Name: タングステン酸ナトリウムと細菌のミネラル排泄によってナトリウム モリブデン酸マイクロ カプセルの合成 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-30T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 53 s
Description: 学ぶ、グラム陰性菌を用いて酸化物材料の中空球状マイクロカプセルを作製する環境に優しいバイオナノテクノロジー手法。この技術は金属酸化物マイクロ構造の大量生産可能性を示し、持続可能な材料開発の新たな道を開く。

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番号最も 105-2221-E-011-008 を与えるこの作品に支えられて省、科学とテクノロジー、台湾、中華民国、下とも詳細 Connectek 株式会社によって契約の下で台北、台湾、中華民国数 RD Ref. 第 6749 と部 Ref. No. 011 を通じて、卒業電気光学エンジニア リング研究所、国立台湾大学の科学および技術。

注意: は、実験を実行するため、ラテックス手袋、保護眼鏡、および実験室のコートを使用します。安全キャビネットを使用すると、いつでもキャビネットのファンをオンにしてキャビネットのドア半分閉じています。
1. ガラス製のビーズの作製
<ol><li>場所 100 研究室 100 mL ボトルに 3 mm 径のビーズをガラスし、し、しっかりとキャップします。</li>
	<li>オートクレーブ 120 ° C 10 分の内容。</li>
	<li>キャビネット、室温まで冷却し、バイオ セーフティにボトルをまま。</li>
</ol>2. ホストゲノム スープ (LB) の準備
<ol><li>400 mL の水で 500 mL 実験室瓶に LB レノックス スープを 8 g 粉溶解します。</li>
	<li>PTFE の磁気撹拌棒、20 分間で内容をかき混ぜるし、しっかりとキャップします。</li>
	<li>オートクレーブ 120 ° C 10 分の内容。</li>
	<li>部屋の温度に冷却して、バイオ セーフティにおけるソリューションのキャビネットを残します。</li>
	<li>(12.5 mL) バイオ セーフティ キャビネットにおける 8 つの 15 mL 遠心チューブに分注ピペットのスープを使用します。</li>
	<li>因数 (100 mL)、バイオ セーフティ キャビネットの 3 つの研究所 100 mL ボトルに残りのスープ。3 つのボトルのキャップをしっかりと。キャビネット、バイオ セーフティにおけるそれらを保ちます。</li>
</ol>3.シェワネラ藻類の文化
<ol><li>冷凍凍結保存株を使用します。</li>
	<li>キャビネットのバイオ セーフティにおけるステンレス鋼へらで、冷凍のチューブから冷凍物の 1 mL を選ぶし、3.5 準備した遠心管に入れます。</li>
	<li>37 ° C のインキュベーターで 24 h の文化を孵化させなさい。</li>
</ol>4. LB レノックス (寒天スープ) ペトリ皿の準備
<ol><li>100 mL の水で 100 mL 実験室瓶に LB レノックス (寒天スープ) の 2 つの錠剤を溶解します。</li>
	<li>20 分の PTFE の磁気撹拌棒で内容をかき混ぜるし、しっかりとキャップします。</li>
	<li>オートクレーブ 120 ° C 10 分の内容。</li>
	<li>キャビネットのバイオ 4 ペトリ皿、それぞれを確実に 100 mL の溶液を手で因数は ~ 25 mL を受け取る。部屋の温度に冷却するソリューションを残します。</li>
</ol>5. モノクローナル抗体菌の準備
<ol><li>キャビネットのバイオでそれぞれ 2.6、#1, #2 と #3 の手順で作製した 3 つのボトルをラベルします。</li>
	<li>ステップ 3.3 ボトル #1 で結果の細菌懸濁液の 0.1 mL をピペットします。ボトル キャップ、同種のソリューションを入手する 1 分の手で回転させます。</li>
	<li>5.2 ステップイン ボトル #2 の結果細菌液の 0.1 mL をピペットします。ボトル キャップ、同種のソリューションを入手する 1 分の手で回転させます。</li>
	<li>#3 のボトルにステップ 5.3 の結果細菌液の 0.1 mL をピペットします。ボトルのキャップし、同種のソリューションを入手する 1 分の手でそれを振る。</li>
	<li>量 0.02 mL を使用して手順 4.4 で準備 4 ペトリ皿に #3 ボトルの液体をピペットします。</li>
