Name: Synteza wielościennych nanorurek węglowych modyfikowanych nanocząstkami srebra oraz ocena ich działania przeciwbakteryjnego i właściwości cytotoksycznych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-10T12:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 19 s
Description: Poznaj metodę syntezy nanokompleksów przeciwbakteryjnych z MWCNT i nanocząstek srebra. Oceń ich skuteczność bakteriobóczą oraz niską cytotoksyczność w testach na komórkach ludzkich.

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

To badanie było wspierane przez Chung-Ang University Research Grants (2016) oraz przez Program Rozwoju Technologii Nanomateriałowych przez National Research Foundation of Korea (NRF) finansowany przez Ministerstwo Nauki i ICT (No. 2017M3A7B8061942).

1. Utlenianie MWCNT
<ol>
	<li>Odmierz 30 - 50 mg MWCNT do fiolki o pojemności 50 ml. Powoli dodawać 8 ml roztworuH2SO4:HNO3 (90% stężenia początkowego, 3:1 obj./obj.) za pomocą pipety z końcówkami do pipet o pojemności 1 ml. 
	UWAGA: Przygotowanie należy przeprowadzić w dygestoriach chemicznych.
	<ol>
		<li>Odczekaj 30 minut, aż reakcja egzotermiczna się zakończy.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Sonikować roztwór w temperaturze 60 - 80 °C i mocy 160 W przez 1 godzinę, aż MWCNT osiądzie na dnie fiolki. 
	UWAGA: Poziom wody w sonikatorze powinien być niższy niż górna część fiolki, aby woda nie została wprowadzona do fiolki.</li>
	<li>Przenieść roztwór do probówki wirówkowej.
	<ol>
		<li>Za pomocą mikropipety dodaj kroplami 30 ml wody destylowanej do roztworu MWCNT-COOH. 
		UWAGA: Podczas dodawania wody destylowanej zachodzi silna reakcja egzotermiczna. Powoli dodawaj wodę destylowaną i poczekaj na ostygnięcie.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Odwirować roztwór MWCNT-COOH przy 12 000 x g i temperaturze pokojowej przez 15 min. 
	UWAGA: Podczas pracy wirówki upewnij się, że wirówka pozostaje zrównoważona, umieszczając probówkę o tej samej wadze naprzeciwko probówki z próbką.</li>
	<li>Usunąć supernatant za pomocą pipety i końcówki do pipety o pojemności 1 ml. Dodać 5 ml etanolu za pomocą pipety i 1 ml końcówki do pipety. Przepłukać ścianki fiolki dodatkowym odpipetowanym roztworem alkoholu etylowego. Odwirować roztwór o sile 12 000 x g i temperaturze pokojowej przez 15 minut.
	<ol>
		<li>Oznaczyć pH supernatantu za pomocą bibuły pH. Powtarzać mycie i odwirowywanie do momentu, aż pH sklarowanego osadu będzie neutralne.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Usunąć cały supernatant. Dodaj 1 ml wody destylowanej, aby wytrącić i równomiernie rozproszyć MWCNT-COOH w roztworze. Liofilizowany roztwór w temperaturze -60 °C w próżni do wyschnięcia.</li>
</ol>
2. Osadzanie nanocząsteczek srebra na MWCNT
<ol>
	<li>Umieścić 10 mg MWCNT-COOH w stożkowej probówce o pojemności 50 ml i rozcieńczyć 30 ml wody destylowanej. Sonikować roztwór w temperaturze 60 °C i 160 W przez 1 godzinę.</li>
	<li>Umieścić 6 ml 0,1 N AgNO3 w stożkowej probówce o pojemności 50 ml i rozcieńczyć 18 ml wody destylowanej. Roztwór sonikacyjny w temperaturze 60 °C i 160 W przez 1 h. 
