Name: 나트륨 Tungstate 및 세균성 미네랄 배설을 통해 나트륨 몰 리브 덴 Microcapsules 합성 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-30T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 53 s
Description: 배우세요 그람음성균을 이용하여 나트륨 텅스테이트 및 몰리브데이트 마이크로캡슐을 합성하는 친환경 바이오나노기술 방법을. 이 기술은 산화물 중공 구조의 대량 생산 가능성을 보여줍니다.

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숫자 가장 105-2221-E-011-008, 부여에서이 작품은 사역의 과학 및 기술, 대만, 중국의 지원 그리고 또한 고급 Connectek 주식 회사, 계약에서 타이 페이, 대만, ROC RD 참고 번호 6749 및 통해 부 참고 번호 011 고 졸업 전자 광학 기술 연구소, 국립 대만 대학의 과학 및 기술.

주의: 라텍스 장갑, 보호 안경, 그리고 실험실 외 투를 사용 하 여 실험을 수행 하기 위한. 때마다 biosafety 내각을 사용 하 여 캐비닛 팬 켜고 캐비닛 문 반 폐쇄 유지.
1입니다. 유리 구슬의 준비
<ol><li>3 m m 직경의 100 유리 구슬 100 mL 실험실 병에 배치 하 고 단단히 뚜껑.</li>
	<li>압력솥 10 분 동안 120 ° C에서 내용.</li>
	<li>실내 온도에 아래로 냉각 하는 biosafety에 병 장 둡니다.</li>
</ol>2. Lysogeny 국물 (파운드)의 준비
<ol><li>디졸브 물 400 mL 500 mL 실험실 병에 파운드-레 녹 스 국물의 파우더 8 g.</li>
	<li>20 분, PTFE 자석 교 반 막대 내용을 저 어 하 고 단단히 모자.</li>
	<li>압력솥 10 분 동안 120 ° C에서 내용.</li>
	<li>실내 온도에 아래로 냉각 하는 biosafety에 솔루션 캐비닛 둡니다.</li>
	<li>8 15 mL 원심 분리기 튜브 biosafety 캐비닛에 (각 12.5 mL) 피 펫, aliquot 국물을 사용합니다.</li>
	<li>약 수 biosafety 내각에서 세 100 mL 실험실 병에 남은 국물 (각 100 mL). 모자 3 병 단단히. 계속 그들에 biosafety 내각.</li>
</ol>3입니다. Shewanella 조류 의 문화
<ol><li>Deep-frozen cryopreserved 긴장을 사용 합니다.</li>
	<li>캐비닛 biosafety에 스테인리스 주걱으로 냉동된 관에서 언된 물자의 1 mL에 밖으로 선택 하 고 준비 단계 3.5에서에서 원심 분리기 튜브에 배치.</li>
	<li>37 ° C 배양 기에서 24 h에 대 한 문화를 품 어.</li>
</ol>4. 파운드-레 녹 스 (Agar와 국물) 접시의 준비
<ol><li>물 100 mL를 100 mL 실험실 병에 파운드-레 녹 스 (agar와 국물)의 2 개의 정제를 분해.</li>
	<li>PTFE 자석 교 반 바 20 분에 대 한 내용을 저 어 하 고 단단히 모자.</li>
	<li>압력솥 10 분 동안 120 ° C에서 내용.</li>
	<li>캐비닛 biosafety에 4 접시, 각각 보장으로 솔루션의 100 mL 손으로 약 수 ~ 25 mL를 받을. 실내 온도에 냉각 솔루션을 둡니다.</li>
</ol>5입니다. 단일 클로 널 박테리아의 준비
<ol><li>Biosafety 내각에서 각각 2.6, #1, #2 및 #3 단계에서 준비 3 병 라벨.</li>
	<li>3.3 병 #1 단계에서 결과 세균 현 탁 액의 0.1 mL 플라스틱 병 모자를 손으로 동종 솔루션 1 분.</li>
	<li>5.2 병 #2 단계에서 결과 세균성 액체의 0.1 mL 플라스틱 병 모자를 손으로 동종 솔루션 1 분.</li>
	<li>5.3 병 #3 단계에서 결과 세균성 액체의 0.1 mL 플라스틱 병 뚜껑 하 고 동종 솔루션을 1 분 동안 그것을 손으로 흔들어.</li>
	<li>준비 단계 4.4, 0.02 mL의 볼륨을 사용 하 여에서 4 페 트리 디쉬에 병 # 3에서에서 액체 플라스틱</li>
	<li>4 페 트리 접시 사용, 각 접시에 4 구슬에 1.3 단계에서 준비 된 유리 구슬을 넣어.</li>