	<li>準備手順 1.3 4 ペトリ皿を使用する各皿に 4 のビーズにガラス玉を置きます。</li>
	<li>シャーレの蓋を閉じ、1 分の手でそれらを振る。</li>
	<li>ペトリ皿を裏返し、24 h の 37 ° C のインキュベーターで孵化させなさい。</li>
</ol>6. モノクローナル抗体菌の増殖
<ol><li>7 チューブ ステップ 2.5 の準備を取得します。</li>
	<li>4 ペトリ皿、ステンレス製ヘラと 5.8 の手順で準備から得られたモノクローナル抗体細菌を選ぶし、個別に 7 のチューブに入れてください。</li>
	<li>24 h の 37 ° C の定温器で 7 の管を残します。</li>
	<li>視覚比色法を用いた最大の光散乱との 1 つを選択します。</li>
</ol>7. LB レノックス グルコースと塩スープの準備
<ol><li>LB レノックス スープ 10 g, 塩化ナトリウム 10 g、ブドウ糖 10 g を入れて 500 mL 実験室瓶。ボリュームに達する 450 mL まで水を追加します。</li>
	<li>20 分の PTFE の磁気撹拌棒で内容をかき混ぜます。</li>
	<li>オートクレーブ 120 ° C 10 分の内容。</li>
</ol>8. タングステン酸ナトリウムの準備
<ol><li>ステンレス製ヘラ 16.5 g ナトリウム タングステン酸 Na2WO4.2H2O 研究室 100 mL ボトルに入れて下さい。大きさが 50 mL に達するまで水を追加します。</li>
	<li>20 分の PTFE の磁気撹拌棒で内容をかき混ぜます。</li>
	<li>オートクレーブ 120 ° C 10 分の内容。</li>
	<li>キャビネットのバイオで 1 μ m の細孔を持った真空ガラス繊維フィルターで濾液を得る。</li>
</ol>9. グルコース、塩、タングステン酸ナトリウムと LB の準備
<ol><li>キャビネットのバイオ セーフティにおけるグルコースと 7.3 準備した塩溶液に手で 8.4 のステップで得たろ液を注ぐ。</li>
	<li>バイオ セーフティ キャビネット、ピペット 10 x 50 mL 遠沈管に手順 9.1 で 500 mL の結果ソリューションを。</li>
</ol>10. 細菌の文化
<ol><li>キャビネットのバイオ セーフティにおけるそれとの準備ステップ 6.4 と割り切れるのピペット 0.05 mL を受け取る各管 9.2 の手順で準備 10 テスト チューブに液体をフェッチします。</li>
	<li>120 h の 37 ° C の定温器で 10 のチューブを孵化させなさい。</li>
</ol>11. BME 鉱物の収穫
<ol><li>それぞれ 150 W 1 時間で 20 khz ステップ 9.2 10 管の ultrasonicate します。</li>
	<li>1 h の 2,025 x g でチューブを遠心します。</li>
	<li>ピペットとチューブの明確な液体を除去、水を追加し、手順 11.1 11.2 1 つより多くの時間。</li>
	<li>ピペットとチューブの透明な液体を削除、アルコールを追加して、150 W 1 時間で 20 KHz でそれらを ultrasonicate します。</li>
	<li>1 h の 2,025 x g でチューブを遠心します。</li>
	<li>11.4 と 11.5 の手順をあと 1 回繰り返します</li>
	<li>ピペット; とチューブの透明な液体を削除することによって収穫イー ミネラルその後、すぐに任意の乾燥プロセスを実行することがなくチューブをキャップします。</li>
</ol>12 Pandoraea の spとモリブデン酸振動温度
<ol><li>手順 2、3、4、5、および 6シェワネラ藻類と同様に文化Pandoraea の sp 。この手順の結果は、6.4 のステップのことに対応します。</li>
	<li>手順 7.1 でタングステン酸ナトリウム 16.5 g、モリブデン酸ナトリウム Na2MoO4 · 12 g に置き換えられますことを除いて、手順 7、8、および 9 と同じように流体培養基 LB のグルコースと塩を作る2 H2o.この手順の結果は、9.2 のステップのことに対応します。</li>
	<li>キャビネットのバイオ セーフティにおけるフェッチで液体準備ステップ 12.1, と割り切れる 12.2 のステップそれぞれで準備 10 管にピペットでそれは受信 0.05 mL をチューブします。</li>
	<li>ステップ 12.3 振動温風呂、12 時間を持続させる各温度 25 ° C と 37 ° C の間に 5 回の温度の振動を振動相互 120 h で 10 のチューブを孵化させなさい。</li>
</ol>

