שינוי בהשראה ביו השטח Polydopamine של Nanodiamonds והצמצום שלה של סילבר חלקיקים

שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח על פונקציונליזציה משטח יעיל של nanodiamond, אשר יש יישומים רחבים במדעי החומר וביו-רפואה. שיטה זו יכולה לשמש עבור nanodiamonds. זה יכול להיות מיושם גם עבור חומרים אחרים, כגון חלקיקי מתכת, חלקיקים מגנטיים, או משטחים הזקוקים ציפוי ביופולימר פעיל.

בשיטה זו, nanodiamonds הם funtionalized עם ציפוי של פולידופמין, דבק אוניברסלי. עובי שכבת מחשב כף יד נשלט היטב על ידי שינוי הריכוז של דופמין. כדי להתחיל, להמיס 30.29 גרם של אבקת טריס HCl ב 100 microliters של מים deionized.

העבר את הפתרון לבקבוק נפח 250 מיליליטר. ממלאים את הבקבוק לקו במים דה-מיונים, ומערבבים אותו כדי להשיג חיץ HCl אחד טוחן. מפתרון מלאי זה, הכן 20 מיליליטר של חיץ HCl טריס טוחן 0.1 על ידי דילול סדרתי.

בעת ניטור החיץ עם מד pH, להתאים את ה- pH ל 8.5 באמצעות חומצה הידרוכלורית אחת טוחנת. לאחר מכן, לדלל 0.02 מיליליטר של השעיה אחת מיליגרם למיליליטר של 100 ננו-אקריסטלין ננו-דימונדים למיליליטר אחד עם חיץ טריס pH 8.5. מערבבים את התערובת במשך 10 דקות כדי לקבל 0.02 מיליגרם לכל השעיה nanodiamond מיליליטר.

לאחר מכן, להמיס 20 מיליגרם של דופמין הידרוכלוריד בשני מיליליטר של pH 8.5 טריס חיץ, על ידי מערבולת במשך 30 שניות כדי להשיג חיץ 10 מיליגרם לכל מיליליטר דופמין הידרוכלוריד פתרון. הוסף חמישה, 7.5, או 10 microliters של פתרון דופמין מוכן טרי לפתרון nanodiamond, תלוי אם ריכוז הידרוכלוריד דופמין הסופי של 50, 75, או 100 מיליגרם למיליליטר רצוי. לאחר התאמת נפח התגובה, מערבבים במרץ את התערובת ב 25 מעלות צלזיוס במשך 12 שעות בחושך.

לאחר מכן, להעביר את ההשעיה של nanodiamonds מצופה פולידופמין לצינור צנטריפוגה 1.5 מיליליטר, ו צנטריפוגה אותו ב 16, 000 גרם במשך שעתיים. הסר את supernatant ולשטוף את nanodiamonds שלוש פעמים עם חלקים מיליליטר אחד של מים deionized ב 16, 000 גרם במשך שעה אחת בכל פעם. לאחר מכן מוסיפים 200 מיקרוליטרים של מים דה-יוניים המוצקים השחוצים, ומצמצמים את התערובת למשך 30 שניות כדי לגלות מחדש את הננו-דיאמונדים מצופי הפולידופמין.

מדללים באופן סדרתי 40 מיקרוליטרים של השעיה של ננו-דיאמונדים מצופים פולידופמין פעמיים עם מים מיונים. לאחר מכן, להמיס 100 מיליגרם של חנקת כסף ב 10 מיליליטר של מים deionized על ידי מערבולת. במכסה המנוע של האדים, מוסיפים אמוניה מיימית טוחנת אחת לתווית החנקתית הכסופה, dropwise, עד שנוצר משקע צהוב, מטלטלים מעת לעת את הפתרון.

