Hier presenteren we een protocol om bacteriële nanocellulose (BNC) magnetisch te maken voor toepassingen bij de reconstructie van beschadigde bloedvaten. De BNC werd gesynthetiseerd door de G. xylinus-stam. Aan de andere kant werd de magnetisatie van de BNC gerealiseerd door in situ precipitatie van Fe2+ en Fe3+ ijzerionen binnenin het BNC-maashek.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Fabricage van een gefunctionaliseerd Magnetic Bacterial Nanocellulose met ijzeroxide Nanodeeltjes
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
In deze studie wordt bacteriële nanocellulose (BNC) geproduceerd door de bacteriën Gluconacetobacter xylinus gesynthetiseerd en geïmpregneerd in situ met ijzeroxide nanodeeltjes (IONP) (Fe 3 O 4) een magnetische bacteriële nanocellulose (MBNC) werd verkregen. De synthese van MBNC is nauwkeurig en specifiek meerstapsproces. Kort samengevat, bacteriële nanocellulose (BNC) pellicles zijn gevormd uit bewaard G. xylinus stam volgens onze experimentele eisen van de grootte en morfologie. Een oplossing van ijzer (III) chloride hexahydraat (FeCl3 · 6H 2 O) en ijzer (II) chloride-tetrahydraat (FeCl2 · 4H 2 O) met een 2: 1 molaire verhouding wordt bereid en verdund in gedeoxygeneerd zuiver water. Een BNC vliesje wordt vervolgens ingebracht in het vat met de reactanten. Dit mengsel wordt geroerd en bij 80 ° C in een silicone oliebad en ammoniumhydroxide (14%) verhit wordt vervolgens druppelsgewijs toegevoegd aan het precipitaatferro-ionen in de BNC-mesh. Deze laatste stap maakt het vormen van in situ magnetiet nanodeeltjes (Fe 3 O 4) in de bacteriële nanocellulose gaas om magnetische eigenschappen te BNC vlies te verlenen. Een toxicologisch assay werd gebruikt om de biocompatibiliteit van het BNC-IONP vliesje evalueren. Polyethyleenglycol (PEG) werd gebruikt om de IONPs dekken om hun biocompatibiliteit te verbeteren. Scanning elektronenmicroscopie (SEM) foto's toonden aan dat de IONP voorkeur waren in het fibril interlacing ruimten van de BNC matrix, maar sommige van hen werden ook gevonden langs de BNC linten. Magnetic Force Microscopy metingen uitgevoerd op de MBNC gedetecteerde aanwezigheid magnetische domeinen met een hoge intensiteit en zwak magnetisch veld, de bevestiging van de magnetische aard van de MBNC vlies. Young's modulus waarden verkregen in dit werk zijn ook in redelijke overeenstemming met die gerapporteerd voor verschillende bloedvaten in eerdere studies.
Inleiding
De bacterian nanocellulose (BNC) wordt gesynthetiseerd door Acetobacter xylinum stam, ook bekend als Gluconacetobacter xylinus en in de vorm van films of pellicles op de lucht-water grensvlak afgezet tijdens stationaire kweek. Deze BNC pellicles nemen de vorm van de container waar zij worden gekweekt, en de dikte is afhankelijk van het aantal dagen in kweek. A. xylinus gebruikt de glucose in het medium voor de synthese van de cellulose microfibrillen door een proces van polymerisatie en daaropvolgende kristallisatie. De polymerisatie van de glucose residuen bij de bacteriële extracellulaire membraan wanneer glucanketens geëxtrudeerd uit één....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Bereiding van Bacteriële Nanocellulose (BNC)
Opmerking: Alle stappen worden uitgevoerd onder aseptische omstandigheden, tenzij anders aangegeven.
- Bereid kweekmedium.
- Bereid 500 ml vloeibaar kweekmedium door het combineren van 25 g gistextract, 15 g pepton, 125,0 g mannitol en 500 ml zuiver water. Autoclaaf dit mengsel bij 120 ° C gedurende 20 min en bewaar bij 4 ° C.