<ol><li>Chertok, B., Moffat, B. A., David, A. E., Yu, F., Bergemann, C., Ross, B. D., Yang, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iron+Oxide+Nanoparticles+as+a+Drug+Delivery+Vehicle+for+MRI+Monitored+Magnetic+Targeting+of+Brain+Tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Iron Oxide Nanoparticles as a Drug Delivery Vehicle for MRI Monitored Magnetic Targeting of Brain Tumors.</a> Biomaterials. 29 (4), 487(2008).</li>
<li>Mansur, C., Pope, M., Pascucci, M. R., Shivkumar, S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884296000788">Zirconia-Calcium Phosphate Composites for Bone Replacement.</a> Ceramics Int. 24, 11(1998).</li>
<li>Wang, Y., Arandiyan, H., Jason Scott, J., Bagheri, A., Dai, H., Amal, R. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/-/content/articlelanding/2015/ta/c6ta10896b">Recent advances in ordered meso/macroporousmetal oxides for heterogeneous catalysis: a review.</a> J. Mater. Chem. A. 5, 8825(2017).</li>
<li>Kleshch, V. I., Rackauskas, S., Nasibulin, A. G., Kauppinen, E. I., Obraztsova, E. D., Obraztsov, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ingentaconnect.com/contentone/asp/jno/2012/00000007/00000001/art00007">Field Emission Properties of Metal Oxide Nanowires.</a> J. of Nanoelectron. and Optoelectron. 7, 35(2012).</li>
<li>Ismagilov, R. R., Tuyakova, F. T., Kleshch, V. I., Obraztsova, E. A., Obraztsov, A. N. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pssc.201510022/abstract">CVD nanographite films covered by ALD metal oxides: structural and field emission properties.</a> Phys. Status Solidi C. 12 (7), 1022(2015).</li>
<li>Mor, G. K., Shankar, K., Paulose, M., Varghese, O. K., Grimes, C. A. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl052099j">Use of Highly-Ordered TiO2 Nanotube Arrays in Dye-Sensitized Solar Cells.</a> NANO LETT. 6 (2), 215-218 (2006).</li>
<li>Lee, J. -H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400509003499">Gas sensors using hierarchical and hollow oxide nanostructures: Overview.</a> Sensors and Actuators B. 140, 319(2009).</li>
<li>Poizot, P., Laruelle, S., Grugeon, S., Dupont, L., Tarascon Shankar, J. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-sized+transition-metal+oxides+as+negative-electrode+materials+for+lithium-ion+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Nano-sized transition-metal oxides as negative-electrode materials for lithium-ion batteries.</a> Nature. 407, 496(2000).</li>
<li>Jang, D., Meza, L. R., Greer, F., Greer, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+deformation+of+three-dimensional+hollow+ceramic+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Fabrication and deformation of three-dimensional hollow ceramic nanostructures.</a> Nature Materials. 12, 893(2013).</li>
<li>Lazarus, A., Florijn, H. C. B., Reis, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Geometry-Induced+Rigidity+in+Nonspherical+Pressurized+Elastic+Shells%5BTitle%5D)+AND+%22PRL%22%5BJournal%5D)">Geometry-Induced Rigidity in Nonspherical Pressurized Elastic Shells.</a> PRL. 109, 144301(2012).</li>
<li>Vella, D., Ajdari, A., Vaziri, A., Boudaoud, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Indentation+of+Ellipsoidal+and+Cylindrical+Elastic+Shells%5BTitle%5D)+AND+%22PRL%22%5BJournal%5D)">Indentation of Ellipsoidal and Cylindrical Elastic Shells.</a> PRL. 109, 144302(2012).</li>
<li>Xu, H., Wang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Template+Synthesis+of+Multishelled+Cu2O+Hollow+Spheres+with+a+Single-Crystalline+Shell+Wall%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Template Synthesis of Multishelled Cu2O Hollow Spheres with a Single-Crystalline Shell Wall.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 46, 1489(2007).</li>
<li>Li, B., Shao, X., Hao, Y., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/RA/2015/C5RA14910J">Ultrasonic-spray-assisted synthesis of metal oxide hollow/mesoporous microspheres for catalytic CO oxidations.</a> RSC Adv. 5, 85640(2015).</li>
<li>Yu, J., Wang, G. Hydrothermal Synthesis and Photocatalytic Activity of Mesoporous Titania Hollow Microspheres. Powder Tech. 301, 96(2016).</li>
<li>Xu, G., Zhang, X., Cui, H., Zhang, Z., Ding, J., Wu, J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003259101630328X">Facile synthesis of mesoporous SnO2 microspheres using bioactive yeast cell.</a> Powder Tech. 301, 96(2016).</li>
<li>Nomura, T., Tanii, S., Ishikawa, M., Tokumoto, H., Konishi, Y. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921883113000368">Synthesis of hollow zirconia particles using wet bacterial templates.</a> Adv. Powder Tech. 24, 1013(2013).</li>
<li>Frankel, R. B., Bazylinski, D. A. <a target="_blank" href="https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/40721315/Frankel___Bazylinski_BIM__Rev._Mineral..pdf?AWSAccessKeyId=AKIAIWOWYYGZ2Y53UL3A&Expires=1510268529&Signature=S2Kabbvg3CFuRi%2FQJJWrX2IUVew%3D&response-content-disposition=inline%3B%20filename%3DBiologically_Induced_Mineralization_by_B.pdf">Biologically Induced Mineralization by Bacteria.</a> Rev. in Mineralogy and Geochem. 54 (1), 95(2003).</li>
<li>Bazylinski, D. A., Frankel, R. B. <a target="_blank" href="http://rimg.geoscienceworld.org/content/54/1/217">Biologically Controlled Mineralization in Prokaryotes.</a> Rev. in Mineralogy and Geochem. 54 (1), 217(2003).</li>
<li>Lin, P. -H., Huang, Y. -T., Lin, F. -W. <a target="_blank" href="http://jss.ecsdl.org/content/6/3/N3113.full">Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Hollow Microspheres Biologically Controlled Mineralization in Prokaryotes.</a> ECS J. of Solid State Sci. and Tech. 6 (3), N3113(2017).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

