Name: Wytwarzanie nanocząstek metali metodą pulsacyjnej ablacji laserowej w cieczach: narzędzie do badania właściwości przeciwbakteryjnych nanocząstek (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 40 s
Description: Poznaj metodę pulsacyjnej ablacji laserowej w cieczach do syntezy nanocząstek metali z kontrolowanymi właściwościami. Technika ta umożliwia ocenę aktywności przeciwbakteryjnej bez niebezpiecznych produktów ubocznych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez National Science Foundation (NSF przyznaje CMMI-0922946 dla D.B., CMMI-1300920 dla D.B. i S.O'M., oraz CMMI-1531789 dla S.O'M., D.B. i E.A.K.) oraz grant na badania biomedyczne Busch dla E.A.K. i S.O'M.

1. Ustawianie ogniska lasera nanosekundowego i pomiar gęstości energii
<ol>
	<li>Złóż aparat do ablacji, umieszczając mieszadło magnetyczne i porowaty podkład do ablacji w szklanym zlewce o pojemności 50 mL. 
	UWAGA: Podkład do ablacji składa się ze stalowej platformy o średnicy 3,81 cm i grubości 1,6 mm, w której wywiercono dziesięć otworów o średnicy 0,65 cm i sześć otworów o średnicy 0,50 cm zgodnie ze wzorem przedstawionym na Rysunku 1. Otwory te służą umożliwieniu przepływu cieczy przez cel, aby cząstki nie gromadziły się bezpośrednio nad nim. Niewystarczające mieszanie prowadzi do niekorzystnych oddziaływań między laserem a już utworzonymi cząstkami. Dodatkowo, w pobliżu obwodu platformy znajdują się trzy otwory gwintowane #29 (8-32), przeznaczone dla śrub ustalających, które pełnią funkcję nóżek podnoszących platformę i zapewniają miejsce dla mieszadła magnetycznego (Rysunek 1A).
	<ol>
		<li>Umieść zlewkę na magnetycznym mieszadle, a mieszadło ustaw na stole translacyjnym xy, aby umożliwić przemieszczanie celu podczas ablacji (Rysunek 1A).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ustaw laser Nd:YAG tak, aby pracował na długości fali podstawowej 1 064 nm, z czasem trwania impulsu 5 ns i częstotliwością repetycji impulsów 10 Hz. Zmierz energię pojedynczego impulsu za pomocą miernika mocy i energii laserowej. Wymagana energia wynosi 240-250 mJ.</li>
	<li>Sfocusuj wiązkę pod celem na podkładzie do ablacji, korzystając z soczewki skupiającej o ogniskowej 250 mm (NA = 0,05). 
	UWAGA: Wiązka wejściowa ma promień 4,025 mm; aby uzyskać pożądaną wielkość plamki, wymagana jest wysokość soczewki wynosząca 161 mm. Optymalna wielkość plamki jest określana empirycznie. Stosuje się większą plamkę, aby zmniejszyć efekt ekranowania przez NP obecne w roztworze. Jest to kompromis, ponieważ zwiększenie wielkości plamki wymaga wyższej energii w celu utrzymania odpowiedniej fluencji.</li>
	<li>Wyznacz wielkość plamki, umieszczając cel metaliczny (patrz sekcja 2) na podkładzie i przeprowadzając ablację za pomocą kilku impulsów laserowych. Obejrzyj abladowany cel wraz z płytką mikrometryczną pod mikroskopem świetlnym wyposażonym w kamerę CCD (obiektyw 4X), aby zmierzyć wielkość plamki (Rysunek 1A). 
	UWAGA: W przypadku opisanego tu aparatu system ablacji generuje plamkę o średniej powierzchni 5,51 mm2. Wielkość plamki pozostaje w tym zakresie podczas każdej ablacji.</li>
	<li>Oblicz fluencję, dzieląc energię impulsu przez powierzchnię plamki. Dla opisanego tu aparatu fluencja wynosi 4,80 J/cm2.</li>
</ol>
2. Synteza nanocząsteczek srebra metodą impulsowej ablacji laserowej w cieczy
<ol>
	<li>Zważ płaski target srebrny za pomocą mikrowagi, aby uzyskać masę przed ablacją.</li>
	<li>Przymocuj target srebrny do porowatego podłoża za pomocą dwustronnej taśmy węglowej. Do zlewki wlej 40 mL cieczy do ablacji (Ryc. 1A). Wysokość cieczy nad targetem wynosi 11 mm. 
	UWAGA: Typowe ciecze do ablacji to roztwory wodne zawierające 60 mM SDS lub 2 mM PVP w celu zwiększenia monodyspersyjności.</li>
	<li>Przy stałym mieszaniu przemieszczaj sterowany komputerowo zmotoryzowany stół xy po torze eliptycznym (wymiary: oś wielka = 2,09 cm, oś mała = 0,956 cm, powierzchnia = 1,57 cm2) z prędkością 0,42 cm/s i przeprowadzaj ablację targetu przez 20-40 min. 
	UWAGA: Stężenie NP wzrasta wraz z wydłużeniem czasu ablacji. Należy upewnić się, że mieszanie jest wystarczająco intensywne, aby utrzymać jednolite stężenie NP w całym roztworze i zminimalizować efekty ekranowania7.</li>
</ol>
3. Charakterystyka nanocząsteczek metali
<ol>
	<li>Zebrać roztwór nanocząsteczek z zlewki poprzez dekantację. Potwierdzić obecność nanocząsteczek, mierząc ich widma światła UV-widzialnego (200-1,100 nm). 
	UWAGA: Nanocząsteczki wykazują maksimum absorbancji przy długości fali rezonansu plazmonowego powierzchni (SPR). Dla srebra SPR jest centrowany przy 400 nm. Silnie stężone roztwory nanocząsteczek wymagają rozcieńczenia przed pomiarem widma UV-VIS, aby zapewnić, że odczyty absorbancji pozostaną w zakresie liniowym spektrofotometru.</li>
	<li>Zmierzyć średnicę hydrodynamiczną nanocząsteczek za pomocą dynamicznego rozpraszania światła (DLS), stosując metodę analizy rozkładu liczbowego29.
	<ol>
