BNC) מסונתז על ידי זן xylinum Acetobacter, הידוע גם בשם Gluconacetobacter xylinus, והפקידו בצורת סרטים או pellicles על ממשק-נוזלי אוויר במהלך התרבות נייח. Pellicles BNC אלה לאמץ את צורת המיכל שבו הם גדלו, ועובי שלהם תלוי במספר ימים בתרבות. א xylinus משתמשת גלוקוז בטווח הבינוני לסינתזה של מיקרופיברילות התאית באמצעות תהליך של פילמור וגיבוש שלאחר מכן. פילמור של שאריות גלוקוז מתבצע על הקרום התא החיידקים שבו שרשרות גלוקן נמתחות מנקבוביות יחידה מפוזר על פני מעטפת התא. ההתגבשות של תאית מיקרופיברילות מתרחשת במרחב התאי עם הקמתה של גיליונות שרשרת גלוקן ידי מליטה ואן דר ואלס ואחריו לערום של הסדינים על ידי H-מליטת 1.
מַגנֵטחלקיקים ic משולב למטריצה BNC ניתן להשפיע בקלות על ידי שדה מגנטי חיצוני על מנת להגדיל את הכוח הדרוש כדי לכוון ולרכז תאי שריר חלק (SMCs) המכיל חלקיקים מגנטיים, באתר פגום של דופן העורק. אסטרטגיה זו שומרת על SMCs משם מרקמות אחרות, ומחזיק את התאים במקום נגד הכוח המופעל על ידי זרימת הדם. הוכח כי SMCs ממלאים תפקיד חשוב vasoelasticity של כלי הדם, שם הם יוצרים שכבות בשפע הממוקמים ברובם באזורי Tunica התקשורת 2.
השיטה לסינתזה של MBNC כרוך קרומית BNC שקוע ובחש בתמיסה של ברזל (III) כלוריד hexahydrate וברזל (II) כלוריד tetrahydrate על 80 מעלות צלזיוס. אמוניום הידרוקסיד מתווסף ליצור חלקיקי תחמוצת ברזל בתוך רשת BNC. התוספת של אמוניום הידרוקסיד משנה את הצבע של הפתרון מכתום לשחור. קומפקטית IONPs יחד לאורך ליפון BNCים עם חלוקה לא אחידה.
פרוטוקול זה מתמקד בעיצוב של קרומי nanoparticle ננוצלולוז-מגנטי בקטריאלי, אשר יש לנו בשם ננוצלולוז חיידקי מגנטי (MBNC), אשר נועד לשימוש כתחליף כלי דם קטן בקוטר חסר, פגום או פצוע. HS בארוד ועמיתים לעבודה פרסמו לאחרונה עבודה דומה כדי לייצר נייר מגנטי גמיש מבוסס BNC ידי ערבוב pellicles BNC בתוך פיזור מימי יציב של PEG ו -3 חלקיקי תחמוצת ברזל פאראמגנטי. כאן, אנו מתארים את הייצור של תאית חיידקי הספגה שלה באתרו עם חלקיקים מגנטיים. Assay cytotoxicity מבוסס על זיהוי של הפסקות גדיל בודד DNA שימש כדי לבדוק את biocompatibility של pellicles BNC ו MBNC.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת בקטריאלי ננוצלולוז (BNC)
הערה: כל השלבים מבוצעים בתנאים aseptic, אלא אם צוין אחרת.
2. סינתזה של פולימרים מצופיםתחמוצת ברזל חלקיקי ההפקדה שלה בתוך ממברנה בקטריאלי ננוצלולוז
אפיון 3. Pellicles BNC ו MBNC
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תקופת הדגירה של G. xylinus היה סך של 9 ימים, אבל pellicles החלה להיווצר מוקדם ניכרו לאחר כ 2 ימים. המראה מקרוסקופית של BNC מוצג באיור 1, בצורה אשר מחק כי התרבות צלחת מבוגר. איור 2 מתארת את התהליך להפקת pellicles BNC-IONP, אשר סיכומי השלבים העיקריים המעורבים בפרוטוקול לעיל וכן התצורה של המרכיבים העיקריים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
העובי והגודל של קרומי BNC ניתן להשפיע בקלות על ידי שינוי זמן דגירה ואת הגודל של הבקבוק שבו הוא גדל במהלך טיפוח סטטי. Microproperties של BNC, כגון נקבוביות, ניתן לשנות על ידי שינוי יחס חמצן בתרבות סטטי. ריכוזי חמצן גבוהים יותר מניבות קשים BNC 11. א בודן ועמיתים לעבודה מיוצרים צינורות של BNC עם לחץ פרץ עד 880 מ"מ כספית על ידי שינוי יחס חמצן חמצן אטמוספרי כדי 100% חמצן במהלך תהליך התסיסה של G. xylinus 12. באופן דומה, הנקבובי של BNC יכול גם להיות ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו מומנה על ידי משרד ההגנה תחת חוזה מס' W81XWH-11-2-0067
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Glucoacetobacter xylinus | ATCC | 700178 | |
| Agar | Sigma Aldrich | A1296-500G | |
| D-מניטול ביוקסטרה | סיגמא אולדריץ' | M9546-250G | |
| תמצית שמרים | BD Biosciences | 212750 | |
| פפטון בקטריולוגי | סיגמא אולדריץ' | P0556 | |
| נתרן הידרוקסיד, תמיסה של 50% במים | סיגמא אולדריץ' | 158127-100 גרם | |
| ברזל (III) כלוריד הקסהידראט | סיגמא אולדריץ' | 236489-100G | |
| אמוניום הידרוקסיד | Macron Fine Chemicals | 6665-46 | |
| פולי (אתילן גליקול), ממוצע Mn 400 | סיגמא אולדריץ' | 202398-250G | |
| ברזל (II) כלוריד טטרהידראט | סיגמא אולדריץ' | 44939-250 גרם | |
| צלחת פטרי חד פעמית | סיגמא אולדריץ' | BR452000 | |
| לולאת חיסון חד פעמית | פישר סיינטיפיק | 22-363-604 | |
| סידן גופרתי נטול מים | W.A. Hammond Drierite | 13001 | |
| גריז ואקום גבוה | Sigma Aldrich | Z273554-1EA | |
| מחט פיפטינג מעבדה עם 90° קצוות קהים | Sigma Aldrich | CAD7937-12EA | |
| רצועות בדיקת pH | Sigma Aldrich | P4786-100EA | |
| בקבוק זיקוק מסוג זווית זווית סיגמא-אולדריץ | סיגמא-אולדריץ' | CLS4965250 | |
| שמן סיליקון לאמבטיות שמן | סיגמא-אולדריץ' | 85409-250ML | |
| צינור ייבוש | Chemglass | CG-1295-01 | |
| פקק מחיצה, סוג שרוול | Chemglass | CG-3022-98 | |
| מוט ערבוב מגנטי | Chemglass | CG-2001-05 | |
| מעבה | Chemglass | CG-1218-01 | |
| בקר טמפרטורה | BriskHeat | SDC120JC-A | |
| פלטה | לערבובפישר סיינטיפיק | 11-100-49SH | |
| ערכת בדיקת שביט | Trevigen | 4250-050-K | |
| SYBR זהב חומצת גרעין ג'ל כתם | חיים טכנולוגיות | S-11494 | |
| bio-AFM | JPK Instruments | NanoWizard 4a BioScience AFM | |
| Nanoindenter | Micro Materials Ltd | בודק מכני רב מודולים | |
| מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) | היטאצ'י טכנולוגיות גבוהות אמריקה | היטאצ'י S-4800 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.