	UWAGA: Dodać AgNO3 proporcjonalnie do całkowitej masy MWCNT tak, aby całkowita masa Ag nie przekraczała 20%.</li>
	<li>Dodawać roztwór AgNO3 kroplami do roztworu MWCNTs za pomocą pipety i końcówki pipety o pojemności 1 ml podczas sonikacji mieszaniny w temperaturze 60 °C i 160 W. Kontynuuj sonikację przez 1 godzinę po dodaniu AgNO3.</li>
	<li>Odwirować roztwór o sile 12 000 x g i temperaturze pokojowej przez 15 minut i usunąć supernatant. Odwirować roztwór i usunąć supernatant jeszcze dwa razy.</li>
	<li>Dodać 1 ml wody destylowanej do mieszaniny Ag-MWCNTs i równomiernie rozproszyć osad w roztworze. Dodać 5 ml etanolu i pozostawić reakcję w temperaturze pokojowej na 1 godzinę.</li>
	<li>Odwirować roztwór o sile 12 000 x g i temperaturze pokojowej przez 15 minut i usunąć supernatant.</li>
	<li>Oznaczyć pH supernatantu za pomocą bibuły pH. Powtarzać mycie i odwirowywanie do momentu, aż pH sklarowanego osadu będzie neutralne.</li>
	<li>Dodaj 1 ml wody destylowanej do Ag-MWCNT i równomiernie rozproszyć w roztworze. Roztwór liofilizować w temperaturze -70 °C w próżni przez 24 godziny.</li>
</ol>
3. Test strefy hamowania
<ol>
	<li>Zmieszać 18,12 g agaru R2A i 1 l wody destylowanej w kolbie. Sterylizować mieszaninę w autoklawie w temperaturze 121 °C przez 15 minut.</li>
	<li>Pozostaw żel do ostygnięcia w temperaturze pokojowej. Umieść 10 ml żelu na szalkach Petriego przed stwardnieniem, aby przygotować stałe podłoże.</li>
	<li>Umieść 100 μl bakterii na podłożu stałym. Rozprowadzić bakterie na stałym podłożu za pomocą rozsiewacza. 
	UWAGA: Procedurę tę należy przeprowadzić w dygestoriach chemicznych oświetlonym alkoholem lamp.</li>
	<li>Inkubować naczynia w temperaturze 30 °C przez 48 godzin.</li>
	<li>Wymieszać 3,12 g bulionu R2A z 1 litrem wody destylowanej w kolbie. Sterylizować mieszaninę w autoklawie w temperaturze 121 °C przez 15 minut.</li>
	<li>Przenieść wyhodowane kolonie do płynnego podłoża za pomocą pętli i igły i inkubować w inkubatorze przy 180 obr./min i temperaturze 30 °C.</li>
	<li>Zapisuj wartość OD (gęstości optycznej) za pomocą spektrofotometrii UV przy 600 nm co godzinę, aby zmierzyć wzrost bakterii. 
	UWAGA: W tym teście użyto agaru R2A, a nie standardowego agaru Muellera-Hintona, ponieważ R2A jest preferowanym agarem do wzrostu Methylobacterium spp.</li>
	<li>Umieść 10 ml przygotowanego agaru R2A na szalce Petriego, aby przygotować dolny agar.
	<ol>
		<li>Wymieszaj 3,12 g bulionu R2A i 8 g agaru z 1 l wody destylowanej. Sterylizować mieszaninę w autoklawie w temperaturze 121 °C przez 15 minut. Umieść 10 ml tego żelu na dolnym agarze</li> .
	</ol>
	</li>
	<li>Załadować 50 μl roztworu Ag-MWCNTs na sterylny krążek papierowy za pomocą mikropipety.
	<ol>
		<li>Wysuszyć i wysterylizować próbkę Ag-MWCNT w komorze próżniowej w świetle UV przez 30 minut.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Umieść próbkę Ag-MWCNTs na agarze .</li>
	<li>Inkubować płytkę agarową w temperaturze 30 °C przez 48 godzin.</li>
	<li>Strefa pomiaru zahamowania12. 