		<li>Rozcieńczyć roztwór nanocząsteczek w stosunku 1:40 w roztworze do ablacji i pipetować 1 mL do plastikowej kuwety o szerokości 1 cm. Przy zastosowaniu kąta pomiarowego 180°, zmierzyć rozpraszanie światła przy długości fali 633 nm, aby określić średnicę nanocząsteczek zgodnie z równaniem Stokesa-Einsteina: 
		<img alt="Równanie Einsteina-Stokesa dla dyfuzji cząstek, wzór na obliczenie współczynnika dyfuzji." src="/files/ftp_upload/55416/55416eq1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Równanie 1"> 
		gdzie d to promień hydrodynamiczny, k to stała Boltzmanna, T to temperatura bezwzględna, η to lepkość, a D to translacyjny współczynnik dyfuzji lub prędkość ruchu Browna.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Potwierdzić rozmiar i kształt nanocząsteczek za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM)30. 
	UWAGA: Średnica hydrodynamiczna mierzona za pomocą DLS jest większa niż rozmiar mierzony za pomocą TEM ze względu na warstwę rozpuszczalnika otaczającą nanocząsteczki.
	<ol>
		<li>Rozcieńczyć roztwór nanocząsteczek w stosunku 1:40 w wodzie dwukrotnie destylowanej, aby usunąć nadmiar dodatków (np. SDS lub PVP), które mogą zakłócać obrazowanie. Nanieść 2 µL roztworu na miedzianą siatkę TEM powleczoną cienką warstwą węgla (dostępna w handlu; patrz Lista Materiałów) i suszyć przez noc w temperaturze pokojowej w próżni w eksyكاتهrze.</li>
		<li>Wykonać obrazowanie nanocząsteczek w celu oceny ich rozmiaru i kształtu, zgodnie z opisem w referencji30.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>W celu obliczenia stężenia nanocząsteczek, usunąć wszelkie luźno przytwierdzone nanocząsteczki z ablacyjnego celu metalowego (krok 2.3), umieszczając cel w sonikacyjnej kąpieli wodnej z wodą destylowaną na 1 min.
	<ol>
		<li>Osuszyć cel strumieniem sprężonego powietrza przez 1 min. Zmierzyć masę celu na mikrowadze. Ilość nanocząsteczek w roztworze wyznaczyć jako różnicę masy przed i po ablacji, co przyjmuje się za wynik wyrzucenia metalowych nanocząsteczek do roztworu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Po napromienianiu
<ol>
	<li>Rozcieńczyć NP do maksymalnego stężenia 100 µg/mL w tym samym roztworze do ablacji, który został użyty w punkcie 2.2. To ograniczenie stężenia jest kluczowe dla zapewnienia jednorodnego napromieniowania.</li>
	<li>Przenieść 15-17 mL rozcieńczonych NP do kuwety kwarcowej zawierającej mieszadło magnetyczne (Rycyna 1B). Umieścić kuwetę na mieszadle magnetycznym ustawionym równolegle do wiązki lasera.</li>
	<li>Użyć systemu lasera Nd:YAG do generowania impulsów laserowych o czasie trwania 25 ps i długości fali 532 nm oraz soczewki o ogniskowej 75 mm, aby skupić wiązkę lasera w centrum roztworu. Napromieniowywać roztwór od 30 min do kilku godzin, w zależności od pożądanego rozmiaru. 
	UWAGA: Całkowita dostarczona energia zależy od stężenia roztworu oraz czasu napromieniowania i może wynosić od 0.5 mJ do 3.5 mJ. W przypadku opisanego tu zestawu aparatury, 30 min napromieniowania przezroczystej próbki o niskim stężeniu (&lt;50 µg/mL) pozwala na otrzymanie srebrnych NP o średnicy 10 nm.</li>
</ol>
5. Pomiar właściwości przeciwbakteryjnych nanocząsteczek
UWAGA: Przebadano toksyczność nanocząsteczek srebra (NPs) wobec bakterii Gram-dodatnich (Bacillus subtilis) i Gram-ujemnych (Escherichia coli)31. Metodę tę można łatwo dostosować do dowolnego gatunku; należy jednak pamiętać, że skuteczna dawka nanocząsteczek może się znacznie różnić i musi zostać określona empirycznie. W niniejszym opisie metody jako system modelowy wykorzystano E. coli.
<ol>
	<li>Hodować kultury E. coli (szczep MG1655) przez noc w temperaturze 37 °C w pożywce Luria Broth (LB) zawierającej 10 g/L tryptony Bacto, 5 g/L ekstraktu drożdżowego i 10 g/L chlorku sodu. Rozcieńczyć kultury nocne w świeżej pożywce LB do gęstości optycznej (λ = 600 nm) wynoszącej 0,01.</li>
	<li>Jeśli NP były syntetyzowane w mediach ablacyjnych zawierających dodatki (np. SDS lub PVP), dodać odpowiedni odczynnik do LB w taki sposób, aby stężenie pozostało stałe po dodaniu NP. 
	UWAGA: Na przykład w typowym doświadczeniu tarcza srebrna jest poddawana ablacji w roztworze 60 mM SDS, aby uzyskać roztwór NP o stężeniu 100 µg/mL. Jeśli końcowe stężenie NP w pożywce hodowlanej wynosi 10 µg/mL, należy przygotować LB zawierającą 6 mM SDS (t.j. 1/10 stężenia SDS w cieczy ablacyjnej). Stosowanie tych stężeń nie wywiera negatywnego wpływu na wzrost bakterii. Jest to pokazane w kontroli -AgNP na Rysunku 3.</li>
	<li>Dodać NP do rozcieńczonych kultur w stężeniach od 0-50 µg/mL i hodować kultury z wytrząsaniem w temperaturze 37 °C przez dodatkowe 2 h. Jako kontrolę pozytywną dla toksyczności, poddać E. coli działaniu antybiotyku (np. 30 µg/mL kanamycyny).</li>
	<li>Po 2-godzinnej inkubacji przeprowadzić rozcieńczenia seryjne próbek kultury w stosunku 1:10 w świeżej pożywce LB i nanieść krople 10 µL każdego rozcieńczenia na płytki z agarem LB. Zazwyczaj rozcieńczenia rzędu 104-108 są wystarczające do zaobserwowania pojedynczych kolonii.</li>
	<li>Po wchłonięciu kropli inkubować płytki przez noc w temperaturze 37 °C i następnego dnia rano zliczyć jednostki tworzące kolonie (cfu).</li>
</ol>

