Name: Un metodo efficiente per la desalinizzazione selettivo di anioni di iodio radioattivo mediante filtro a membrana incorporato di nanoparticelle doro (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-13T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: Scopri un metodo efficiente per la rimozione selettiva di iodio radioattivo da soluzioni acquose utilizzando filtri a membrana con nanoparticelle d'oro immobilizzate. Questa tecnica semplifica il trattamento dei rifiuti radioattivi.

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Questo lavoro è stato supportato dall'assegno di ricerca dalla National Research Foundation di Corea (concessione numero: 2017M2A2A6A01070858).

1. sintesi di nanoparticelle di oro citrato-stabilizzato
<ol><li>Lavare il pallone a due colli da (250 mL) e un ancoretta magnetica con acqua regia, una miscela di acido cloridrico concentrato e acido nitrico concentrato in un rapporto di 3:1 in volume. Attenzione: soluzione acqua regia è estremamente corrosivo e può provocare esplosione o pelle brucia se non maneggiati con estrema cautela.</li>
	<li>Sciacquare la vetreria accuratamente con acqua deionizzata per rimuovere il residuo acido acquoso.</li>
	<li>Aggiungere 120 mL di soluzione di acido cloroaurico (HAuCl4, 1mm) per i due colli pallone (250 mL) e scaldarlo a riflusso sotto costante agitazione.</li>
	<li>Aggiungere 12 mL di sodio citrato tribasico (35 mM) soluzione rapidamente il pallone da due colli e riflusso la miscela risultante per un altro 20 min per la completa riduzione del sale d'oro.</li>
	<li>Consentire la sospensione colloidale di nanoparticelle (profondo rosso) per raffreddare fino a temperatura ambiente.</li>
	<li>Misurare la concentrazione di nanoparticelle d'oro (AuNPs) con spettroscopia UV-vis alla lunghezza d'onda di 520 nm (coefficiente di estinzione di 2.8 x 108) utilizzando una cuvette di quarzo (1 cm di lunghezza di percorso).</li>
	<li>Aggiungere una goccia di sospensione AuNPs su una griglia di rame rivestita di carbonio (400 mesh) e asciugare a temperatura ambiente. Misurare le dimensioni del AuNPs con microscopia elettronica a trasmissione (TEM).</li>
	<li>Mantenere la sospensione delle nanoparticelle di oro colloidale a 4 ° C.</li>
</ol>2. preparazione della membrana ibrida (Au-CAM)
<ol><li>Preparazione del filtro a membrana incorporato di nanoparticelle d'oro utilizzando un'unità di siringa<ol>
<li>Lavare una membrana in acetato di cellulosa (dimensione dei pori: 0,45 μm, diametro: 25 mm) supportato da un'unità filtrante con acqua deionizzata (10 mL) per tre volte.</li>
		<li>Prelevare 10 mL di citrato-stabilizzato AuNPs (10 nM) con una siringa sterile (20 mL) e aggiungerlo lentamente in un filtro a membrana in acetato di cellulosa pre-lavato (Figura 1).</li>
		<li>Lavare tre volte l'unità filtro con 10 mL di acqua deionizzata per rimuovere AuNPs non immobilizzati. Nota: AuNPs immobilizzato sulla membrana in acetato di cellulosa sono altamente stabile, e così Au-CAM possono essere memorizzati sotto condizioni ambientali per diverse settimane senza la perdita delle loro proprietà chimiche o stabilità.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparazione di nanoparticelle d'oro filtro a membrana di pompa del vuoto<ol>
<li>Posizionare la membrana in acetato di cellulosa (dimensione dei pori: 0,45 μm, diametro: 47 mm) tra un supporto vetro portafiltro adatta (diametro: 40 mm) e un imbuto graduato (300 mL).</li>
		<li>Collegare un'unità combinata del supporto vetro sinterizzato e laureato imbuto un matraccio di recuperare (500 mL) e una pompa a vuoto.</li>