実験結果の自己一貫性、に関する準備とモノクローナル抗体菌の増殖は重要です。実験の結果, 異なるテンプレート合成実験15,16、生理活性物質のグラム陰性菌を採用しました。単一の壁を取得するには、我々 は酵母15のような真核生物の細菌ではなく原核生物の細菌を選んだ。長さ-直径比が大きい長さ径比16ではなく、1:1 の球面形状を成し遂げるためには、私たちは供給細菌酸素酸イ オン濃度が高い球形の形に縮小する操作するマイクロ カプセルを作ってシングル、ラウンド、薄い壁 (< 30 nm)。
BME は、細菌の代謝を制御する酸素酸イ オン濃度を調整することで主に依存しているので、2 つの制限を備えています。まず、濃度をできるだけ高くする必要がありますが、酸素酸イ オン濃度は、溶解度によって制限されます。第二に、最も細菌の代謝は 45 ° C 以上の温度で停止または 5 ° C 以下、それぞれ上限と下限実験。
これらの 2 つの制限にもかかわらず、BME は、実用的な興味の金属酸化物材料を作るための大きな可能性を持っています。この主張を立証するために我々 は鉄マイクロ カプセルとジルコニウムのマイクロ カプセルにするこの方法を試してみるつもりです、人工骨の素材と薬物送達のための後者に良い候補者をされている元。