<ol><li>Amendola, V., Meneghetti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+controls+the+composition+and+the+structure+of+nanomaterials+generated+by+laser+ablation+in+liquid+solution%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Chem+Chem+Phys%22%5BJournal%5D)">What controls the composition and the structure of nanomaterials generated by laser ablation in liquid solution?</a> Phys Chem Chem Phys. 15 (9), 3027-3046 (2013).</li>
<li>Anastas, P., Eghbali, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+chemistry%3A+principles+and+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Green chemistry: principles and practice.</a> Chem Soc Rev. 39 (1), 301-312 (2010).</li>
<li>Mafune, F., Kohno, J. Y., Takeda, Y., Kondow, T., Sawabe, H. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp0037091">Formation of Gold Nanoparticles by Laser Ablation in Aqueous Solution of Surfactant.</a> J Phys Chem B. 105 (22), 5114-5120 (2001).</li>
<li>Rao, S. V., Podagatlapalli, G. K., Hamad, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+laser+ablation+in+liquids+for+nanomaterials+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nanosci+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Ultrafast laser ablation in liquids for nanomaterials and applications.</a> J Nanosci Nanotechnol. 14 (2), 1364-1388 (2014).</li>
<li>Tsuji, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433208002742">Preparation of silver nanoparticles by laser ablation in polyvinylpyrrolidone solutions.</a> Appl Surf Sci. 254 (16), 5224-5230 (2008).</li>
<li>Zeng, H., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201102295/abstract">Nanomaterials via laser ablation/irradiation in liquid: a review.</a> Adv Funct Mater. 22 (7), 1333-1353 (2012).</li>
<li>Naddeo, J. J., et al. <a target="_blank" href="https://rucore.libraries.rutgers.edu/rutgers-lib/49180/">Antibacterial Properties of Nanoparticles: A Comparative Review of Chemically Synthesized and Laser-Generated Particles.</a> Adv. Sci. Eng. Med. 7 (12), 1044-1057 (2015).</li>
<li>Elsayed, K. A., Imam, H., Ahmed, M. A., Ramadan, R. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399212002721">Effect of focusing conditions and laser parameters on the fabrication of gold nanoparticles via laser ablation in liquid.</a> Opt. & Laser Tech. 45, 495-502 (2013).</li>
<li>Kabashin, A. V., Meunier, M. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1626793">Synthesis of colloidal nanoparticles during femtosecond laser ablation of gold in water.</a> J Appl Phys. 94 (12), 7941-7943 (2003).</li>
<li>Nichols, W. T., Sasaki, T., Koshizaki, N. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2390640?journalCode=jap">Laser ablation of a platinum target in water I. Ablation mechanisms.</a> J Appl Phys. 100 (11), 114911(2006).</li>
<li>Povarnitsyn, M. E., Itina, T. E., Levashov, P. R., Khishchenko, K. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+nanoparticle+formation+by+ultra-short+laser+ablation+of+metals+in+liquid+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Chem+Chem+Phys%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of nanoparticle formation by ultra-short laser ablation of metals in liquid environment.</a> Phys Chem Chem Phys. 15 (9), 3108-3114 (2013).</li>
<li>Mortazavi, S. Z., Parvin, P., Reyhani, A., Golikand, A. N., Mirershadi, S. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp1091224">Effect of Laser Wavelength at IR (1064 nm) and UV (193 nm) on the Structural Formation of Palladium Nanoparticles in Deionized Water.</a> J Phys Chem C. 115 (12), 5049-5057 (2011).</li>
<li>Kim, J., Reddy, D. A., Ma, R., Kim, T. K. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1293255814002210">The influence of laser wavelength and fluence on palladium nanoparticles produced by pulsed laser ablation in deionized water.</a> Solid State Sci. 37, 96-102 (2014).</li>
<li>Mortazavi, S. Z., Parvin, P., Reyhani, A., Mirershadi, S., Sadighi-Bonabi, R. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3727/46/16/165303/meta">Generation of various carbon nanostructures in water using IR/UV laser ablation.</a> J Phys D: Appl Phys. 46 (16), 165303(2013).</li>
<li>Hunter, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+active+mixed-metal+nanosheet+water+oxidation+catalysts+made+by+pulsed-laser+ablation+in+liquids%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Chem+Soc%22%5BJournal%5D)">Highly active mixed-metal nanosheet water oxidation catalysts made by pulsed-laser ablation in liquids.</a> J Am Chem Soc. 136 (38), 13118-13121 (2014).</li>
<li>Momma, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0030401896002507">Short-pulse laser ablation of solid targets.</a> Opt Commun. 129 (1), 134-142 (1996).</li>
<li>Sonntag, S., Roth, J., Gaehler, F., Trebin, H. R. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433209004681">Femtosecond laser ablation of aluminium.</a> Appl Surf Sci. 255 (24), 9742-9744 (2009).</li>
<li>Yamashita, Y., Yokomine, T., Ebara, S., Shimizu, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920379605007179">Heat transport analysis for femtosecond laser ablation with molecular dynamics-two temperature model method.</a> Fusion Eng Des. 81 (8), 1695-1700 (2006).</li>
<li>Zhigilei, L. V., Lin, Z., Ivanov, D. S. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp902294m">Atomistic modeling of short pulse laser ablation of metals: connections between melting, spallation, and phase explosion.</a> J Phys Chem C. 113 (27), 11892-11906 (2009).</li>
<li>Schmidt, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/journal/18753892/12">Lasers in Manufacturing 2011 - Proceedings of the Sixth International WLT Conference on Lasers in Manufacturing Metal Ablation with Short and Ultrashort Laser Pulses.</a> Physics Procedia. 12, 230-238 (2011).</li>
<li>Azam, A., Ahmed, A. S., Oves, M., Khan, M. S., Memic, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-dependent+antimicrobial+properties+of+CuO+nanoparticles+against+Gram-positive+and-negative+bacterial+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Nanomed%22%5BJournal%5D)">Size-dependent antimicrobial properties of CuO nanoparticles against Gram-positive and-negative bacterial strains.</a> Int. J. Nanomed. 7, 3527-3535 (2012).</li>
<li>Ivask, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-dependent+toxicity+of+silver+nanoparticles+to+bacteria%2C+yeast%2C+algae%2C+crustaceans+and+mammalian+cells+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Size-dependent toxicity of silver nanoparticles to bacteria, yeast, algae, crustaceans and mammalian cells in vitro.</a> PLoS One. 9 (7), e102108(2014).</li>
<li>Kim, T. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-dependent+cellular+toxicity+of+silver+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+A%22%5BJournal%5D)">Size-dependent cellular toxicity of silver nanoparticles.</a> J Biomed Mater Res A. 100 (4), 1033-1043 (2012).</li>
<li>Raghupathi, K. R., Koodali, R. T., Manna, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-dependent+bacterial+growth+inhibition+and+mechanism+of+antibacterial+activity+of+zinc+oxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Size-dependent bacterial growth inhibition and mechanism of antibacterial activity of zinc oxide nanoparticles.</a> Langmuir. 27 (7), 4020-4028 (2011).</li>
<li>Plech, A., Kotaidis, V., Gresillon, S., Dahmen, C., von Plessen, G. <a target="_blank" href="http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.70.195423">Laser-induced heating and melting of gold nanoparticles studied by time-resolved x-ray scattering.</a> Phys Rev B. 70 (19), 195423(2004).</li>
<li>Takami, A., Kurita, H., Koda, S. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp983503o">Laser-Induced Size Reduction of Noble Metal Particles.</a> J Phys Chem B. 103 (8), 1226-1232 (1999).</li>
<li>Kamat, P. V., Flumiani, M., Hartland, G. V. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp980009b">Picosecond Dynamics of Silver Nanoclusters. Photoejection of Electrons and Fragmentation.</a> J Phys Chem B. 102 (17), 3123-3128 (1998).</li>
<li>Yamada, K., Tokumoto, Y., Nagata, T., Mafune, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+laser-induced+size-reduction+of+gold+nanoparticles+as+studied+by+nanosecond+transient+absorption+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+B%22%5BJournal%5D)">Mechanism of laser-induced size-reduction of gold nanoparticles as studied by nanosecond transient absorption spectroscopy.</a> J Phys Chem B. 110 (24), 11751-11756 (2006).</li>
<li>Pecora, R. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1023/A:1010067107182">Dynamic Light Scattering Measurement of Nanometer Particles in Liquids.</a> J. Nanoparticle Res. 2 (2), 123-131 (2000).</li>
<li>Pyrz, W. D., Buttrey, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Particle+size+determination+using+TEM%3A+a+discussion+of+image+acquisition+and+analysis+for+the+novice+microscopist%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Particle size determination using TEM: a discussion of image acquisition and analysis for the novice microscopist.</a> Langmuir. 24 (20), 11350-11360 (2008).</li>
<li>Ratti, M., et al. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s00339-016-9935-8">Irradiation with visible light enhances the antibacterial toxicity of silver nanoparticles produced by laser ablation.</a> Appl Phys A. 122 (4), 1-7 (2016).</li>
<li>Sajti, C. L., Sattari, R., Chichkov, B. N., Barcikowski, S. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp906960g">Gram Scale Synthesis of Pure Ceramic Nanoparticles by Laser Ablation in Liquid.</a> J Phys Chem C. 114 (6), 2421-2427 (2010).</li>
<li>Streubel, R., Barcikowski, S., Gokce, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+multigram+nanoparticle+synthesis+by+high-power%2C+high-repetition-rate+ultrafast+laser+ablation+in+liquids%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Lett%22%5BJournal%5D)">Continuous multigram nanoparticle synthesis by high-power, high-repetition-rate ultrafast laser ablation in liquids.</a> Opt Lett. 41 (7), 1486-1489 (2016).</li>
<li>Streubel, R., Bendt, G., Gokce, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pilot-scale+synthesis+of+metal+nanoparticles+by+high-speed+pulsed+laser+ablation+in+liquids%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Pilot-scale synthesis of metal nanoparticles by high-speed pulsed laser ablation in liquids.</a> Nanotechnology. 27 (20), 205602(2016).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Powtarzalne działanie przeciwdrobnoustrojowe nanocząsteczek wymaga konsekwentnej produkcji nanocząsteczek o podobnych rozmiarach i stężeniach. Dlatego tak ważna jest standaryzacja parametrów lasera, w tym fluencji, długości fali i czasu trwania impulsu. Podczas gdy dynamiczne rozpraszanie światła jest łatwą i szybką metodą szacowania wielkości NP, dokładna kwantyfikacja rozkładu wielkości wymaga bezpośredniego pomiaru za pomocą TEM. Ponieważ każda wiązka laserowa ma odrębne cechy pod względem profilu modów i rozbieżności...