- Bereid 100 ml halfvaste media door het toevoegen van 15 g agar 5,0 g gistextract, 3,0 g pepton, 25,0 g mannitol en 100 ml zuiver water. Autoclaaf dit mengsel bij 120 ° C gedurende 20 min. Eenmaal geautoclaveerd depot 5 ml van het mengsel in ee....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De incubatietijd van G. xylinus was een totaal van 9 dagen, maar de pellicles begon vroegere vorm en waren duidelijk na ongeveer 2 dagen. Het macroscopische uiterlijk van de BNC wordt weergegeven in figuur 1, waarvan de vorm nabootst die van de schaal gekweekt kweek. Figuur 2 beschrijft de werkwijze voor het produceren BNC-IONP pellicles, die de belangrijkste stappen van de bovenstaande protocol en samenvattingen de configuratie.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De dikte en afmeting van de BNC vlies kan eenvoudig worden gemanipuleerd door het veranderen van de incubatietijd en de grootte van de kolf waarin zij gekweekt in statische kweek. De microproperties van de BNC, zoals poreusheid, kan worden gewijzigd door het veranderen van de zuurstof verhouding in de statische kweek. Hogere zuurstofconcentraties opleveren taaiere BNC 11. A. Bodin en medewerkers geproduceerde buizen BNC met een barstdruk tot 880 mm Hg door verandering van de zuurstof verhouding van zuurstof t.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd gefinancierd door het Department of Defense onder contractnummer W81XWH-11-2-0067
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Glucoacetobacter xylinus | ATCC | 700178 | |
| Agar | Sigma Aldrich | A1296-500G | |
| D-Mannitol Bioxtra | Sigma Aldrich | M9546-250G | |
| Gist Extract | BD Biosciences | 212750 | |
| Bacteriologisch Pepton | Sigma Aldrich | P0556 | |
| Natriumhydroxide, 50% Oplossing In Water | Sigma Aldrich | 158127-100G | |
| Iron(III) Chloride Hexahydrate | Sigma Aldrich | 236489-100G | |
| Ammonium Hydroxide | Macron Fine Chemicals | 6665-46 | |
| Poly(Ethylene Glycol), Gemiddelde Mn 400 | Sigma Aldrich | 202398-250G | |
| Iron (II) chloride tetrahydrate | Sigma Aldrich | 44939-250G | |
| Beschikbare Petri-schaal | Sigma Aldrich | BR452000 | |
| Beschikbare Inoculating Loop | Fisher Scientific | 22-363-604 | |
| Watervrij Calciumsulfaat | W.A. Hammond Drierite | 13001 | |
| Laboratorium pipeting naald met 90° stompe uiteinden | Sigma Aldrich | CAD7937-12EA | |
| pH test strips | Sigma Aldrich | P4786-100EA | |
| Rond-bodem drie hals hoek type destillatiekolf | Sigma-Aldrich | CLS4965250 | |
| Silicone olie voor oliebaden | Sigma-Aldrich | 85409-250ML | |
| Droogbuis | Chemglass | CG-1295-01 | |
| Septum Stopper, Sleeve Type | Chemglass | CG-3022-98 | |
| Magnetische roerbar | Chemglass | CG-2001-05 | |
| Condenser | Chemglass | CG-1218-01 | |
| Temperatuurregelaar | BriskHeat | SDC120JC-A | |
| Roerende Hotplate | Fisher Scientific | 11-100-49SH | |
| Comet Assay Kit | Trevigen | 4250-050-K | |
| SYBR Gold Nucleic Acid Gel Stain | Life Technologies | S-11494 | |
| bio-AFM | JPK Instruments | NanoWizard 4a BioScience AFM | |
| Nanoindenter | Micro Materials Ltd | Multi-module mechanische tester | |
| Scanning electron microscopy (SEM) | Hitachi High Technologies America | Hitachi S-4800 |
Referenties
- Saxena, I. M., Brown, R. M. Biosynthesis of bacterial cellulose. Bacterial Nanocellulose: A Sophisticated Multifunctional Material. , 1-18 (2012).
- Chan-Park, M. B., Shen, J. Y. Biomimetic control of vascular smooth muscle cell morpholo....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