	UWAGA: Instrukcje dotyczące używanego oprogramowania znajdują się w bibliografiach.</li>
</ol>
4. Test antybakteryjny
<ol>
	<li>Powtórz kroki od 3.1 do 3.7, aby przygotować kulturę bakteryjną.</li>
	<li>Przy maksymalnej średnicy zewnętrznej zaszczepić 100 μl bakterii w 3 ml świeżej pożywki płynnej za pomocą pipety i końcówki mikropipety o pojemności 100 μl.</li>
	<li>Przygotować pięć próbek roztworu kontrolnego o objętości 50 μl w stożkowych probówkach o pojemności 15 ml. Do każdej probówki dodać następujące ilości: 1) metanol; 2) 1000 μg/mL MWCNT-COOH; 3) 50 μg/ml Ag-MWCNTs; 4) 40 μg/ml Ag-MWMWCNTs; 5) 30 μg/ml Ag-MWCNTs.</li>
	<li>Inkubować przy 180 obr./min i w temperaturze 30 °C aż do osiągnięcia maksymalnej aktywności kontrolnej, jak określono za pomocą spektrofotometrii UV, jak opisano powyżej.</li>
	<li>Zmierzyć wartość OD każdej próbki i obliczyć stężenie MIIC. Wartość OD jest bezpośrednio związana z liczbą komórek bakteryjnych w bulionie próbki.</li>
	<li>Rozprowadzić wyhodowane bakterie na stałym podłożu za pomocą rozsiewacza.</li>
	<li>Inkubować naczynie w temperaturze 30 °C przez 48 godzin.</li>
	<li>Policz kolonie bakterii i zmierz wartości CFU, aby określić aktywność przeciwbakteryjną12. 
	UWAGA: Instrukcje dotyczące używanego oprogramowania znajdują się w bibliografiach.</li>
</ol>
5. Test żywotności
<ol>
	<li>Po wyjęciu komórek hodowlanych z inkubatora, odessać pożywkę i przemyć trzykrotnie kroplami 5 ml PBS.</li>
	<li>Dodać 1 ml trypsyny-EDTA w PBS do umytej komórki i odessać po 1 minutach.
	<ol>
		<li>Dotknij płytki, aby usunąć zablokowane komórki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dodaj 5 ml DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium), a następnie usuń komórki. Odwirować próbki o masie 200 x g przez 3 minuty i usunąć supernatant.
	<ol>
		<li>Dodaj 1 ml DPBS i wymieszaj.</li>
		<li>Policz komórki w 10 μl roztworu za pomocą automatycznej maszyny do liczenia komórek. 
		UWAGA: Instrukcje dotyczące używanej maszyny do liczenia komórek znajdują się w przypisach13.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Umieścić 1 × 105 komórek AML12 na basenie w sześciodołkowej płytce zawierającej roztwór DMEM. Pożywka zawiera 10% (v/v) płodowej surowicy bydlęcej i 1% sterylnego antybiotyku.</li>
	<li>Inkubować płytkę przez 8 - 12 godzin w temperaturze 37 °C w środowisku 5% CO2/95% powietrza.</li>
	<li>Zassać supernatant ze studzienek za pomocą aspiratora.