	<li>페 트리 접시의 뚜껑을 닫고 1 분 동안 그들을 손으로 흔들어.</li>
	<li>페 트리 접시를 거꾸로 돌아서 24 h에 대 한 37 ° C 배양 기에서 품 어.</li>
</ol>6입니다. 단일 클로 널 박테리아의 곱셈
<ol><li>7 튜브를 2.5 단계에서 준비를 가져옵니다.</li>
	<li>4 페 트리 요리 단계 5.8 스테인리스 주걱에서에서 준비에서 결과 단일 클로 널 박테리아를 선택 하 고 별도로 7 튜브에 넣어.</li>
	<li>24 h에 대 한 37 ° C 배양 기에서 7 튜브를 둡니다.</li>
	<li>시각적 색도계 메서드를 사용 하는 가장 큰 산란 한 골라 내십시오.</li>
</ol>7. 파운드-레 녹 스 포도 소금으로 국물의 준비
<ol><li>500 mL 실험실 병에 넣어 국물 LB-레 녹 스의 10 g, 10 g의 NaCl, 그리고 포도의 10 g. 볼륨 450 mL에 도달할 때까지 물을 추가 합니다.</li>
	<li>PTFE 자석 교 반 바 20 분에 대 한 내용을 저 어.</li>
	<li>압력솥 10 분 동안 120 ° C에서 내용.</li>
</ol>8입니다. 나트륨 Tungstate의 준비
<ol><li>스테인리스 주걱으로 나트륨 Tungstate 나2화4.2H2O 100 mL 실험실 병으로 16.5 g을 넣어. 볼륨 50 mL에 도달할 때까지 물을 추가 합니다.</li>
	<li>PTFE 자석 교 반 바 20 분에 대 한 내용을 저 어.</li>
	<li>압력솥 10 분 동안 120 ° C에서 내용.</li>
	<li>Biosafety 내각에서 1 µ m의 숨 구멍 진공 유리 섬유 필터를 통해 여과 액을 얻을.</li>
</ol>9. 포도 당, 소금, 및 나트륨 Tungstate 파운드의 준비
<ol><li>캐비닛 biosafety에 포도와 소금 준비 단계 7.3에서에서 솔루션으로 손으로 단계 8.4에서에서 얻은 여과 액을 붓는 다.</li>
	<li>에 biosafety 내각, 피 펫 단계 9.1 10 x 50 mL 원심 분리기 튜브에서에서 500ml 결과 솔루션으로 aliquot.</li>
</ol>10입니다. 박테리아의 문화
<ol><li>Biosafety 내각에서 준비 단계 6.4 및 aliquot에서 그것을 피 펫 10 테스트 튜브 각 튜브 0.05 mL를 받는 단계 9.2에서 준비 하는 액체를 가져옵니다.</li>
	<li>10 튜브 120 h 37 ° C 배양 기에서 품 어.</li>
</ol>11입니다. 공학은 미네랄의 수확
<ol><li>150 W 1 h 단계 9.2 20 KHz에서에서 10 튜브의 각 ultrasonicate.</li>
	<li>2,025 x g 1 h에서 튜브 원심</li>
	<li>튜브는 피 펫에 투명 한 액체를 제거, 물, 추가 하 고 단계 11.1과 11.2 한 번 더 반복.</li>
	<li>튜브는 피 펫에 투명 한 액체를 제거, 알코올, 추가 하 고 150 W 1 h 20 KHz에서 그들을 ultrasonicate.</li>
	<li>2,025 x g 1 h에서 튜브 원심</li>
	<li>11.4-11.5 단계를 반복 하 여 한 번 더</li>
	<li>피 펫; 튜브에 투명 한 액체를 제거 하 여 수확 공학은 미네랄 그 후, 즉시 모든 건조 과정을 실행 하지 않고 튜브 모자.</li>
</ol>12. Pandoraea sp. 와 몰 리브 덴 진동 온도
<ol><li>단계 2, 3, 4, 5, 및 6 Shewanella 조류에서와 같은 방법에 문화 Pandoraea sp. 이 단계의 결과 단계 6.4에 해당합니다.</li>
	<li>나트륨 tungstate 단계 7.1에서에서의 16.5 g의 나트륨 몰 리브 덴, 나2무4 · 12 g으로 대체 한다는 점을 제외 하면 7, 8, 9, 단계에서와 같은 방법에 포도와 소금 파운드 국물 만들기 2 H2o. 이 단계의 결과 단계 9.2에 해당합니다.</li>
	<li>캐비닛 biosafety 인출 액체 준비 단계 12.1, 그리고 aliquot 그것 12.2, 각 단계에서 준비 10 튜브에 피 펫을 받는 0.05 mL 튜브.</li>
	<li>단계 12.3 진동 온도에서 목욕, 12 h에 대 한 지속적인 각 온도와 5 번 25 ° C와 37 ° C 사이 온도 진동 떨고 상호에서 120 h에서에서 10 튜브를 품 어.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