Nanocząstki (NPs) są zazwyczaj definiowane jako cząstki, które mają co najmniej jeden wymiar o długości mniejszej niż 100 nm. Tradycyjne metody chemicznej syntezy NP zazwyczaj wymagają niebezpiecznych środków redukujących, takich jak borowodorki i hydrazyny. Natomiast ablacja laserowa ciał stałych metalowych zanurzonych w ciekłym ośrodku (pulsacyjna ablacja laserowa w cieczach – PLAL) zapewnia przyjazną dla środowiska drogę syntezy NP, która spełnia wszystkie 12 Zasad Zielonej Chemii1,2. W PLAL zanurzony metalowy cel jest naświetlany powtarzającymi się impulsami laserowymi. Gdy laser dokonuje ablacji celu, gęsty pióropusz klastrów atomowych i pary jest uwalniany do ciekłego ośrodka, w którym nanocząsteczki szybko się łączą. Nanocząsteczki wytwarzane przez PLAL są drobno zdyspergowane w środowisku wodnym, a wielkość, polidyspersyjność i skład nanocząsteczek można łatwo kontrolować, zmieniając wodną ciecz ablacyjną, a także parametry lasera1,2,3,4,5,6.
Charakterystykę nanocząstek można dostosować, dostosowując szereg parametrów lasera, w tym: fluencję, długość fali i czas trwania impulsu (przejrzane w referencji7). Fluencja lasera jest obliczana jako energia impulsu podzielona przez obszar plamki lasera na powierzchni celu. Dokładny wpływ fluencji na wielkość i polidyspersyjność nanocząsteczek jest nieco kontrowersyjny. Ogólnie rzecz biorąc, wykazano, że dla "długich" i "ultrakrótkich" impulsowych systemów laserowych istnieją reżimy niskiej i wysokiej płynności, które powodują odpowiednio negatywne i pozytywne trendy rozmiaru8,9,10,11. Rozkłady wielkości cząstek stałych można zmierzyć empirycznie za pomocą technik takich jak dynamiczne rozpraszanie światła i transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM), jak opisano poniżej.
Wybór długości fali lasera może wpływać na fizyczne mechanizmy, za pomocą których powstają nanocząsteczki. Na krótszych falach (ultrafioletowych) fotony o wysokiej energii są zdolne do zrywania wiązań międzyatomowych12. Ten mechanizm fotoablacji jest przykładem syntezy NP z góry na dół, ponieważ powoduje uwolnienie bardzo małych fragmentów materiału, które mają tendencję do wytwarzania większych, bardziej polidyspersyjnych próbek po schłodzeniu w cieczy zanurzeniowej12,13,14. Natomiast ablacja w bliskiej podczerwieni (λ = 1,064 nm) daje mechanizm syntezy oddolnej zdominowany przez ablację plazmą12. Absorpcja laserowa przez cel uwalnia elektrony, które zderzają się z elektronami związanymi, a następnie uwalniają je. Wraz ze wzrostem zderzeń materiał jest jonizowany, co powoduje zapłon plazmy. Otaczająca ciecz ogranicza plazmę, zwiększa jej stabilność i dodatkowo zwiększa absorpcję12. Gdy rozszerzająca się plazma jest gaszona przez ograniczającą ją ciecz, nanocząsteczki są kondensowane o różnych geometriach4,12,15.
Wybór czasu trwania impulsu laserowego może dodatkowo wpłynąć na proces tworzenia NP. Powszechnie stosowane lasery o długich impulsach, o czasie trwania impulsu dłuższym niż kilka pikosekund, obejmują wszystkie lasery impulsowe mili, mikro, nano i niektóre pikosekundowe. W tym reżimie szerokości impulsu czas trwania impulsu laserowego jest dłuższy niż czas równoważenia elektron-fonon, który zwykle jest rzędu kilku pikosekund4,16,17,18,19. Powoduje to wyciek energii do otaczającego ośrodka ablacyjnego i tworzenie się nanocząsteczek w mechanizmach termicznych, takich jak emisja termiczna, parowanie, gotowanie i topnienie1,20.
Na działanie przeciwbakteryjne NPs duży wpływ ma wielkość cząstek21,22,23,24. W celu zwiększenia redukcji rozmiaru i monodyspersyjności, nanocząsteczki mogą być naświetlane po raz drugi za pomocą lasera o długości fali zbliżonej do powierzchniowego rezonansu plazmonowego (SPR) nanocząsteczki. Padające promieniowanie laserowe jest pochłaniane przez NP poprzez wzbudzenie SPR. Fragmentacja NP może nastąpić w wyniku parowania termicznego25,26 lub Coulomb explosion27,28. Fotowzbudzenie podnosi temperaturę NP powyżej temperatury topnienia, co powoduje złuszczenie zewnętrznej warstwy cząstki. Wykazano, że dodanie do roztworu środków takich jak poliwinylopirolidon (PVP) lub dodecylosiarczan sodu (SDS) może znacznie wzmocnić efekty po napromieniowaniu5. Wpływ dodawania różnych substancji rozpuszczonych został opisany w kilku raportach1,4,6. Łatwość manipulowania charakterystykami nanocząstek za pomocą PLAL pozwala na opracowanie nowatorskich środków przeciwdrobnoustrojowych na bazie nanocząsteczek.