המשך להוסיף אמוניה עד שהמשקע ייעלם כדי להשיג פתרון של דיאמין כסף הידרוקסיד. מיד להוסיף 4.3 או 6.4 microliters של פתרון כסף דיאמין 40 microliters של פיזור nanodiamond מדולל, עבור ריכוז סופי של 0.4 או 0.6 מיליגרם למיליליטר בהתאמה. לאחר מכן, כוונן את עוצמת הקול ל- 100 מיקרוליטרים עם מים שעברו דה-יונים.

sonicate את התערובת במשך 10 דקות. לאחר מכן, צנטריפוגה הפיזור במשך 15 דקות ב 16, 000 גרם כדי להסיר יון כסף חינם. השליכו את הננו-דיאמונדים המעוטרים בננו-חלקיקים מכסף על ידי צנטריפוגה שלוש פעמים ב-100 מנות מיקרוליטר של מים מיוניים ב-16,000 גרם במשך חמש דקות בכל פעם.

הוסף 100 microliters של מים deionized ננו-חלקיקים כסף מעוטר nanodiamonds ולגלות אותם מחדש על ידי sonication במשך 30 שניות. איפיין את nanodiamonds עם ספקטרוסקופיית UV-Vis סריקה מ 250 עד 550 ננומטר. לאחר מכן, הפקידו חמישה מיקרוליטרים של הננו-דימונדים המעוטרים בננו-חלקיקים מכסף על רשתות נחושת מצופות פחמן מנוקות פלזמה, ותנו להם לשבת במשך שלוש דקות.

לאחר מכן, פתיל משם פתרון עודף עם נייר סינון. לשטוף כל רשת שלוש פעמים על ידי החלת טיפה של מים deionized, לתת לו לשבת במשך 15 שניות, ולאחר מכן wicking אותו משם עם נייר מסנן. תן לרשתות להתייבש לפני הדמיה של הדגימות באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני שידור.

nanodiamonds מצופה נטה ליצור microclusters אגרגטים, בעוד nanodiamonds מצופה פולידופמין יצרו פיזור טוב. ריכוזי דופמין גבוהים יותר גרמו להיווצרות שכבות פולידופמין עבות יותר במשטחים nanodiamond. פיזור הננו-דימונד הלא מרופד היה ברור וחסר צבע.

עם ציפוי nanodiamonds עם שכבת פולידופמין עבה חמישה ננומטר, הפיזור נראה מעונן וחום. מראה הפיזור נעשה כהה יותר וסטראד עם ציפויים עבים יותר של פולידופמין. ההפחתה של כסף דיאמין על nanodiamonds מצופה שכבת פולידופמין עבה 15 ננומטר היה מוצלח ביותר כאשר ריכוז הידרוקסיד כסף דיאמין היה 0.4 כדי 0.6 מיליגרם למיליליטר.

הננו-דימונדים שנוצרו בריכוזים נמוכים יותר היו קטנים מכדי להיחקר ביעילות. ערכי הספיגה המרביים הצביעו על כך שהננו-חלקיקים שנוצרו מהפתרונות של 0.4 עד 0.6 מיליגרם למיליליטר היו בקוטר של בערך 20 ו-30 ננומטר בהתאמה. TEM הראה כי חלקיקי כסף שנוצר 0.4 מיליגרם לכל פתרון כסף דיאמין מיליליטר היו כ 24 ננומטר רוחב, בעוד חלקיקים שנוצר 0.6 מיליגרם לכל פתרון מיליליטר היו כ 28 ננומטר רוחב.

מספר הננו-חלקיקים על משטחי הננו-דיאמונד היה גדול יותר גם בריכוז הכסף הגבוה יותר של דיאמין. לאחר שימוש בהליך זה, nanodiamonds מפוזרים היטב עם עובי מחשב כף יד לשליטה נוצרו. טכניקה זו סוללת את הדרך לחוקרים לחקור יישומי nanodiamond עבור זרז, biosensors, nanocarriers.

ללא שימוש בכל סוכן צמצום נוסף, תהליך התממשות בעזרת מחשב כף יד יכול לגרום להיווצרות של חלקיקי כסף עם הפחתת מבשרי מתכת ולשתק אותם על פני השטח מצופה מחשב כף יד. בנוסף, שכבות מחשב כף יד מכילות קבוצות פונקציונליות פתוחות אשר ניתן לנצל עוד יותר כדי להצטלב ביומולקולים סדרתיים אמין שונה.