준비 및 단일 클로 널 박테리아의 증식에 관한 실험 결과의 자기 일관성, 중요 하다. 이 실험, 다른 서식 파일 합성 실험15,16고용 생리 그램 음성 박테리아. 단일 벽을 얻으려면, 우리는 간결한 박테리아 효 모15같은 진 핵 박테리아 대신 선택 했다. 큰 길이-직경 비율16대신 1: 1의 길이-직경 비율 구형 모양을 달성 하기 위해, 우리는 먹이 박테리아 oxyanions의 훨씬 더 높은 농도로 구형 모양으로 축소 조작 microcapsules를 만들기 단일 라운드, 그리고 얇은 벽 (< 30 nm).
이후는 공학은 주로 조정 박테리아의 대사를 제어 하는 oxyanions의 농도에 의존, 그것은 두 제한 기능. 첫째, oxyanions의 농도 농도 가능 한 한 높은 해야 하지만 가용성에 의해 제한 됩니다. 두 번째, 가장 세균성 물질 대사는 45 ° C 이상 온도에서 중지 됩니다 또는 5 ° C이 하, 우리의 실험의 각각 위 및.
이러한 두 제한에도 불구 하 고는 공학은 금속 산화물 재료의 실질적인 관심을 만들기 위한 큰 잠재력이 있다. 지르코늄 microcapsules와 철 microcapsules이이 방법을 시도 하겠습니다이 주장을 입증할-전 인공 뼈에 대 한 자료와 약물 전달에 대 한 후자는 좋은 후보를 되 고.