<table><tbody><tr><td>Nanosekundowy laser Nd:YAG</td><td>Ekspla</td><td>NL303</td><td></td></tr><tr><td>Zmotoryzowany stolik skanujący xy</td><td></td> Spektrofotometr UV-VIS Standa <td>8MTF</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Agilent</td><td>Cary 60</td><td></td></tr><tr><td>Jednostka dynamicznego rozpraszania światła</td><td>Malvern</td><td>Zetasizer ZS 90</td><td></td></tr><tr><td>Mikrowaga</td><td>Maktek</td><td>TM 400</td><td></td></tr><tr><td>Transmisyjny mikroskop elektronowy</td><td>Zeiss</td><td>EM 902</td><td></td></tr><tr><td>Tarcza foliowa srebrna</td><td>Alfa Aesar</td><td>12127</td><td></td></tr><tr><td>Obiektyw o ogniskowej 250 mm</td><td>Edmund Optics</td><td>69-624</td><td></td></tr><tr><td>Miedziane siatki TEM</td><td>Pacific Grid-Tech</td><td>Cu-400LD</td><td>Lacey/siatka powlekana cienkowarstwowa</td></tr><tr><td>E. coli MG1655</td><td>ATCC</td><td>47076</td><td></td></tr><tr><td>Bacto trypton</td><td>BD Biosciences</td><td></td><td></td>211705</tr><tr><td>Ekstrakt</td><td>drożdżowy BD Biosciences</td><td>212750</td><td></td></tr><tr><td>Chlorek sodu</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP3581</td><td></td></tr><tr><td>Agar baktonowy</td><td>BD Biosciences</td><td>214010</td><td></td></tr><tr><td>Dodecylosiarczan sodu</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP166-100</td><td></td></tr><tr><td>Poliwinylopirolidon</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP431-100</td><td></td></tr><tr><td>Dysk ze stali nierdzewnej (do etapu ablacji)</td><td>Metal Remnants, Inc.</td><td>Nie dotyczy</td><td>Średnica 1,5 cala, zlewka o rozmiarze 16</td></tr><tr><td></td><td>Fisher Scientific</td><td>02-540G</td><td></td></tr><tr><td>Mieszadło magnetyczne</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-513-57</td><td></td></tr><tr><td>Mieszadło magnetyczne</td><td>Fisher Scientific</td><td>11-100-49SH</td><td></td></tr><tr><td>Laserowy miernik energii i mocy</td><td>Taśma węglowa Coherent</td><td>1098579</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Shinto Chemitron Co., Ltd.</td><td>Taśma</td><td></td>STR</tr><tr><td>Kąpiel wodna Sonikacja</td><td>Branson</td><td>1510</td><td></td></tr><tr><td>Sprężarka powietrza</td><td>GMC</td><td>Syclone 3010</td><td>Do suszenia celu ablacyjnego</td></tr> soczewka <tr><td>o ogniskowej 75 mm</td><td>Edmund Optics</td><td>34-096</td><td>Soczewka skupiająca do naświetlania po napromieniowaniu</td></tr><tr><td>Kuweta kwarcowa</td><td>Precision Cells Inc</td><td>21UV40</td><td>Ścieżka światła 50 mm (do napromieniowania)</td></tr><tr><td>Kanamycyna</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP906-5</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop świetlny</td><td>Nikon</td><td>50i</td><td>Ten mikroskop służy do ustawiania ostrości lasera na etapie ablacji. Ten konkretny model nie jest już dostępny, ale każdy mikroskop świetlny z obiektywem 4X będzie działał.</td></tr><tr><td>Kamera CCD</td><td>AmScope</td><td>MT5000-CCD</td><td></td></tr><tr><td>Prowadnica mikrometryczna</td><td>Ted Pella</td><td>2280-70</td><td></td></tr></tbody></table>