	<ol>
		<li>Dodać każdą próbkę składającą się z kontrolnego NMS-DMSO (dimetylosulfotlenku) i 30-40 μg/ml Ag-MWCNT do 1 ml DMEM.</li>
		<li>Inkubować w temperaturze 37 °C w środowisku powietrza o stężeniu 5%CO2/95% przez 8 godzin.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Usunąć sklarowany osad i przemyć próbki 5 ml PBS.</li>
	<li>Dodaj kroplami 1 ml przygotowanego żywego/martwego zestawu (20 μl 2 mM EthD-1 z 5 μl 4 mM kalceiny AM w DMSO w 10 ml PBS) do komórki.</li>
	<li>Inkubować w temperaturze pokojowej przez 30 - 45 minut lub w temperaturze 37 °C przez 10 minut. Zmierzyć fluorescencję za pomocą standardowej mikroskopii fluorescencyjnej przy 100X lub 300X.</li>
</ol>
6. Test błękitu trypanowego
<ol>
	<li>Przygotować próbki zgodnie z krokami od 5.1 do 5.6.2 powyżej.</li>
	<li>Usunąć supernatant.</li>
	<li>Umyj płytę z 1 ml 1x DPBS i dekantacją.</li>
	<li>Dodaj 1 ml trypsyny na płytkę i inkubuj przez 3 minuty, aby odłączyć komórki od hodowli. Użyj pożywki do hodowli komórkowych, aby umyć płytkę i zebrać komórki. Umieść zebrane komórki w probówce o pojemności 15 ml.</li>
	<li>Probówka wirówkowa o ciśnieniu 200 x g i temperaturze 4 °C przez 3 min.</li>
	<li>Odrzucić supernatant. Dodaj 1 ml świeżej pożywki do osadu komórkowego i ponownie rozproszyć komórki.</li>
	<li>Dodać 10 μl błękitu trypanowego z 10 μl rozproszonych komórek i policzyć komórki za pomocą automatycznej maszyny do liczenia komórek. 
	UWAGA: Instrukcje dotyczące używanej maszyny do liczenia komórek znajdują się w bibliografii.</li>
</ol>

<ol><li>Löndahl, J. Physical and Biological Properties of Bioaerosols. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aL%C3%B6ndahl%2C+J+%22Bioaerosol+Detection+Technologies%22">Bioaerosol Detection Technologies</a>. , Springer. 33-48 (2014).</li>
<li>Jennings, S., Moran, A., Carroll, C. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/251238513_Bioaerosols_and_Biofilms">Bioaerosols and biofilms.</a> Biofilms in medicine, industry and environmental biotechnology. , IWA, London. 160-178 (2003).</li>
<li>Flemming, H. -C., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biofilm+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Microbiology%22%5BJournal%5D)">The biofilm matrix.</a> Nature Reviews Microbiology. 8 (9), 623-633 (2010).</li>
<li>Lewis, K. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC90417/">Riddle of biofilm resistance.</a> Antimicrobial agents and chemotherapy. 45 (4), 999-1007 (2001).</li>
<li>Doronina, N. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methylobacterium+suomiense+sp.+nov.+and+Methylobacterium+lusitanum+sp.+nov.%2C+aerobic%2C+pink-pigmented%2C+facultatively+methylotrophic+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Systematic+and+Evolutionary+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Methylobacterium suomiense sp. nov. and Methylobacterium lusitanum sp. nov., aerobic, pink-pigmented, facultatively methylotrophic bacteria.</a> International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 52 (3), 773-776 (2002).</li>
<li>Seo, Y., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4200021/">Antibacterial activity and cytotoxicity of multiwalled carbon nanotubes decorated with silver nanoparticles.</a> International Journal of Nanomedicine. 9, 4621-4629 (2014).</li>
<li>Chen, X., Schluesener, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanosilver%3A+a+nanoproduct+in+medical+application%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicologyletters%22%5BJournal%5D)">Nanosilver: a nanoproduct in medical application.</a> Toxicologyletters. 176 (1), 1-12 (2008).</li>
<li>Singh, M., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/256463087_Nanotechnology_in_medicine_and_antibacterial_effect_of_silver_nanoparticles">Nanotechnology in medicine and antibacterial effect of silver nanoparticles.</a> Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures. 3 (3), 115-122 (2008).</li>