마약 배달1, 건설 인공 뼈2, 이질적인 촉매3, 필드 방출4,5, 태양 전지6, 가스 센서7, 악용 하는 금속 산화물 나노 입자 및 리튬 배터리8. 실용적인 응용 프로그램에 대 한 나노와 그들의 미세의 기계적인 힘이 중요 합니다. 마이크로 구조, 중 껍데기 구조는 경량, 기계적으로 강력한 자료9를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 껍데기 구조 중 구형 타원 모양; 보다 더 까다로운 것으로 알려져 있다 후자는 전10,11보다 큰 길이-직경 비율이 있다. 이 작업 서식 파일 합성 방법12를 포함 하 여 다른 방법와 대조는 주위 조건 하에서 비 독성 방법으로 박테리아를 통해 구형 microcapsules 합성을 위한 프로토콜을 설명 합니다. 스프레이 이용한 초음파 합성 방법13 그리고 열 수 방법14. 다른 방법의 일부 필요한 템플릿12, 일부 높은 온도 500 ° C13, 그리고 일부는 높은 압력14. 결과 구조에 관해서는 효 모 템플릿을 활용 하 여 서식 파일 합성 메서드는 코어-쉘 구조15, 단일 벽 하나 대신에 대 한 가져오고 대장균 서식 파일을 활용 한 생산 구조와 1.7:0.8의 길이-직경 비율 구형입니다. 16.
이 작품에서는, 우리는 세균성 물질 대사를 이용 하 여 금속 산화물 microcapsules를 단일 벽 및 둥근 모양 주위 조건 하에서 만들었습니다. 세균성 분해, 대사 탄소 소스, 유 당, 포도 당 등 화학 공정에서에서 탄소 소스는 거기 발생 감소 전력의 간주 됩니다. 우리는 원하는 끝을 달성 하기 위해 탄소 소스의 농도 조정 하 여 세균의 신진 대사를 조작. 이 메서드는 환경-친화적인, 비 독성 대리인을 사용 하 고 훨씬 적은 전기 전력. 마지막으로,이 메서드는 단순히 국물의 볼륨을 증가 하 여 microcapsules의 대량 생산을 수 있습니다.
메서드를 전에 미네랄을 세균 대사를 활용 하 여 다른 두 가지 방법을 왔다: 생물학으로 유도 강화 (BIM)17 과 생물학 통제 강화 (BCM)18. BIM도 BCM 만드는 나트륨 tungstate 및 몰 리브 덴 tungstate microcapsules 세균 미네랄 배설 (공학은)19로 지정 된 우리의 프로세스 같은 사용할 수 있습니다. 이 실험에서 microcapsules의 모양 1:1, 10: 1에서 길이-직경 비율을 제어할 수 있습니다 및 나노 입자의 크기 곡물 껍질에서 15까지 조정 될 수 있다 양식 110 nm nm.

<table><tbody><tr><td>LB (Lennox) 한천 정제가있는 국물</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L7075</td><td>1 정 한천</td></tr><tr><td>LB (Lennox) 국</td>물 50mL 국물 <td>Sigma-Aldrich</td><td>L3022-1KG</td><td>LB (Lennox) 분말 1kg</td></tr><tr><td>포도당 무수</td><td>Nihon Shiyaku 시약</td><td>PL 78695</td><td>포도</td></tr>당 <tr><td>텅스텐 나트륨</td><td>Nihon Shiyaku 시약</td><td>PL 76050</td><td>Na2WO4 &middot; 2H2O</td></tr><tr><td>몰리브덴산나트륨</td><td>Nihon Shiyaku 시약</td><td>PL103564</td><td>Na2MoO4 &middot; 2H2O</td></tr><tr><td>염화나트륨</td><td>Nihon Shiyaku 시약</td><td>PL 68131</td><td>NaCl</td></tr><tr><td>에탄올 99.5%</td><td>Acros 유기물</td><td></td><td>AC615090040 CH3CH2OH</td></tr><tr><td>물</td><td>우리 대학에서</td><td></td> 만든 <td>탈 이온수</td></tr><tr><td>오토 클레이브</td><td>Tomin Medical Equipmenco, Ltd., 타이페이시, 대만, ROC</td><td>TM-329</td><td>열 120 &deg; C 10분</td></tr><tr><td>동안 원심분리기</td><td>디지트 시스템 실험실 시스템, 대만 신베이시, ROC</td><td>DSC302SD</td><td>원심분리기 2025 x</td></tr> <tr><td>g-80 &deg; C 냉장고</td><td>Panasonic</td><td>MDF-U3386S</td><td>균주를 동결하는 데 사용</td></tr><tr><td>초음파 균질화기 초음파 처리기 프로세서 셀 디스럽터</td><td>Lenox</td><td>UPS-150</td><td>주파수 20 KHz 전력 150 W</td></tr><tr><td>인큐베이터</td><td>고객 제작</td><td>맞춤 제작</td><td>열 40°°C; C 또는 18도까지 시원함 &deg; C with time cotrol</td></tr><tr><td>Reciprocal shaking bath</td><td>Kingtech Scientific Co., Ltd</td><td>WBS-L</td><td></td></tr><tr><td>디지털 교반 핫 플레이트</td><td>Corning</td><td>#6797-620D</td><td>PTFE 자기 교반 막대와 함께 사용</td></tr><tr><td>Biosafety</td><td>cabinet Zong Yen co., LTD</td><td>ZYBH-420</td><td>모든 박테리아 관련 공정이 여기에서 수행됩니다</td></tr><tr><td>주사 전자 현미경</td><td>JEOL</td><td>JSM-6500F</td><td>SEM 이미지</td></tr><tr><td>50mL 원심 분리기 튜브</td><td>Falcon</td><td>14-432-22</td><td></td></tr><tr><td>15mL 원심 분리기 튜브</td><td>Falcon</td><td>14-959-53A</td><td></td></tr><tr><td>실험실 병 100mL</td><td>Duran</td><td>21 801 24 5</td><td></td></tr><tr><td>실험실 병 500mL</td><td>Duran</td><td>21 801 44 5</td><td></td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 주걱</td><td>Chemglass</td><td>CG-1981-10</td><td></td></tr><tr><td>PTFE 일회용 교반 막대</td><td>Fisher</td><td>S68066</td><td></td></tr><tr><td>플라스틱 페트리 접시</td><td>피셔</td><td>S33580A</td><td></td></tr><tr><td>Shewanella 조류</td><td>저자 #3</td> 제공 <td>저자 #3</td><td></td></tr><tr><td>Pandoraea sp.</td><td>저자 #3</td>의 <td>의례 저자 #3</td><td></td>의 의</tr></tbody></table>례