		<li>Aggiungere 10 mL di citrato-stabilizzato AuNPs (10 nM) in graduato imbuto e quindi applicare il vuoto fino a quando tutti i AuNPs sono passati attraverso la membrana in acetato di cellulosa (circa 20 s).</li>
		<li>Ripetere la stessa procedura (punto 2.2.3) su altro lato della membrana per immobilizzare AuNPs su entrambi i lati della membrana.</li>
		<li>Analizzare la superficie di Au-CAM utilizzando il microscopio elettronico a scansione (SEM) nelle condizioni ad alte prestazioni con le tensioni di accelerazione fino a 15 kV (Figura 2d). Nota: Per verificare la stabilità delle nanoparticelle in Au-CAM in una condizione di elevata sale, la membrana composita era immerso in soluzione di NaCl 1,0 M per 2 h e allora ispezione visiva è stata effettuata per confermare la stabilità della Au-CAM.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. assorbimento di iodio radioattivo utilizzando Au-CAM in un sistema Batch
<ol><li>Diluire lo iodio radioattivo ([125I] NaI, 2,2 MBq) in 3 mL di acqua pura, 1,0 M NaCl o 10 nM NaI e aggiungere ogni soluzione in una capsula Petri (50 mm diametro × 15 mm di altezza). Attenzione: Lo iodio radioattivo ossidato può essere volatile e deve essere maneggiato con schermi di piombo adeguato e portare fiale. Radiochimici tutti i passaggi devono essere eseguiti in una cappa ben ventilata filtrata carbone, e le procedure sperimentali devono essere monitorate dai rilevatori di radioattività.</li>
	<li>Posizionare la Au-CAM che viene preparata utilizzando un filtro del vuoto in soluzioni di iodio radioattivo e li agitare delicatamente a temperatura ambiente.</li>
	<li>Prelevare 10 μL della soluzione di iodio radioattivo da di Petri in determinati punti di tempo (0, 5, 10, 30, 60, 120 min) e misurare la radioattività dell'aliquota utilizzando γ-contatore automatico.</li>
	<li>Sciacquare la Au-CAM con acqua purificata dopo 120 min e quindi misurare la quantità di radioattività catturato sulla membrana utilizzando γ-contatore automatico (Figura 3).</li>
</ol>4. desalinizzazione di iodio radioattivo nella circostanza a flusso continuo
<ol><li>Rimozione di anioni di iodio radioattivo (125ho–) utilizzando un filtro di Au-CAM<ol>
<li>Sciogliere lo iodio radioattivo (3,7 MBq) in 50 mL di acqua pura, PBS 1X, 1.0 M NaCl, 0.1 M NaOH, 0.1 M HCl, 10mm CsCl, 10mm SrCl2, urina sintetica o acqua di mare.</li>
		<li>Prelevare 50 mL di ciascuna soluzione con una siringa sterile (50 mL) e passa attraverso l'unità di filtro Au-CAM ad una portata di circa 1,5 mL/s utilizzando una pompa a siringa (Figura 1).</li>
		<li>Trasferire 5 mL del filtrato in un flaconcino di plastica per quantificare la radioattività nella soluzione.</li>
		<li>Misurare la quantità di radioattività residua nella soluzione filtrato utilizzando γ-contatore automatico (Figura 4).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Prova di riutilizzabilità del filtro Au-CAM<ol>
<li>Sciogliere lo iodio radioattivo in un urina sintetica o acqua di mare (3.7 MBq/50 mL).</li>
		<li>Prelevare 50 mL di soluzione con una siringa sterile (50 mL) e aggiungerlo nell'unità filtro Au-CAM ad una portata di circa 1,5 mL/s utilizzando una pompa a siringa.</li>
		<li>Ripetere la stessa procedura di filtrazione (punto 4.2.2) per sette volte usando una singola unità filtro Au-CAM.</li>
		<li>Trasferire 5 mL del filtrato in un flaconcino di plastica per quantificare la radioattività nella soluzione.</li>
		<li>Misurare la quantità di radioattività in sette soluzioni filtrato utilizzando γ-contatore automatico.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