<li>Morones, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+bactericidal+effect+of+silver+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">The bactericidal effect of silver nanoparticles.</a> Nanotechnology. 16 (10), 2346(2005).</li>
<li>Martinez-Castanon, G., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/225152132_Synthesis_and_antibacterial_activity_of_silver_nanoparticles_with_different_sizes">Synthesis and antibacterial activity of silver nanoparticles with different sizes.</a> Journal of Nanoparticle Research. 10 (8), 1343-1348 (2008).</li>
<li>Lok, C. -N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanoparticles%3A+partial+oxidation+and+antibacterial+activities%5BTitle%5D)+AND+%22JBIC+Journal+of+Biological+Inorganic+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Silver nanoparticles: partial oxidation and antibacterial activities.</a> JBIC Journal of Biological Inorganic Chemistry. 12 (4), 527-534 (2007).</li>
<li>Ferreira, T., Rasband, W. ImageJ User Guide Home Page. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://imageJ.nih.gov/ij/docs/guide">http://imageJ.nih.gov/ij/docs/guide</a> (2010).</li>
<li>NanoEnTek Inc. Juli Br User Guide. , Hwaseong, Korea. Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.nanoentek.com/upload/product/11/JuLI%20Br_User%20manual%20(V.1.6).pdf">http://www.nanoentek.com/upload/product/11/JuLI%20Br_User%20manual%20(V.1.6).pdf</a> (2012).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W tym miejscu przedstawiamy prostą metodę przygotowania MWCNT z osadzonymi nanocząstkami Ag. Ten nanomateriał zawierający srebro wykazuje znaczne działanie przeciwbakteryjne i minimalny potencjał niekontrolowanego wchłaniania nanocząsteczek srebra w organizmie. Wykazaliśmy, że 30 μg/ml zsyntetyzowanych Ag-MWCNT to skuteczny poziom aktywności przeciwbakteryjnej przeciwko Methylobacterium spp. o znikomej cytotoksyczności dla komórek wątroby ssaków. Chociaż przed ekspansją w sektorze komercyjnym wymagane są dodatko...

Ostatecznym celem tego badania jest stworzenie przyjaznych dla środowiska antybakteryjnych nanomateriałów, które mogą hamować rozwój bakterii tworzących biofilmy. Te przeciwbakteryjne nanomateriały mają potencjał, aby przezwyciężyć problemy związane z toksycznością i opornością na antybiotyki powszechnie stosowanych chemikaliów lub antybiotykowych związków chemicznych. Biofilm to uwodniona zewnątrzkomórkowa substancja polimerowa (EPS), która składa się z polisacharydów, białek, kwasów nukleinowych i lipidów1,2. Biofilmy zapobiegają przedostawaniu się obcych substancji i pomagają bakteriom w dynamicznym rozwoju3,4. Biofilmy powodują nieprzyjemny zapach i przewlekłe choroby zakaźne5,6. Na przykład Methylobacterium spp. rośnie poprzez przyleganie do miejsc, w których zawsze występuje woda lub w których trudno jest zapewnić ciągłą eliminację bakterii, takich jak wymienniki ciepła klimatyzatorów, prysznice i urządzenia medyczne. Tego typu biofilmy powodują nieprzyjemny zapach i przewlekłe choroby zakaźne5,6.
Zazwyczaj, chemikalia lub antybiotykowe związki chemiczne są używane do hamowania wzrostu bakterii, które tworzą biofilmy. Pojawienie się bakterii opornych na antybiotyki i obawy o bezpieczeństwo chemikaliów in vivo napędzają potrzebę opracowania nowych materiałów zapobiegających tworzeniu się biofilmów i hamujących rozwój bakterii.
W tym badaniu syntetyzowane są nanomateriały przeciwdrobnoustrojowe, które są wolne od oporności na antybiotyki i toksyczności. Srebro jest dobrze znaną substancją przeciwdrobnoustrojową, a ostatnie osiągnięcia w dziedzinie nanonauki i nanotechnologii doprowadziły do aktywnych badań nad przeciwdrobnoustrojowym działaniem nanocząstek metali7,8. Ostatnie badania wykazały, że mały rozmiar i wysoki stosunek powierzchni do objętości nanocząstek skutkują zwiększoną aktywnością przeciwbakteryjną9,10,11.