나트륨 tungstate 및 세균성 미네랄 배설을 통해 나트륨 몰 리브 덴 microcapsules 합성

Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion

우리는 방법을 제시 2 종류 microcapsules, 나트륨 tungstate 및 나트륨 몰 리브 덴, 2 개의 금속 산화물의 해당 나노 입자의 합성에 대 한 세균 미네랄 배설 (공학은)-전 22 작은 되 고 및 후자 15 nm. 우리 먹이 tungstate 또는 몰 리브 덴 이온의 다양 한 농도와 박테리아, Shewanella 조류 와 Pandoraea sp.의 2 개의 긴장. Tungstate 및 몰 리브 덴의 농도 다른 길이-직경 비율의 microcapsules 수 있도록 조정 되었다. 우리가 발견 하는 더 높은 농도 작은 나노 입자 했다. 나노 입자 온 3 길이-직경 비율: 10:1, 3: 1과 1:1, 각각 저 농도, 중간 농도 및 고 농도와 박테리아를 먹이로 달성 했다. 빈 microcapsules의 이미지 스캐닝 전자 스피어 (SEM)을 통해 찍은 사진. 그들의 크리스탈 구조는 x 선 회절 (XRD)에 의해 확인 되었다-몰 리브 덴 microcapsules의 결정 구조 나2무4 이며 tungstate microcapsules의 나2승2O7와 나2화4 . 모든 이러한 종합 근처 주위 조건 하에서 달성 되었다.