金属酸化物ナノ粒子は、薬品配信1建設人工骨2、異質触媒作用3、電界放出4、5、太陽電池6ガス センサー7、悪用されるとリチウム電池8。実用的なアプリケーションのナノ ・ ミクロ組織の強度が重要です。微細構造、間中空殻構造は軽量で機械的に堅牢な材料9を作成する使用できます。中空殻構造体の球状の形状は、楕円図形よりもより硬いように知られています。後者は、旧10,11より大きい長さ-直径比。この作品はテンプレート合成法12を含む、他の方法とは対照的、周囲条件下で非毒性による細菌を介して球状マイクロ カプセルの合成のためのプロトコルを説明します超音波スプレー アシスト合成法13水熱合成法14。いくつかの代替方法を必要とするテンプレート12、いくつかとして高温度 500 ° C13として、いくつか高圧14。結果として得られる構造酵母テンプレートを利用したテンプレート合成法がもたらす、コア ・ シェル構造15、単一の壁の代わりに、大腸菌のテンプレートを利用した 1 つの生成と構造長さ-直径比 1.7:0.8、球状ではないと。16。
この作品では細菌の代謝を利用して単一の壁と周囲条件下で球形の金属酸化物のマイクロ カプセルにしました。細菌解糖、ブドウ糖、乳糖のような炭素源を代謝化学プロセスの炭素源はそこに生成された還元力の起源と見なされます。我々 は必要な端を達成するために炭素源の濃度を調整することによって細菌の代謝を操作しました。このメソッドは、環境に優しい、無毒のエージェントを使用して、はるかに少ない電力を消費します。最後に、このメソッドでは、単にスープの量の増加によってマイクロ カプセルの大量生産ができます。
、メソッドの前に鉱物を作る細菌の代謝を利用した別の 2 つの方法があった: 生物鉱化作用 (BIM)17および生物学的制御鉱化作用 (BCM)18を誘導します。BIM も BCM は、細菌のミネラル排泄 (BME)19として指定されている私たちのプロセスのようなタングステン酸マイクロ カプセルをタングステンおよびモリブデン酸ナトリウムを作るため使用ことができます。長さ-直径比率を 10:1 から 1:1 を持っているこの実験では、マイクロ カプセルの形状を制御できます、ナノ粒子のサイズ粒 15 に至るシェルを調整ことができますフォーム 110 nm nm。

<table><tbody><tr><td>LB(レノックス)寒天錠配合ブロス</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L7075</td><td>50mL用1錠 寒天</td></tr>入りブロ<tr><td>ス LB(レノックス)ブロス</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L3022-1KG</td><td>LB(レノックス)粉末 1kg</td></tr><tr><td>デキストロース無水</td><td>日本シヤク試薬</td><td>PL 78695</td><td>グルコース</td></tr><tr><td>タングステン酸ナトリウム</td><td>日本シヤク試薬</td><td>PL 76050</td><td>Na2WO4 &middot;2H2O</td></tr><tr><td>モリブデン酸ナトリウム</td><td>日本注射試薬</td><td>PL103564</td><td>Na2MoO4 & middot; 2H2O</td></tr><tr><td>塩化ナトリウム</td><td>日本注射試薬</td><td>PL 68131</td><td>NaCl</td></tr><tr><td>エタノール 99.5%</td><td>Acros 有機物</td><td>AC615090040</td><td>CH3CH2OH</td></tr><tr><td></td><td>私たちの大学で</td><td></td>作られた水 <td>脱イオン水</td></tr><tr><td>オートクレーブ</td><td>Tomin Medical Equipmenco, Ltd., 台北市, 台湾, ROC</td><td>TM-329</td><td>120 >C for 10 min</td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Digit System Laboratory System, New Taipei City, Taiwan, ROC</td><td>DSC302SD</td><td>Centrifuge at 2025 x</td></tr> <tr><td>g-80 &deg;C冷却装置</td><td>パナソニック</td><td>MDF-U3386S</td><td>低温保存ひずみ超音波</td></tr><tr><td>ホモジナイザー超音波処理装置プロセッサセルディスラプター</td><td>レノックス</td><td>UPS-150</td><td>周波数20キロヘルツ電力150W</td></tr><tr><td>インキュベーター</td><td>顧客40</td>のカスタム<td>メイド</td><td>の熱を40°Cに使用。Cまたは18°Cまで冷却します。C with time cotrol</td></tr><tr><td>Reciprocal Shaking bath Kingtech</td><td>Scientific Co., Ltd</td><td>WBS-L</td><td></td></tr><tr><td>Digital Stirring Hot Plate</td><td>Corning</td><td>#6797-620D</td><td>Use with PTFE magnetic stirring bar</td></tr><tr><td>バイオセーフティキャビネット</td><td>Zong Yen co., Ltd</td><td>ZYBH-420</td><td>すべてのバクテリア関連プロセスはここで行われます</td></tr><tr><td>走査型電子顕微鏡</td><td></td><td>JEOL JSM-6500F</td><td>SEM 画像</td></tr><tr><td>50 mL 遠心分離管</td><td>Falcon</td><td>14-432-22</td><td></td></tr><tr><td>15 mL 遠心分離管</td><td>Falcon</td><td>14-959-53A</td><td></td></tr><tr><td>実験用ボトル 100 mL</td><td>Duran</td><td>21 801 24 5</td><td></td></tr><tr><td>実験用ボトル 500 mL</td><td>Duran</td><td>21 801 44 5</td><td></td></tr><tr><td>ステンレス製ヘラ</td><td>Chemglass</td><td>CG-1981-10</td><td></td></tr><tr><td>PTFE 使い捨て攪拌棒</td><td>フィッシャー</td><td>S68066</td><td></td></tr><tr><td>プラスチックペトリ皿</td><td>フィッシャー</td><td>S33580A</td><td></td></tr><tr><td>シェワネラ藻</td>類 著者<td>#3の礼儀</td> 著者<td>#3</td><td></td>の礼儀</tr><tr><td>Pandoraea sp.</td><td>著者の礼儀 #3</td><td>著者の礼儀 #3</td><td></td></tr></tbody></table>