Przedstawione tutaj nanomateriały łączą nanocząstki srebra o zwiększonych właściwościach przeciwdrobnoustrojowych oraz nanorurki węglowe o wysokim współczynniku kształtu, zwiększając w ten sposób powierzchnię na jednostkę objętości. Wytworzony kompozyt nanocząstek srebra i nanorurek węglowych wykazuje znaczne właściwości przeciwdrobnoustrojowe i minimalną toksyczność dla komórek ludzkich i zwierzęcych. W procesach syntetycznych w poprzednich badaniach wykorzystuje się niebezpieczne środki redukujące, takie jak NaBH4, formamid, dimetyloformamid i hydrazyna. Proces ten jest skomplikowany, niebezpieczny i czasochłonny. Opisany tutaj proces syntetyczny wykorzystuje etanol jako znacznie mniej niebezpieczny środek redukujący.
Zmierzono strefę inhibicji i minimalne stężenie bakteriobójcze (MBC) dla Ag-MWCNTs; Do pomiaru toksyczności i właściwości przeciwbakteryjnych użyto testów żywego/martwego i błękitu trypanowego. Nie przeprowadzono testów minimalnego stężenia hamującego (MIC) i toksyczności mitochondrialnej (MTT) ze względu na nietypowy kolor nanorurek węglowych, który zakłócałby testy. Na koniec określono minimalne stężenie zapobiegające wzrostowi Methylobacterium spp. bez wpływu na komórki ssaków.

<table><tbody><tr><td>0,1 N azotan srebra</td><td>SIGMA-ALDRICH</td><td>1090811000</td><td></td></tr><tr><td>Nanorurka węglowa, wielościenna</td><td>Tokyo Chemical Industry Co., LTD</td><td>308068-56-6</td><td></td></tr><tr><td>Agar R2A</td><td>MBcell</td><td>MB-R1129</td><td></td></tr><tr><td>R2A bulion</td><td>MBcell</td><td>MB-R2230</td><td></td></tr><tr><td>Methylobacterium spp.</td><td>KCTC</td><td>12618</td><td>z Korei Kolekcja dla kultur typu Daejeon Korea 12618, Daejon, Korea</td></tr><tr><td>ŻYWY/MARTWY Zestaw do obrazowania komórek</td><td>ThermoFisher SCIENTIFIC</td><td>R37601</td><td></td></tr><tr><td>AML12</td><td></td><td></td><td>z Chungnam University, Dajeon, Korea</td></tr><tr><td>ludzki PBMC</td><td>ATCC</td><td>PCS-800-011</td><td></td></tr><tr><td>TEM</td><td>JEOL</td><td>JEM-2100F</td><td></td></tr><tr><td>XRD</td><td>Rigaku</td><td>D/MAX 2500</td><td>Źródło fotonów Cu K (40kV, 100mA)</td></tr><tr><td>JuLI Br</td><td>NanoEnTek</td><td>JULI-BRSC&nbsp;</td><td></td></tr></tbody></table>

synteza wielościennych nanorurek węglowych modyfikowanych nanocząstkami srebra oraz ocena ich działania przeciwbakteryjnego i właściwości cytotoksycznych

Synthesis of Multi-walled Carbon Nanotubes Modified with Silver Nanoparticles and Evaluation of Their Antibacterial Activities and Cytotoxic Properties

W tym badaniu, wielościenne nanorurki węglowe (MWCNT) zostały potraktowane wodnym roztworem kwasu siarkowego, tworząc grupę funkcyjną na bazie tlenu. Srebro MWCNT otrzymano przez redukcyjne osadzanie srebra z wodnego roztworu AgNO3 na utlenionych MWCNT. Biorąc pod uwagę unikalny kolor nanorurek węglowych, nie było możliwe zastosowanie ich do minimalnych testów stężenia hamującego lub toksyczności mitochondrialnej w celu oceny toksyczności i właściwości przeciwbakteryjnych, ponieważ zakłócałyby one testy. Zmierzono strefę inhibicji i minimalne stężenie bakteriobójcze dla Ag-MWCNT, a do pomiaru toksyczności i właściwości przeciwbakteryjnych CNT użyto testów Żywy/Martwy i Trypan Blue.