wytwarzanie nanocząstek metali metodą pulsacyjnej ablacji laserowej w cieczach: narzędzie do badania właściwości przeciwbakteryjnych nanocząstek

Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles

Pojawienie się bakterii wielolekoopornych jest globalnym problemem klinicznym, co prowadzi niektórych do spekulacji na temat naszego powrotu do ery medycyny "przed antybiotykami". Oprócz wysiłków zmierzających do zidentyfikowania nowych małocząsteczkowych leków przeciwdrobnoustrojowych, istnieje duże zainteresowanie wykorzystaniem nanocząstek metali jako powłok wyrobów medycznych, opatrunków na rany i opakowań konsumenckich ze względu na ich właściwości przeciwdrobnoustrojowe. Szeroka gama dostępnych metod syntezy nanocząstek skutkuje szerokim spektrum właściwości chemicznych i fizycznych, które mogą wpływać na skuteczność przeciwbakteryjną. Niniejszy manuskrypt opisuje metodę pulsacyjnej ablacji laserowej w cieczach (PLAL) w celu wytworzenia nanocząstek. Takie podejście pozwala na precyzyjne dostrojenie wielkości, składu i stabilności nanocząstek przy użyciu metod po napromieniowaniu, a także dodanie środków powierzchniowo czynnych lub separatorów objętościowych. Kontrolując wielkość i skład cząstek, można badać szeroki zakres właściwości fizycznych i chemicznych nanocząstek metali, które mogą przyczynić się do zwiększenia ich skuteczności przeciwdrobnoustrojowej, otwierając tym samym nowe możliwości rozwoju przeciwbakteryjnego.

Przy użyciu srebrnych tarcz, opisanych powyżej parametrów lasera oraz 60 mM SDS w cieczy ablacyjnej, generowane są nanocząstki (NP) srebra o charakterystycznej absorbancji UV-VIS w obszarze SPR (Rycyna 2A). Pomiary TEM i DLS wykazują średnicę NP wynoszącą około 25 nm przed naświetlaniem (Rycyna 2B). Ablacja tarczy srebrnej przez 30 min zazwyczaj daje stężenie NP rzędu 200 µg/mL. W ocenie toksyczności przeciwdrobnoustrojowej NP sr...

Właściwości przeciwbakteryjne metali takich jak miedź i srebro są znane od wieków. Protokół ten opisuje pulsacyjną ablację laserową w cieczach, metodę syntezy nanocząstek metali, która zapewnia możliwość precyzyjnego dostrojenia właściwości tych nanocząstek w celu optymalizacji ich działania przeciwdrobnoustrojowego.

Wytwarzanie nanocząstek metali metodą pulsacyjnej ablacji laserowej w cieczach: narzędzie do badania właściwości przeciwbakteryjnych nanocząstek

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of ...