그림 1 에서는 진짜 구형 microcapsules. 모두 두 개의 변종 박테리아, Shewanella 조류 와 Pandoraea sp의., 원래 3: 1의 길이-직경 비율을가지고. 1:1, 높은 농도의 길이-직경 비율을 달성 하기 위한 (&gt; 100 m m) 금속 oxyanions의 필요입니다. 낮은 농도 (&lt; 5 m m) oxyanions의 발생할 수 있습니다 길이에 직경 비율 10: 1로의 그림 2에 있는 박테리아의 이진 분열을 차단 oxyanions의 유입에서 발생할 수 있습니다. 마지막으로, 그런 그림 3, 3: 1의 길이-직경 비율을 달성 하기 위한 oxyanions의 중간 농도 (~ 20 m m)이 필요 하다. 1: 1의 길이-직경 비율 구형 포탄의 형성 oxyanions 세포 막을 통해 확산 하는 동안 oxyanions의 섭취 량을 균형 그들의 노출 영역을 축소 스스로 세균 드라이브에 의해 초래 될 수 있습니다. 3 개의 숫자를 함께 길이-직경 비율 단순히 oxyanions의 농도 조정 하 여 10:1 ~ 1: 1을 튜닝할 수 있습니다 나타냅니다.
그림 4 및 그림 5 는 나노 나트륨 몰 리브 덴의 곡물에에서 표시 다른 크기: 작은 하나 되는 15 nm, 그리고 더 큰 한 110 nm. 그림 5, 부서진 비 쉘, 110 nm의 입자에는 아직도 다공성 포탄을 형성, 서로 연결할 수 있습니다. 하나의 큰 진동 12 h에 대 한 지속적인 각 온도 25 ℃와 37 ℃, 5 번 사이 자란 국물의 온도 통해 얻고 있었다. 온도 진동 하는 동안 다양 한 크기의 곡물만 생성 될 수 있다 하지만 우리가 다른 곡물 크기, 15에서 microcapsules를 만들 수 있습니다 즉 마이크로 구형 구조 유지 110 nm nm, 그냥 국물 온도 제어 하 여 .
그림 6 은 벽의 개통 옆 머물고 더 큰 곡물을 가진 깨진된 벽을 보여준다. 벽 두께 약 22 nm 및 더 큰 곡물은 40-60 nm. 크기 차이 아직 식별 되지 않은 다른 대사 과정에서 발생할 수 있습니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig1.jpg"> 그림 1: 1: 1의 길이-직경 비율 빈 구형 포탄의 이미지는 SEM. 나트륨 tungstate 탄소 소스로 포도와 Shewanella 조류 에 의해 배설이 구조가 되었다. 단단한 국가 과학 및 기술, 6(3), N3113 (2017) ECS 제이에서 허가로 증 쇄. 저작권 2017, 전기 화학 사회 <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig2.jpg"> 그림 2: 10: 1의 길이-직경 비율 빈 긴 필 라 멘 트 포탄의 이미지는 SEM. 이 구조는 나트륨 몰 리브 덴 탄소 소스로 포도와 Pandoraea 특검팀 에 의해 배설의 되었다. 단단한 국가 과학 및 기술, 6(3), N3113 (2017) ECS 제이에서 허가로 증 쇄. 저작권 2017, 전기 화학 사회 <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig3.jpg"> 그림 3: 3: 1의 길이-직경 비율 깨진된 빈 막대 모양의 포탄의 이미지는 SEM. 나트륨 tungstate 탄소 소스로 포도와 Shewanella 조류 에 의해 배설이 구조가 되었다. 단단한 국가 과학 및 기술, 6(3), N3113 (2017) ECS 제이에서 허가로 증 쇄. 저작권 2017, 전기 화학 사회 <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig4.jpg"> 그림 4: 15의 곡물 입자 크기 부서진된 나트륨 몰 리브 덴 포탄의 이미지는 SEM nm. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig5.jpg"> 그림 5: 110의 곡물 입자 크기 부서진과 부서진 비 나트륨 몰 리브 덴 포탄의 이미지는 SEM nm. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig6.jpg"> 그림 6: 1: 1의 길이-직경 비율 깨진된 빈 포탄의 이미지는 SEM. 나트륨 tungstate 탄소 소스로 포도와 Shewanella 조류 에 의해 배설이 구조가 되었다. 에 대 한 크기와과 립 40-60 nm 꽉 껍질 밖 바로 옆 큰 구멍과 립 크기 약 22의 자체 셸 반면 nm. 단단한 국가 과학 및 기술, 6(3), N3113 (2017) ECS 제이에서 허가로 증 쇄. 저작권 2017, 전기 화학 사회 <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

이 작품 박테리아와 그들의 해당 나노 입자를 통해 나트륨 tungstate, 나트륨 몰 리브 덴 microcapsules 제조에 대 한 프로토콜을 제공합니다.