タングステン酸ナトリウムと細菌のミネラル排泄によってナトリウム モリブデン酸マイクロ カプセルの合成

Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion

手法、2 種類のマイクロ カプセル、タングステン酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム、2 つの金属酸化物の対応するナノ粒子を合成する細菌のミネラル排泄 (BME)-22 限り小さくされる旧 nm および後者 15 nm。我々 はタングステン酸、モリブデン酸のイオンの濃度細菌、シェワネラ藻類とPandoraea の sp、2 系統を供給しました。タングステン酸、モリブデン酸の濃度調整されたマイクロ カプセル長さ-直径比が異なる。分かったは高濃度より小さいナノ粒子だった。ナノ粒子で来ました 3 長さ-直径比: 10:1、3:1、1:1、高濃度、中濃度、低濃度と細菌をそれぞれ給餌によって達成されました。電子スキャン (SEM) 微小球を介して中空マイクロ カプセルの画像が撮影されました。結晶構造の x 線回折 (XRD) によって検証されました-ナ2MoO4であり、タングステン酸マイクロ カプセルの Na2WO4 Na2W2O7モリブデン酸マイクロ カプセルの結晶構造。すべてのこれらの合成に近い周囲条件下で達成されました。

本物の球形カプセルを図 1に示します。細菌、シェワネラ藻類とPandoraea spの両方の 2 つの系統。、もともと長さ-直径比 3:1 があります。長さ-直径比が 1:1、高濃度を達成するため (&gt; 100 mM) 金属酸素酸イ オンが必要。低濃度 (&lt; 5 mM) 酸素酸イ オンにつながる長さと直径の比として、10:1 の図 2で、酸素酸イ オン、細菌のバイナリ核分裂をブロックの流入から結果可能性があります。最後に、図 3にそのような長さ-直径比が 3:1 を達成するため酸素酸イ オン中濃度 (~ 20 mM) が必要です。長さ-直径比が 1:1 の部分球形殻の形成は、細胞膜を通して酸素酸イ オンを拡散しながら酸素酸イ オンの摂取量のバランスを取る彼らの表面積を縮小させる細菌のドライブによってもたらされる可能性があります。3 つの数字は一緒に長さ-直径比は、酸素酸イ オン濃度を調整することによって単に 10:1 から 1:1 に調整されるかもしれません。
図 4および図 5ナノ粒子モリブデン酸ナトリウム粒で表示サイズが異なる: 小さい 1 つが 15 nm、およびより大きい 1 つ 110 nm。図 5非粉砕シェル、110 nm が粒子にはまだ注意チェーン互いに多孔質殻を形成します。大きな 1 つは、12 時間を持続させる各温度 25 ° C と 37 ° C の間に 5 回培養液の温度の振動を得られました。温度振動の中に異なるサイズの粒だけ作り出すことができるないがまた 15 からの各種粒径のマイクロ カプセルを作ることができます意味マイクロ球状の構造を維持する 110 nm nm、スープの温度を制御するだけで.
図 6は、壁の開口部の横に大きい粒で壊れた壁を示しています。壁の厚さは約 22 nm と大きな粒は、約 40-60 nm。まだ識別されていない別の代謝過程からサイズの違いがあります。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig1.jpg"> 図 1: 長さ-直径比が 1:1 の中空球殻の SEM 画像。この構造体は、タングステン酸ナトリウムと炭素源としてブドウ糖シェワネラ藻類による排泄のなされました。固体状態理工学雑誌 6 (3), N3113 (2017) ECS j. から許可を得て転載。著作権 2017 年電気化学会。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig2.jpg"> 図 2: 長さ-直径比が 10:1 の中空の長いフィラメント シェルの顕微鏡イメージ。この構造体は、モリブデン酸ナトリウムと炭素源としてブドウ糖Pandoraea spによって排泄しました。固体状態理工学雑誌 6 (3), N3113 (2017) ECS j. から許可を得て転載。著作権 2017 年電気化学会。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig3.jpg"> 図 3: 3:1 の長さ-直径比壊れた中空ロッド形シェルの SEM 像。この構造体は、タングステン酸ナトリウムと炭素源としてブドウ糖シェワネラ藻類による排泄のなされました。固体状態理工学雑誌 6 (3), N3113 (2017) ECS j. から許可を得て転載。著作権 2017 年電気化学会。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig4.jpg"> 図 4: 15 粒粒度の粉砕されたナトリウム モリブデン酸シェルの SEM 像 nm 。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig5.jpg"> 図 5: 110 の穀物の粒を粉砕し、粉々 になった非ナトリウム モリブデン酸殻の SEM 像 nm 。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig6.jpg"> 図 6: 長さ-直径比が 1:1 で壊れた中空シェルの顕微鏡イメージ。この構造体は、タングステン酸ナトリウムと炭素源としてブドウ糖シェワネラ藻類による排泄のなされました。顆粒のサイズ 40-60 nm の外側で掛からなければシェル隣に大きな穴サイズ約 22 粒のシェル自体は行われますが nm。固体状態理工学雑誌 6 (3), N3113 (2017) ECS j. から許可を得て転載。著作権 2017 年電気化学会。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig6large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。