Ogólnym celem tej procedury jest wytwarzanie koloidów nanocząsteczek z kontrolą nad ich rozmiarem i składem w celu oceny ich właściwości przeciwbakteryjnych. Metoda ta może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w procesie opracowywania nanocząsteczek przeciwdrobnoustrojowych, w tym w zakresie wpływu konkretnych cech nanocząsteczek, takich jak rozmiar, kształt i skład, na toksyczność. Główną zaletą tej techniki jest łatwość produkcji nanocząsteczek z różnych układów materiałowych, co odbywa się bez powstawania potencjalnie niebezpiecznych produktów ubocznych reakcji chemicznych.Do przeprowadzenia tego eksperymentu zapraszamy Matthew Rattiego, studenta studiów licencjackich, oraz Julianne Griepenburg, pracownika naukowego z Rutgers Camden. Zmontuj aparat do ablacji, umieszczając mieszadło magnetyczne oraz porowatą platformę ablacyjną w zlewce szklanej o pojemności 50 ml. Postaw zlewkę na mieszalce magnetycznej, a mieszalkę umieść na stole translacyjnym XY, aby umożliwić przemieszczanie celu podczas procesu ablacji.Ustaw laser Nd:YAG tak, aby pracował na podstawowej długości fali 1 064 nanometrów z czasem trwania impulsu wynoszącym pięć nanosekund i częstotliwością repetycji impulsów 10 hertz. Zmierz energię pojedynczego impulsu za pomocą miernika mocy i energii lasera. Skup wiązkę pod obiektem na stole do ablacji, używając soczewki zbieżnej o ogniskowej 250 milimetrów.W celu syntezy nanocząsteczek srebra najpierw zważ płaski target srebrowy za pomocą mikrowagi, aby uzyskać masę przed ablacją. Następnie przymocuj target srebrowy do porowatego podłoża, używając dwustronnej taśmy węglowej. Do zlewki wlej 40 milliliters cieczy do ablacji.Wysokość cieczy nad celem wynosi 11 mm. Wyznacz rozmiar plamki, ablując cel srebrny za pomocą kilku impulsów laserowych. Aby zmierzyć rozmiar plamki, obejrzyj ablacyjny cel wraz z płytką mikrometryczną pod mikroskopem świetlnym wyposażonym w kamerę CCD.Aby zsyntezować nanocząsteczki srebra, należy poruszać sterowanym komputerowo, zmotoryzowanym stołem XY po ścieżce eliptycznej z prędkością 0,42 centimeters per second przy stałym mieszaniu i prowadzić ablację tarczy przez 20 do 40 minut. Roztwór nanocząsteczek z zlewki należy zebrać poprzez dekantację. Obecność nanocząsteczek należy potwierdzić, mierząc ich widma światła widzialnego w zakresie UV.Zmierz średnicę hydrodynamiczną nanocząstek metodą dynamicznego rozpraszania światła, rozcieńczając roztwór nanocząstek w stosunku 1 do 40 w roztworze do ablacji. Przy użyciu plastikowej kuwety o szerokości jednego centymetra wymagana jest całkowita objętość jednego mililitra rozcieńczonego roztworu. Przy wykorzystaniu kąta pomiarowego 180 stopni zmierz rozpraszanie światła przy długości fali 633 nanometrów, aby wyznaczyć średnicę nanocząstek zgodnie z równaniem Stokesa-Einsteina.Potwierdź rozmiar i kształt nanocząstek za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej, najpierw rozcieńczając roztwór nanocząstek w stosunku 1 do 40 w wodzie dwukrotnie destylowanej, aby usunąć nadmiar dodatków, które mogłyby zakłócić obrazowanie. Następnie nanieś dwie mikrolitry roztworu na miedzianą siatkę TEM powleczoną cienką błoną węglową Lacey. Osusz siatkę przez noc w temperaturze pokojowej pod próżnią w deskrykatorze przed obrazowaniem nanocząstek, zgodnie z opisem w protokole tekstowym.Aby obliczyć stężenie nanocząsteczek, należy usunąć wszelkie luźno przytwierdzone nanocząstki z ablacyjnego celu metalowego, umieszczając go na jedną minutę w sonikującej kąpieli wodnej z wodą destylowaną. Wysuszyć cel strumieniem sprężonego powietrza przez jedną minutę. Następnie zmierzyć masę celu na mikrowadze.Rozcieńczyć nanocząstki do maksymalnego stężenia 100 µg/mL w tym samym roztworze do ablacji. Przenieść od 15 do 17 ml rozcieńczonych nanocząstek do kuwety kwarcowej zawierającej mieszadełko magnetyczne. Użyć systemu laserowego Nd-YAG do generowania impulsów laserowych o długości 532 nm i czasie trwania 25 ps.Należy również użyć soczewki o ogniskowej 75 mm, aby skupić wiązkę lasera na środku roztworu. Naświetlaj roztwór od 30 minut do kilku godzin, w zależności od pożądanego rozmiaru. Aby zmierzyć właściwości przeciwbakteryjne nanocząstek, najpierw należy hodować kultury E.coli przez noc, a następnie rozcieńczyć je do gęstości optycznej 0,01 w świeżej pożywce LB. Jeśli nanocząstki zostały zsyntetyzowane w mediach ablacyjnych zawierających dodatki, należy dodać odpowiedni odczynnik do pożywki LB tak, aby stężenie pozostało stałe po dodaniu nanocząstek.Następnie należy dodać nanocząsteczki do rozcieńczonych kultur w stężeniach od 0 do 50 µg/mL. Hodować kultury z wytrząsaniem w temperaturze 37 °C przez kolejne dwie godziny. Po dwugodzinnej inkubacji próbki kultur należy rozcieńczyć seryjnie w stosunku 1:10 w świeżej pożywce LB. Następnie należy nanieść krople o objętości 10 µL z każdego rozcieńczenia na płytki agarowe LB.Po wchłonięciu kropel inkubuj płytki przez noc w temperaturze 37 stopni Celsjusza. Następnego dnia rano oblicz liczbę jednostek tworzących kolonie. W tej części nanocząstki wytworzone metodą ablacji laserowej impulsowej w cieczach są charakteryzowane pod kątem ich widm absorpcyjnych.Widmo światła widzialnego i ultrafioletowego nanocząsteczek srebra wykazuje charakterystyczny pik przy długości fali rezonansu plazmonowego powierzchni wynoszącej 400 nanometrów. W celu dalszej charakterystyki nanocząsteczek, ich rozkład wielkości mierzy się za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Traktowanie bakterii, takich jak E.coli, nanocząsteczkami zmniejsza ich żywotność, co określa się poprzez pomiar jednostek tworzących kolonie.Komórki poddano działaniu kanamycyny jako kontroli pozytywnej. Należy zauważyć, że komórki, które nie otrzymały nanocząsteczek srebra, hodowano w obecności 6 mM SDS, aby upewnić się, że surfaktanty same w sobie nie wywołują toksyczności. Po opanowaniu metody, nanocząsteczki mogą zostać wytworzone i scharakteryzowane w ciągu czterech do pięciu godzin.Badanie toksyczności przeciwbakteryjnej nanocząsteczek wymaga dodatkowych 24 godzin. Podczas wykonywania tej procedury należy pamiętać, że zapewnienie spójności między partiami wymaga dokładnego przestrzegania szczegółów, takich jak energia impulsu i ustawienie soczewki. Należy pamiętać, że prace te mogą być niezwykle niebezpieczne i podczas wykonywania tej procedury zawsze należy przestrzegać środków ostrożności, takich jak stosowanie odpowiedniej ochrony oczu.Dziękujemy za obejrzenie i życzymy powodzenia w przeprowadzaniu eksperymentów.

production-metal-nanoparticles-pulsed-laser-ablation-liquids-tool-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Bezpośredni zapis laserem femtosekundowym jest często wykorzystywany do tworzenia trójwymiarowych (3D) wzorów w polimerach i szkle. Jednakże formowanie metali w 3D wciąż stanowi wyzwanie. Opisujemy metodę wytwarzania nanostruktur srebrnych osadzonych w matrycy polimerowej przy użyciu lasera femtosekundowego o długości fali 800 nm.