나트륨 Tungstate 및 세균성 미네랄 배설을 통해 나트륨 몰 리브 덴 Microcapsules 합성

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

이 실험의 전반적인 목표는 그람 음성 박테리아를 사용하여 산화물 물질의 중공 구형 구조를 만드는 새로운 절차를 보여주는 것입니다. 이 방법은 박테리아의 도움으로 마이크로캡슐 나노두개 금속 산화물 물질이 어떻게 형성될 수 있는지 보여줌으로써 생체 나노 물질 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 환경 친화적이며 대량 생산될 가능성이 있다는 것입니다.LB 레녹스 육수 파우더 8g의 무게를 잰 후 400ml의 물과 함께 500ml의 실험실 병에 넣습니다. 다음으로 자성 테프론 교반 막대를 넣고 내용물을 20분 동안 저어줍니다. 육수의 뚜껑을 단단히 닫고 내용물을 섭씨 120도에서 10분 동안 고압멸균합니다.용액을 실온으로 식힌 다음 피펫을 사용하여 12.5ml의 육수를 8개의 15ml 원심분리기 튜브에 분취합니다. 남은 육수를 100ml 실험실 병 3개에 나누고 병 3개를 단단히 닫은 다음 생물 안전 캐비닛에 보관하십시오. 다음으로, 저장소에서 냉동 보존된 Shewanella 조류를 검색합니다.그런 다음 생물 안전 캐비닛에서 스테인리스 스틸 주걱을 사용하여 보관 튜브에서 1ml의 냉동 물질을 제거하고 LB Lennox 육수가 들어 있는 12.5ml 부분 표본 중 하나에 넣습니다. 샘플을 섭씨 37도의 인큐베이터에 넣고 24시간 동안 배양합니다. 다음으로 한천 플레이트를 준비합니다.한천과 함께 LB 레녹스 육수 2정을 물 100ml가 담긴 100ml 병에 녹입니다. 젓는 막대를 사용하여 내용물을 20분 동안 저어준 다음 단단히 뚜껑을 닫습니다. 일단 고압멸균이 완료되면 4개의 페트리 접시 각각에 20ml를 분취합니다.용액을 후드에서 실온으로 식히십시오. 그런 다음 접시를 덮으십시오. LB 레녹스 육수 100ml로 준비한 3병에 1번, 2번, 3번을 적는다.생성된 박테리아 배양 물 0.1ml를 1병에 피펫으로 주입했습니다. 병의 뚜껑을 닫고 1분 동안 손으로 휘두르면 균일한 용액을 얻을 수 있습니다. 다음으로, 1번 병에서 2번 병으로 0.1밀리리터를 피펫팅합니다.다시 한 번, 병의 뚜껑을 닫고 1분 동안 손으로 휘두릅니다. 2번 병에서 3번 병으로 0.1ml를 피펫팅하여 마지막 희석을 수행합니다. 병의 뚜껑을 닫고 1분 동안 손으로 흔듭니다.그런 다음 20 마이크로 리터의 용액을 4 개의 페트리 접시 각각에 피펫으로 넣으십시오. 그런 다음 직경 3mm의 오토클레이브 유리 구슬 4개를 각 페트리 접시에 넣습니다. 페트리 접시의 뚜껑을 닫고 1분 동안 손으로 흔듭니다.완료되면 페트리 접시를 거꾸로 뒤집어 섭씨 37도의 인큐베이터에서 24시간 동안 접시를 배양합니다. 스테인리스 스틸 주걱을 사용하여 4개의 페트리 접시에서 생성된 단클론 박테리아를 골라내고 12.5ml의 LB 레녹스 육수가 들어 있는 나머지 7개의 튜브에 넣습니다. 튜브를 섭씨 37도의 인큐베이터에 24시간 동안 그대로 두었다가 시각적 비색법을 사용하여 광 산란이 가장 큰 튜브를 선택합니다.LB 레녹스 육수 10g, 염화나트륨 10g, 포도당 10g을 500ml 실험실 병에 넣습니다. 그런 다음 부피가 450밀리리터에 도달할 때까지 물을 추가합니다. 