In anni recenti, diversi nanomateriali ingegnerizzati e membrane sono state sviluppate per rimuovere pericolosi metalli radioattivi e metalli pesanti in acqua basato sulla loro funzionalità specifiche in adsorbimento tecniche25,26, 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32</su...

Per diversi decenni, enorme quantità di rifiuti liquidi radioattivi è stato generato da istituti medici, strutture di ricerca e reattori nucleari. Queste sostanze inquinanti sono state spesso una minaccia palpabile per ambiente e salute umana1,2,3. Soprattutto, lo iodio radioattivo è riconosciuto come uno degli elementi più pericolosi da incidenti nucleari. Ad esempio, un ambientale relazione su Fukushima e Chernobyl reattore nucleare ha dimostrato che la quantità di rilasciato radioattivo iodio tra cui 131I (t1/2 = 8,02 giorni) e 129mi (t1/2 = 15,7 milioni di anni) per l'ambiente era più grande rispetto a quelli di altri radionuclidi4,5. In particolare, l'esposizione di questi radioisotopi provocato alto assorbimento e arricchimento nella tiroide umana6. Inoltre, iodio radioattivo rilasciato può causare grave contaminazione del suolo, dell'acqua di mare e acque sotterranee a causa della loro elevata solubilità in acqua. Di conseguenza, un sacco di processi di risanamento utilizzando vari materiali adsorbenti inorganici ed organici sono stati studiati per catturare iodio radioattivo rifiuti acquosi7,8,9,10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20. anche se grandi sforzi sono stati dedicati per lo sviluppo di sistemi avanzati di adsorbente, l'istituzione di un metodo di decontaminazione mostrando prestazioni soddisfacenti in flusso continuo nella circostanza era molto limitata. Recentemente, abbiamo riferito un processo di desalinizzazione romanzo mostrando buona rimozione efficienza, selettività ionica, sostenibilità e riutilizzabilità utilizzando materiali nano compositi ibridi di nanoparticelle d'oro (AuNPs)21,22 , 23. fra loro, membrane di acetato di cellulosa incorporato di nanoparticelle d'oro (Au-CAM) ha facilitato la desalinizzazione altamente efficiente di ioni ioduro sotto un sistema di flusso continuo rispetto a quelli dei materiali adsorbenti esistenti. Inoltre, l'intera procedura potrebbe essere finita in breve tempo, che era un altro vantaggio per il trattamento di rifiuti nucleari generate da post-uso in applicazioni medicali e industriali. L'obiettivo generale di questo manoscritto è quello di fornire un protocollo dettagliato per la preparazione di Au-CAM24. Inoltre dimostriamo un processo di filtrazione rapida e conveniente per cattura iono-selettivi di iodio radioattivo usando le membrane composite ingegnerizzate. Il protocollo dettagliato in questo rapporto vi offrirà un'utile applicazione di nanomateriali nel campo della ricerca, delle scienze ambientali.

<table><tbody><tr><td>Acido cloridrico</td><td>DUKSAN</td><td>1129</td><td></td></tr><tr><td>Acido nitrico&nbsp;</td><td>JUNSEI</td><td>37335-1250</td><td></td></tr><tr><td>Cloruro cloroautico triidrato (HAuCl4&middot; 3H2O)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>254169</td><td></td></tr><tr><td>Citrato di sodio tribasico diidrato</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 di sodio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S9888</td><td></td></tr><tr><td>Ioduro di sodio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>383112</td><td></td></tr><tr><td>Idrossido di sodio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5881</td><td></td></tr><tr><td>L-lattato di litio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>L2250</td><td>Urina sintetica</td></tr><tr><td>Acido citrico</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C1909</td><td>Sintetico urina</td></tr><tr><td>Carbonato acido di sodio</td><td>JUNSEI</td><td>43305-1250</td><td>Urina sintetica</td></tr><tr><td>Urea</td><td>Sigma Aldrich</td><td>U1250</td><td>Urina sintetica</td></tr><tr><td>Cloruro di calcio</td><td>JUNSEI</td><td>18230-0301</td><td>Urina sintetica</td></tr><tr><td>Solfato di magnesio</td><td>SAMCHUN</td><td>M0146</td><td>Urina sintetica</td></tr><tr><td>Fosfato monobasico di potassio</td><td>JUNSEI</td><td>84185A1250</td><td>Urina sintetica</td></tr><tr><td>Idrogeno fosfato dipotassico</td><td>JUNSEI</td><td>84120-1250</td><td>Urina sintetica</td></tr><tr><td>Solfato di sodio</td><td>JUNSEI</td><td>83260-1250</td><td>Urina sintetica</td></tr><tr><td>Cloruro di ammonio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A9434</td><td>Urina sintetica</td></tr><tr><td>Acqua di mare</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>Membrane in acetato di cellulosa (dimensione dei pori: 0,20 &mu; m, diametro: 25 mm)</td><td>Advantec MFS</td><td>25CS045AS</td><td></td></tr><tr><td>Membrane in acetato di cellulosa (dimensione dei pori: 0,20 &; m, diametro: 47 mm)</td><td>Advantec MFS</td><td>C045A047A</td><td></td></tr><tr><td>47 mm Supporti per microanalisi in vetro</td><td>Advantec MFS</td><td>KG47(311400)</td><td></td></tr><tr><td>Piastra di Petri (diametro 50 mm e altezza acuta; 15 mm)</td><td>Contatore gamma SPL</td><td>10050</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Perkin-Elmer</td><td>2480 WIZARD2</td><td>Numero di modello</td></tr><tr><td>Spettrofotometro UV-vis</td><td>Thermo</td><td>GENESYS 10</td><td>Numero di modello</td></tr><tr><td>Microscopia elettronica a trasmissione</td><td>Hitachi</td><td>H-7650</td><td>Numero di modello</td></tr><tr><td>Microscopio elettronico a scansione a emissione di campo</td><td>FEI</td><td>Verios 460L</td><td>Numero di modello</td></tr></tbody></table>

un metodo efficiente per la desalinizzazione selettivo di anioni di iodio radioattivo mediante filtro a membrana incorporato di nanoparticelle d'oro