Metoda wytwarzania rozłącznych nanostruktur srebrowych w 3D

Opisujemy eksperymentalną metodę osadzania cienkich warstw nanostrukturalnych tlenków za pomocą nanosekundowego pulsacyjnego osadzania laserowego (PLD) w obecności gazu tła. Dzięki tej metodzie można osadzać warstwy ZnO domieszkowane Alem (AZO), od zwartych po hierarchicznie ustrukturyzowane jak lasy nanodrzew.

Wytwarzanie nanoinżynieryjnych przezroczystych przewodzących tlenków za pomocą pulsacyjnego osadzania laserowego

Laserowa spektroskopia rozpadu przeprowadzona na cienkich narządach i tkankach nowotworowych skutecznie wykryła naturalne pierwiastki i sztucznie wstrzyknięty gadolin (Gd), emitowany z nanocząstek opartych na Gd. Obrazy pierwiastków chemicznych osiągnęły rozdzielczość 100 μm i czułość ilościową poniżej mM. Kompatybilność zestawu ze standardową mikroskopią optyczną podkreśla jego potencjał do dostarczania wielu obrazów tej samej tkanki biologicznej.

Spektroskopia rozpadu indukowanego laserem: nowe podejście do mapowania i kwantyfikacji nanocząstek w tkance narządowej

Opisujemy syntezę i właściwości wielofunkcyjnych nanocząstek Fe2O3-Au wytwarzanych metodą mokrej chemii i badamy ich właściwości fototermiczne za pomocą promieniowania laserowego. Kompozytowe nanocząstkiFe2O3-Au zachowują właściwości obu materiałów, tworząc wielofunkcyjną strukturę o doskonałych właściwościach magnetycznych i plazmonicznych.

Wielofunkcyjne hybrydowe nanocząstki Fe2O3-Au do wydajnego ogrzewania plazmonicznego

Ten protokół opisuje prostą metodę przygotowania zintegrowanych z nanocząstkami złota liposomów reagujących na światło z dostępnymi na rynku materiałami. Pokazuje również, jak zmierzyć proces kawitacji mikropęcherzyków zsyntetyzowanych liposomów po leczeniu laserem impulsowym.

Synteza zintegrowanych z nanocząstkami złota liposomów reagujących na światło i pomiar ich kawitacji mikropęcherzyków po wzbudzeniu laserem impulsowym

Wykrywanie endotoksyn w nanomateriałach inżynieryjnych stanowi jedno z największych wyzwań w dziedzinie nanomedycyny. W tym miejscu przedstawiamy studium przypadku, które opisuje ramy składające się z trzech różnych formatów LAL w celu oszacowania potencjalnego zanieczyszczenia endotoksynami w nanocząstkach.

Wykrywanie endotoksyn w nanopreparatach za pomocą testów lizatu amebocytów limulusa (LAL)

Kontrola temperatury podczas eksperymentów z mikroskopią elektronową w fazie ciekłej otwiera nowe perspektywy badania dynamiki nanocząstek w środowiskach ciekłych, naśladując ich powstawanie lub stosowanie mediów. Korzystając z niedawno opracowanych ogniw cieczy grzewczej, bezpośrednio obserwowaliśmy wpływ temperatury na procesy zarodkowania i wzrostu nanocząstek złota w wodzie.

Badanie wpływu temperatury na zarodkowanie i wzrost nanocząstek za pomocą mikroskopii elektronowej transmisji ciekłych komórek

Wprowadzamy cztery metody oceny aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząsteczek i powierzchni nanostrukturalnych za pomocą technik in vitro. Metody te można zaadaptować do badania interakcji różnych nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych z szeroką gamą gatunków drobnoustrojów.

Ocena aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych in vitro

Ultraszybka ablacja laserowa w cieczy to precyzyjna i wszechstronna technika syntezy nanomateriałów (nanocząstek [NPs] i nanostruktur [NSs]) w środowisku ciecz/powietrze. Nanomateriały ablowane laserowo mogą być funkcjonalizowane cząsteczkami aktywnymi Ramanem w celu wzmocnienia sygnału Ramana analitów umieszczonych na lub w pobliżu NS/NP.

Ultraszybkie nanocząstki i nanostruktury z ablacją laserową do zastosowań w wykrywaniu opartym na rozpraszaniu Ramana ze wzmocnieniem powierzchniowym

W tym badaniu, nanocząstki tlenku zostały zsyntetyzowane przy użyciu metody wytrącania. Działanie przeciwbakteryjne zsyntetyzowanych cząstek przetestowano przeciwko wielolekoopornym szczepom szczepów Staphylococcus aureus (MRSA) opornych na metycylinę i Pseudomonas aeruginosa.

Otrzymywanie nanocząstek tlenku i ocena ich działania przeciwbakteryjnego

Nanocząsteczki miedzi działają jak środki przeciwdrobnoustrojowe, generując reaktywne formy tlenu. W tym miejscu przedstawiono procedury wykazujące, że nanocząstki miedzi są skuteczne przeciwko trzem klinicznie istotnym patogenom i że pewne zaprogramowane szlaki śmierci komórki są zaangażowane w ten proces bakteriobójczy.

Badanie indukowanej przez nanocząstki miedzi programowanej śmierci komórek u bakterii

Poznaj metodę pulsacyjnej ablacji laserowej w cieczach do syntezy nanocząstek metali z kontrolowanymi właściwościami. Technika ta umożliwia ocenę aktywności przeciwbakteryjnej bez niebezpiecznych produktów ubocznych.

Wytwarzanie nanocząstek metali metodą pulsacyjnej ablacji laserowej w cieczach: narzędzie do badania właściwości przeciwbakteryjnych nanocząstek (Wideo) | JoVE Journal

Wytwarzanie nanocząstek metali metodą pulsacyjnej ablacji laserowej w cieczach: narzędzie do badania właściwości przeciwbakteryjnych nanocząstek

Przeglądaj więcej filmów