この作業は、細菌とその対応するナノ粒子を介してナトリウム タングステン酸およびナトリウム モリブデン酸マイクロ カプセル製造のためのプロトコルを示します。

We present a method, the bacterial mineral excretion (BME), for synthesizing two kinds of microcapsules, sodium tungstate and sodium molybdate, and the ...

この実験の全体的な目標は、グラム陰性菌を使用して酸化物材料の中空球状構造を作成するための新しい手順を実証することです。この方法は、マイクロカプセルナノグラニアル金属酸化物材料が細菌の助けを借りてどのように形成されるかを示すことにより、バイオナノ材料分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、環境に優しく、大量生産される可能性があることです。8グラムのLBレノックスブロスパウダーを計量し、400ミリリットルの水を入れた500ミリリットルの実験用ボトルに入れます。次に、磁気テフロン攪拌バーを追加し、内容物を20分間攪拌します。スープにしっかりと蓋をし、中身を摂氏120度で10分間オートクレーブします。溶液を室温まで冷ましてから、ピペットを使用して12.5ミリリットルのブロスを8本の15ミリリットルの遠心分離チューブに分注します。残りのブロスを3つの100ミリリットルの実験用ボトルに分注し、3つのボトルをしっかりとキャップして、バイオセーフティキャビネットに保管します。次に、冷凍保存されたShewanella藻類のストックを貯蔵庫から取り出します。次に、バイオセーフティキャビネットで、ステンレス製のヘラを使用して、凍結した材料を1ミリリットルの凍結物を貯蔵チューブから取り出し、LBレノックスブロスを含む12.5ミリリットルのアリコートの1つに入れます。サンプルを摂氏37度のインキュベーターに入れ、培養物を24時間インキュベートします。次に、寒天プレートを準備します。LB Lennox Brothの2錠を寒天と一緒に100ミリリットルの水が入った100ミリリットルのボトルに溶かします。攪拌棒を使用して内容物を20分間攪拌し、しっかりと蓋をします。オートクレーブ処理後、4つのシャーレにそれぞれ20ミリリットルを分注します。フード内で溶液を室温まで冷まします。そして、プレートを覆います。100ミリリットルのLBレノックスブロスで調製した3本のボトルに、1番、2番、3番のラベルを付けます。得られた細菌培養物の0.1ミリリットルをボトル1にピペットで入れます。ボトルにキャップをして手で1分間振ると、均質な溶液が得られます。次に、ボトル番号1からボトル番号2に0.1ミリリットルをピペットで移します。再度、ボトルにキャップをして、手で1分間振ります。ボトル番号2からボトル番号3に0.1ミリリットルをピペッティングして、最後の希釈を行います。ボトルにキャップをして、手で1分間振ってください。次に、20マイクロリットルの溶液を4つのシャーレのそれぞれにピペットで移します。次に、オートクレーブ処理した直径3mmのガラスビーズを4個、各シャーレに入れます。ペトリ皿の蓋を閉め、手で1分間振ってください。終了したら、ペトリ皿を逆さまにし、プレートを摂氏37度のインキュベーターで24時間インキュベートします。ステンレス製のヘラで、4つのペトリ皿から得られたモノクローナル細菌を取り出し、12.5ミリリットルのLBレノックスブロスが入った残りの7本のチューブに入れます。チューブを摂氏37度のインキュベーターに24時間放置し、次に視覚的比色法を使用して光散乱が最も大きいチューブを選択します。