Voorbereiding van functionele Silica met behulp van een methode Bioinspired

De belangrijkste voordelen van deze methode zijn dat het snel, gemakkelijk, milieuvriendelijk is en het mogelijk maakt om materialen aan te passen. Deze methode kan inzicht geven in hoe bioinspired silica wordt gevormd, de beschikbare manieren om biomoleculen in te bouwen en de post-synthetische materiaalbehandeling. Over het algemeen zullen individuen die nieuw zijn in deze methode worstelen omdat silicavorming snel is en een specifiek bedrag aan zuur snel moet worden toegevoegd om de optimale resultaten te verkrijgen.

We hadden eerst het idee van deze methode toen we ons realiseerden hoe mild het was, zodat de omstandigheden compatibel waren met enzymen. We dachten erover om deze methode te gebruiken om de prestaties en stabiliteit van enzymen te verbeteren. Visuele demonstratie van deze methode is cruciaal omdat de stap van zuurneutralisatie het belangrijkst is voor de eigenschappen van het uiteindelijke materiaal.

Weeg eerst 318,2 milligram natriumsilicaatpentahydraat in een plastic container van 180 milliliter en los op in 20 milliliter gedeïoniseerd water. In een tweede container weeg 58,1 milligram pentaethyleen hexamine of PEHA en los op in 20 milliliter gedeïoniseerd water. Trek deze hoeveelheid water af van het volume gedeïoniseerd water dat moet worden gebruikt voor de oplossing van natriumsilicaatpentahydraat.

Om in situ encapsulatie tijdens synthese uit te voeren, los een vooraf bepaalde massa eiwit op in vijf milliliter gedeïoniseerd water en plaats de oplossing in de koelkast voor volledige oplossing. Controleer af en toe de voortgang van de oplossing, bij voorkeur zonder te roeren. Combineer de oplossingen van natriumsilicaatpentahydraat en PEHA in een van de containers en voeg voldoende gedeïoniseerd water toe om het eindvolume van de oplossing 41,5 milliliter te maken.

Plaats het vers bereide mengsel bovenop een roerplaat en voeg een roerbar toe om een consistente menging te bieden. Breng vervolgens een pH-sonde in de roerende oplossing en noteer de initiële pH. Begin de synthese door een vooraf bepaalde hoeveelheid een-molare zoutzuur toe te voegen en observeer de onmiddellijke ontwikkeling van troebelheid.

De eerste cruciale stap is de snelle toevoeging van zuur om silicavorming te initiëren. De pH moet zo snel mogelijk worden verlaagd naar zeven. Als encapsulatie plaatsvindt, voeg dan de encapsulant-oplossing toe zodra de zuurtoevoeging is voltooid.

Noteer vervolgens de pH na vijf minuten om de reactiecompletie te bepalen. Nadat de reactie voltooid is, wijzig de samenstelling van het geproduceerde silica door meer zoutzuur toe te voegen aan het mengsel tot de gewenste pH tussen twee en zeven is bereikt en laat de suspensie ongeveer een minuut stabiliseren. Giet vervolgens de bioinspired silica suspensie in centrifugebuizen van 50 milliliter, centrifugeer vervolgens de suspensie bij 5.000 g gedurende 15 minuten.

Na centrifugatie verwijdert u het supernatant en bewaart u het voor verdere analyse. Vul de centrifugebuizen opnieuw met gedeïoniseerd water en schud de silica opnieuw op met een vortexmixer. In het geval van incorporering van biomoleculen is een cruciale stap het geven van de supernatanten van bioinspired silica wassen om verder te worden geanalyseerd.

Na het herhalen van de centrifugatie- en resuspensiestappen twee keer, verwijdert u het supernatant en schraapt u de silica in keramische kruimeltjes. Droog de silica een nacht in een oven bij 85 graden Celsius. Verdun in een plastic flesje van vijf milliliter 300 microliters van eerder bereid molybdeenblauw reagens met drie milliliter gedeïoniseerd water.

Voeg vervolgens 10 microliters salicylzuur testoplossing toe en schud om te mengen. Voeg na 15 minuten 1,6 milliliter eerder bereid para-aminofenolsulfaat-reducerend middel toe om het gele siliciomolybdaatcomplex te reduceren tot zijn blauwe isomeer. Meet vervolgens de monsterabsorptie bij 810 nanometer in een UV-vis spectrofotometer en bereken de siliciumconcentratie tegen een kalibratiecurve.

Voeg met behulp van wegwerp pipetten tips een vooraf bepaalde hoeveelheid Bradford reagens en monster toe in elke toegewezen cuvet. Meng elke cuvet door driemaal te keren en laat deze 10 minuten ontwikkelen. Meet vervolgens de absorptie bij 595 nanometer met behulp van puur supernatant als blanco.

Bereken de oorspronkelijke absorptie van elke cuvet door de controlemonsterabsorptie van elke meting af te trekken. Maak nu een kalibratiecurve voor elke reeks experimenten door de gemeten absorptie tegen de concentratie van BSA te plotten om willekeurige schommelingen die de gevoeligheid van de test zouden kunnen beïnvloeden te voorkomen. Bepaal ten slotte het eiwitgehalte voor elk monster tijdens de resuspensie om mogelijke eiwitverlies te monitoren.

De opbrengst van de silicavormende reactie is typisch 58 plus of min 6,5% De molybdeenblauwe spectroscopische methode detecteerde de hoeveelheid ongereageerde monomere silicaat soorten evenals die soorten die hebben gereageerd om polysilicaten of oligomeren te vormen maar niet in staat zijn geweest om voldoende grootte te bereiken om te coaguleren. Eenmaal coagulatie voltooid, kunnen materiaaloppervlakken gemakkelijk worden gemodificeerd door het gebruik van zuurelutie, wat het mogelijk maakt om materiaaleigenschappen zoals samenstelling, porositeit en chemische activiteit van additief fijn af te stellen. Ongeveer 50% van BSA werd gedetecteerd in het supernatant na de eerste centrifugatie, wat 50% immobilisatie-efficiëntie betreft.

Aangezien er geen BSA werd gedetecteerd in de volgende wasbeurten, kon BSA veilig worden geëncapsiderd tijdens de synthese zonder lekkage. Het FTIR-spectrum van de silica vertoonde karakteristieke amide banden in de monsters met BSA maar niet in de controlemonsters. Toen BSA aan de ongerenige reagensen werd toegevoegd, waren er geen aanzienlijke verschillen in de immobilisatie-efficiëntie of de hoeveelheid BSA in het resulterende composiet.

Toen BSA werd toegevoegd tijdens silicavorming, waren de immobilisatie-efficiëntie en de hoeveelheid BSA in het product aanzienlijk lager. Eenmaal beheerst kan deze techniek in minder dan vijf minuten worden uitgevoerd als deze correct