Obrazy z transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM) potwierdzają powstanie Ag-MWCNT (Rysunek 1A oraz 1B). Ich pomyślną syntezę potwierdzono poprzez zmianę ładunku powierzchniowego. Obliczono rozmiar cząsteczek Ag osadzonych na MWCNT (Rysunek 1C). Średnia wielkość cząstek wynosiła około 3,83 nm. Dyfraktogram XRD zsyntetyzowanych Ag-MWCNT przedstawiono na Rysunek 1DPeak przy 20 - 30...

W tym badaniu, nanomateriały przeciwdrobnoustrojowe zostały zsyntetyzowane przez kwasowe utlenianie wielościennych nanorurek węglowych i późniejsze redukcyjne osadzanie nanocząstek srebra. Przeprowadzono badania aktywności przeciwdrobnoustrojowej i cytotoksyczności z wykorzystaniem przygotowanych nanomateriałów.

Synteza wielościennych nanorurek węglowych modyfikowanych nanocząstkami srebra oraz ocena ich działania przeciwbakteryjnego i właściwości cytotoksycznych

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver ...

Ogólnym celem tej procedury jest wytworzenie nanokompleksów przeciwbakteryjnych składających się z nanorurek węglowych z nanocząstkami srebra syntetyzowanymi na powierzchni nanorurki. Metoda ta może być wykorzystana do opracowania nowych nanomateriałów bakteryjnych, które mają niską toksyczność dla ludzi, a jednocześnie mają silne właściwości septyczne dla różnych rodzajów bakterii i biofilmów. Protokół opisuje ocenę nanokompleksów w zwalczaniu bakterii przy zachowaniu ich bioporównywalności z ludźmi.Aby rozpocząć procedurę, umieść od 30 do 50 miligramów MWCNT w 50-mililitrowej fiolce. Używając mikropipety wyposażonej w jednomililitrowe końcówki do pipet, powoli dodaj osiem mililitrów objętościowego roztworu kwasu siarkowego i kwasu azotowego w proporcji trzy do jednego do jednego do MWCNT. Odczekaj 30 minut na zakończenie reakcji egzotermicznej, a następnie poddaj roztwór sonikacji w temperaturze od 60 do 80 stopni Celsjusza i mocy 160 watów, aż MWCNT osiądą na dnie fiolki, co zwykle trwa około godziny.Przenieść mieszaninę do probówki wirówkowej. Za pomocą mikropipety ostrożnie dodaj kroplami 30 mililitrów wody destylowanej do MWCNT funkcjonalizowanych kwasem karboksylowym, zatrzymując się, aby mieszanina ostygła w razie potrzeby. Następnie odwirować mieszaninę o stężeniu 12 000 G przez 15 minut.Usunąć supernatant za pomocą pipety wyposażonej w końcówkę do pipety o pojemności jednego mililitra. Dodać pięć mililitrów etanolu do ciała stałego i przepłukać ścianki fiolki dodatkowym etanolem. Ponownie odwirować mieszaninę z tymi samymi ustawieniami i sprawdzić pH supernatantu za pomocą bibuły do pomiaru pH.Kontynuować płukanie ciał stałych przez odwirowanie w etanolu, aż pH supernatantu stanie się neutralne, następnie usunąć supernatant i dodać jeden mililitr wody destylowanej do osadu. Rozproszyć MWCNT funkcjonalizowane kwasem karboksylowym w wodzie i wysuszyć dyspersję na zimno w temperaturze minus 60 stopni Celsjusza w próżni. Umieść 10 miligramów liofilizowanych kwasem karboksylowym MWCNT w 50-mililitrowej