10グラムのLBレノックスブロス、10グラムの塩化ナトリウム、10グラムのブドウ糖を500ミリリットルの実験用ボトルに入れます。次に、容量が450ミリリットルに達するまで水を追加します。テフロン攪拌棒を加え、20分間攪拌します。混合したら、この溶液を摂氏120度で10分間クトクレーブします。次に、タングステン酸ナトリウム二水和物の16.5グラムを測定し、100ミリリットルのボトルに入れます。容量が50ミリリットルに達するまで水を追加します。テフロン攪拌棒を加え、溶液を20分間攪拌します。タングステン酸ナトリウム溶媒濃度は、マイクロカプセルの球形を確保するために高くなることを意図していますが、細菌を殺すために高すぎません。オートクレーブ処理後、1ミクロンの細孔を持つグラスファイバーフィルターで溶液をろ過し、濾液を採取します。グルコースと塩を含むLBレノックスブロスを入れた450ミリリットルのボトルに濾液を手で注ぎます。次に、得られた溶液を10、50ミリリットルの遠心分離チューブに分注します。モノクローナル細菌を含む培養物を回収し、タングステン酸ナトリウム培地を含む10、50ミリリットルの遠心分離管のそれぞれに50マイクロリットルを加えます。10本のチューブを摂氏37度のインキュベーターで120時間インキュベートします。インキュベーション後、各チューブを超音波装置に入れ、細胞を20キロヘルツ、150ワットで1時間超音波処理します。チューブを遠心分離します。次に、透明な液体をピペットで取り出します。次に、水を加えます。次に、チューブをもう一度超音波処理して遠心分離します。2回目のセンタリング後、ピペットでチューブ内の透明な液体を取り除きます。次に、35ミリリットルの99.8%エタノールを加え、サンプルを再度超音波処理します。ミネラルを遠心分離機で洗い流し、アルコールを加えてサンプルをもう一度超音波処理します。その後、チューブ内の透明な液体をピペットで取り除き、サンプルを乾燥させずにすぐにチューブにキャップをします。このSEM画像は、グルコースを炭素源として使用してShewanella藻類によって排泄されたタングステン酸ナトリウムに作られた壊れた中空の殻を示しています。直径約40〜60ナノメートルの顆粒が殻の外側にぶら下がっています。シェル自体は、直径約22ナノメートルの顆粒でできています。ズームアウトすると、これらの中空シェルの長さと直径の比率が表示されます。これらの球状シェルは、長さと直径の比率が1対1であり、培養培地中の100ミリモルを超える高濃度の金属オキシアニオンを使用して得られた。培養培地中のオキシアニオンの濃度を約20ミリモルに減少させることにより、細菌は長さと直径の比率が3対1のタングステン酸ナトリウム殻を生成します。開発後、この技術は、バイオナノテクノロジーの分野の研究者が、グラム陰性菌の助けを借りて金属酸化物材料のマイクロカプセルのような微細構造を作る可能性を探求するのに役立ちます。

synthesizing-sodium-tungstate-sodium-molybdate-microcapsules-via

Research

JoVE Journal

Chemistry

化学

出典: Lin、P.、 et al.細菌の鉱物排泄によるタングステン酸ナトリウムとモリブデン酸ナトリウムのマイクロカプセルの合成J. Vis. Exp.

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タングステン酸ナトリウムと細菌のミネラル排泄によってナトリウムモリブデン酸マイクロカプセルの合成

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