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

Qui, dimostriamo un protocollo di dettaglio per la preparazione di membrane in composito a nanomateriali-embedded e la sua applicazione per la rimozione efficiente e iono-selettivi di iodio radioattivo. Utilizzando citrato-stabilizzato di nanoparticelle d'oro (diametro medio: 13 nm) e membrane di acetato di cellulosa, oro membrane incorporato delle nanoparticelle di acetato di cellulosa (Au-CAM) facilmente sono state fabbricate. I nano-materiali adsorbenti in Au-CAM erano altamente stabili in presenza di alta concentrazione di sali inorganici e molecole organiche. Gli ioni ioduro nelle soluzioni acquose rapidamente potevano essere catturati da questa membrana ingegnerizzata. Attraverso un processo di filtrazione utilizzando un'unità filtro contenente Au-CAM, rimozione eccellente efficienza (> 99%) anche come iono-selettivi desalinizzazione risultato è stato raggiunto in breve tempo. Inoltre, Au-CAM fornito buona riutilizzabilità senza diminuzione significativa delle sue prestazioni. Questi risultati hanno indicato che l'attuale tecnologia utilizza la membrana di ibridi derivati dal sarà un processo promettente per la decontaminazione su larga scala di iodio radioattivo da rifiuti liquidi.

Abbiamo dimostrato metodi semplici per la realizzazione di Au-CAM utilizzando citrato-stabilizzato AuNPs e acetato di cellulosa della membrana (Figura 1a). La superficie di Au-CAM è stata osservata da SEM che ha mostrato che i nanomateriali sono stati inseriti stabilmente sulle nanofibre di cellulosa (Figura 2). Le nanoparticelle in carcere sulla membrana sono state sostenute in modo stabile e non sono state libe...

Un metodo efficiente per la dissalazione rapida e iono-selettivi di iodio radioattivo in diverse soluzioni acquose è descritto mediante filtri a membrana oro nanoparticelle-immobilizzata in acetato di cellulosa.

Un metodo efficiente per la desalinizzazione selettivo di anioni di iodio radioattivo mediante filtro a membrana incorporato di nanoparticelle d'oro

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

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo del trattamento delle acque e della bonifica sostenibile, come la rimozione efficiente dello iodio radioattivo dai mezzi acquosi utilizzando materiali nanocompositi ibridi. La cosa principale o migliore di questa tecnica è che gli elementi radioattivi in una miscela di sale e sostanze organiche possono essere rapidamente rimossi con un semplice processo di filtrazione in una materia altamente efficiente. La dimostrazione video di questo argomento è fondamentale in quanto la gestione e il trattamento dei rifiuti liquidi radioattivi richiedono un'attenzione speciale, compresa la protezione personale e ambientale contro la diffusione della contaminazione radioattiva.A dimostrare le procedure sarà Ha Eun Shim, uno studente laureato del mio laboratorio. Aggiungere 120 millilitri di soluzione di acido cloroaurico a un pallone lavato a fondo tondo a due colli e riscaldarlo a riflusso mescolando costantemente. Aggiungere rapidamente 12 millilitri di soluzione tribasica di citrato di sodio al pallone a fondo tondo a due colli.Rifluire la miscela risultante per altri 20 minuti per la completa riduzione del sale d'oro. Lasciare

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Ultrafiltrazione a flusso tangenziale (TFU) è un metodo utilizzato per il ricircolo peso separazione basata su biosamples. TFU è stato adattato alle dimensioni-select (1-20 nm di diametro) e molto concentrato un grande volume di polidispersi nanoparticelle d'argento (4 L di 15,2 ml...

Flusso tangenziale Ultrafiltrazione: un metodo &quot;verde&quot; per la selezione del formato e la concentrazione di nanoparticelle di argento colloidale

Un protocollo per la diastereoselettiva preparazione di un piatto di cis - N-TS-iodoaziridines è descritto. La generazione di diiodomethyllithium, oltre a N-Ts aldimines e ciclizzazione della gemma amino-diioduro intermedio iodoaziridines è dimostrata. È incluso anche un protocollo di rapidamente e quantitativamente valutare la fase stazionaria più appropriato per la purificazione mediante cromatografia.