테프론 교반 막대를 넣고 20분 동안 저어줍니다.혼합이 완료되면 이 용액을 섭씨 120도에서 10분 동안 쿠토클레이브합니다. 다음으로, 텅스텐 산 나트륨 이수화물 16.5g을 계량하여 100ml 병에 넣으십시오. 부피가 50밀리리터에 도달할 때까지 물을 추가합니다.테프론 교반 막대를 넣고 용액을 20분 동안 저어줍니다. 텅스텐 산 나트륨 용매 농도는 마이크로 캡슐의 구형 모양을 보장하기 위해 높지만 박테리아를 죽일 정도로 너무 높지 않아야합니다. 오토클레이브가 완료되면 1미크론의 기공이 있는 유리 섬유 필터를 통해 용액을 여과하여 여과액을 얻습니다.포도당과 소금이 들어있는 LB Lennox Broth와 함께 450ml 병에 여과액을 손으로 붓습니다. 그런 다음 결과 용액을 10, 50 밀리리터 원심 분리기 튜브로 분취합니다. 단클론 박테리아가 포함된 배양액을 회수하고 텅스텐 산 나트륨 배지가 들어있는 10, 50 밀리리터 원심 분리 튜브 각각에 50 마이크로 리터를 추가합니다.10개의 튜브를 섭씨 37도의 인큐베이터에서 120시간 동안 배양합니다. 배양 후 각 튜브를 초음파 처리기에 넣고 1시간 동안 150와트로 20킬로헤르츠에서 세포를 초음파 처리합니다. 튜브를 원심분리하십시오.그런 다음 피펫으로 투명한 액체를 제거합니다. 다음으로 물을 넣으십시오. 그런 다음 튜브를 한 번 더 초음파 처리하고 원심 분리하십시오.두 번째 센트리피케이션 후 피펫으로 튜브의 투명한 액체를 제거합니다. 그런 다음 35 밀리리터의 99.8 % 에탄올을 첨가하고 샘플을 다시 초음파화합니다. 광물을 원심 분리하고 알코올을 첨가한 다음 샘플을 한 번 더 초음파 처리하여 미네랄을 헹굽니다.그런 다음 피펫으로 튜브의 투명한 액체를 제거하고 샘플을 건조시키지 않고 즉시 튜브를 덮습니다. 이 SEM 이미지는 포도당을 탄소원으로 사용하여 Shewanella 조류에 의해 배설된 텅스텐 산 나트륨으로 만들어진 깨진 중공 껍질을 보여줍니다. 직경 약 40-60나노미터의 과립이 껍질 바깥쪽에 매달려 있습니다.껍질 자체는 직경이 약 22나노미터인 과립으로 만들어집니다. 축소하면 이 속이 빈 껍질의 길이 대 지름 비율을 볼 수 있습니다. 이러한 구형 쉘은 1 대 1의 길이 대 직경 비율을 가지며 배양 배지에서 100 밀리몰 이상의 고농도 금속 옥시아늄을 사용하여 얻었습니다.배양 배지의 옥시아늄 농도를 약 20밀리몰로 줄임으로써 박테리아는 길이 대 지름 비율이 3:1인 텅스텐 산나트륨 껍질을 생성합니다. 개발 후,이 기술은 생물 나노 기술 분야의 연구원이 그람 음성 박테리아의 도움으로 금속 산화물 물질의 마이크로 캡슐과 같은 미세 구조를 만들 가능성을 탐구하는 데 도움이됩니다.

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

Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

출처: Lin, P., et al. 박테리아 미네랄 배설을 통한 텅스텐 산 나트륨 및 몰리브덴산 나트륨 마이크로 캡슐 합성. J. Vis. Exp. (2018).이 비디오는 금속 이온으로 금속 환원 박테리아를 배양한 후 초음파 처리, 원심 분리 및 에탄올 세척을 통해 순차적 정제하여 경질 금속 산화물 마이크로 캡슐을 합성하는 절차를 보여줍니다.

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