Sintesi e purificazione di Iodoaziridines Coinvolgere quantitativa Selezione del Ottimale fase stazionaria per cromatografia

Procedimento per la fabbricazione ed eseguendo la superficie filtro Enhanced Raman spettroscopiche (SERS) Test per l'individuazione dei contaminanti chimici (cioè, ferbam pesticidi e ampicillina) è presentata.

Una Superficie-filtro basato avanzata Raman spettroscopica Assay per Rapid individuazione dei contaminanti chimici

Un protocollo per la sintesi in situ acquosa di un bis (iminoguanidinium) ligando e il suo utilizzo nella separazione selettiva di solfato è presentato.

Separazione solfato da selettiva cristallizzazione con un legante bis-iminoguanidinium

Una procedura dettagliata per la sintesi di un azide 125 I-etichettati e la radiomarcatura di dibenzocyclooctyne (DBCO) -gruppo-coniugati, nanoparticelle d'oro 13-nm dimensioni utilizzando una reazione click senza il rame è descritto.

Un protocollo ottimizzato per la radiomarcatura efficiente di oro nanoparticelle utilizzando un<sup&gt; 125</sup&gt; Azide gruppo I-etichettati protesico

Il protocollo per una nuova piattaforma concentrazione di ioni di polarizzazione (ICP) che può fermare la propagazione della zona ICP, indipendentemente dalle condizioni di funzionamento è descritta. Questa capacità unica della piattaforma risiede nell'utilizzo di fondere mancanza di ioni e l'arricchimento, che sono due polarità del fenomeno ICP.

Unire Ion Concentrazione polarizzazione tra giustapposti Ion membrane a scambio di bloccare la propagazione della Zona Polarizzazione

In questo lavoro, abbiamo preparato un adsorben composto dal cationico N,N-dimethylamino propylacrylamide cloruro di metilico quaternario (DMAPAAQ) gel polimerico e idrossido di ferro per l'arsenico di ferro da acque sotterranee. Il gel è stato preparato tramite un nuovo metodo progettato per garantire il massimo contenuto di particelle di ferro nella sua struttura.

Rimozione dell'arsenico utilizzando un Gel Polimerico Cationico impregnato con idrossido di ferro

Viene segnalato un protocollo per la progettazione razionale di un filtro elettroattivo a doppia funzionalità costituito da nanotubi di carbonio e nanofili titanati e viene presentato il loro applicazioni ambientale verso l'ossidazione e il sequestro di Sb(III).

Un filtro elettroattivo dual-functional verso l'ossidazione e il sequestro simultanei di Sb(III)

Qui forniamo una procedura dettagliata per la produzione, la purificazione e la quantificazione del virus della malattia di Newcastle ricombinante ad alto titolo. Questo protocollo produce costantemente &gt; 6 × 109 unità di formazione della placca / mL, fornendo quantità di virus appropriate per studi su animali in vivo . Vengono descritti ulteriori saggi di controllo della qualità per garantire la sicurezza in vivo .

Produzione di virus della malattia di Newcastle ricombinante ad alto titolo dal liquido allantoico

Il virus adeno-associato viene prodotto in coltura cellulare in sospensione e purificato mediante centrifugazione a gradiente di densità a doppio iodixanolo. Sono incluse misure per aumentare la resa totale del virus, diminuire il rischio di precipitazione del virus e concentrare ulteriormente il prodotto finale del virus. I titoli finali attesi raggiungono10-12 particelle virali/mL e sono adatti per l'uso preclinico in vivo .

Produzione e purificazione in coltura in sospensione di virus adeno-associati mediante centrifugazione a gradiente di densità di iodixanolo per applicazioni in vivo

Questo protocollo descrive un metodo colorimetrico per valutare in modo affidabile l'influenza delle sostanze chimiche sull'attività della Deiodinasi 1 (DIO1) nei microsomi epatici umani utilizzando la reazione di Sandell-Kolthoff. Include criteri di accettazione predefiniti e metriche statistiche di performance e supporta gli sforzi continui per l'inclusione nelle linee guida dei test OCSE.

Valutazione colorimetrica dell'attività della Deiodinasi 1 nei microsomi epatici umani utilizzando la reazione di Sandell-Kolthoff

Scopri un metodo efficiente per la rimozione selettiva di iodio radioattivo da soluzioni acquose utilizzando filtri a membrana con nanoparticelle d'oro immobilizzate. Questa tecnica semplifica il trattamento dei rifiuti radioattivi.

Un metodo efficiente per la desalinizzazione selettivo di anioni di iodio radioattivo mediante filtro a membrana incorporato di nanoparticelle doro (Video) | JoVE Journal

Un metodo efficiente per la desalinizzazione selettivo di anioni di iodio radioattivo mediante filtro a membrana incorporato di nanoparticelle d'oro

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