stożkowej probówce wirówkowej.Dodaj 30 mililitrów wody destylowanej do probówki. Połącz sześć mililitrów 0,1 normalnego azotanu srebra i 18 mililitrów wody destylowanej w innej 50-mililitrowej stożkowej probówce. Sonikuj obie mieszaniny w temperaturze 60 stopni Celsjusza i mocy 160 watów przez jedną godzinę.Następnie, nadal sonifikując dyspersję MWCNT w temperaturze 60 stopni Celsjusza i 160 watach, dodaj roztwór azotanu srebra kroplami do dyspersji MWCNT za pomocą pipety wyposażonej w jednomililitrową końcówkę do pipety. Po zakończeniu dodawania należy kontynuować sonikację mieszaniny przez godzinę, a następnie odwirować mieszaninę przez 15 minut w temperaturze 12 000 G w temperaturze pokojowej i usunąć supernatant. Ponownie rozproszyć srebrne MWCNT w 30 mililitrach wody destylowanej przez sonikację w temperaturze 24 stopni Celsjusza przez 30 minut.Powtórzyć wirowanie w 30 mililitrach wody destylowanej i dwukrotnie usunąć supernatant. Następnie rozprowadź umyte srebrne MWCNT w jednym mililitrze wody destylowanej za pomocą sonikacji przez pięć minut. Dodaj pięć mililitrów etanolu do dyspersji i mieszaj mieszaninę w temperaturze pokojowej przez godzinę.Następnie odwirować mieszaninę przez 15 minut w temperaturze 12 000 G w temperaturze pokojowej i sprawdzić pH supernatantu. Usunąć supernatant i ponownie rozproszyć mieszaninę w pięciu mililitrach etanolu przez wirowanie. Kontynuować płukanie osadu w etanolu przez odwirowanie, aż pH sklarowanego osadu stanie się neutralne.Na koniec rozprowadź umyte srebrne MWCNT w jednym mililitrze wody destylowanej. Liofilizować dyspersję w temperaturze minus 70 stopni Celsjusza w próżni przez 24 godziny i przechowywać dyspersję w szczelnie zamkniętym pojemniku. Aby rozpocząć przygotowanie testu, wymieszaj i autoklawuj 18,12 grama agaru R2A i jeden litr wody destylowanej.Pozostaw żel do ostygnięcia w temperaturze pokojowej. Gdy żel będzie gotowy do nalewania, umieść 10 mililitrów żelu na 90-milimetrowych szalkach Petriego i pozwól agarowi stwardnieć. W dygestorium użyj pętli i igły wysterylizowanych w płomieniu alkoholowym, aby rozprowadzić 100 mikrolitrów mieszaniny gatunków methylobacterium na powierzchni pożywki hodowlanej.Inkubuj naczynia w temperaturze 30 stopni Celsjusza przez 48 godzin, a następnie wymieszaj 3,12 grama bulionu R2A z jednym litrem wody destylowanej i autoklawuj pożywkę w temperaturze 121 stopni Celsjusza przez 15 minut. Użyj wysterylizowanej pętli i igły, aby przenieść kolonie do pożywki wzrostowej R2A. Inkubować próbkę w inkubatorze z wytrząsaniem w temperaturze 30 stopni Celsjusza i 180 obr./min.Mierz gęstość optyczną z prędkością 600 nanometrów co godzinę, aż gęstość optyczna będzie większa niż 0,7. Następnie przygotuj kolejną szalkę Petriego zawierającą 10 mililitrów agaru R2A. Następnie wymieszaj 3,12 grama bulionu R2A i osiem gramów agaru z jednym litrem wody destylowanej.Mieszaninę należy sterylizować w autoklawie w temperaturze 121 stopni Celsjusza przez 15 minut. Wymieszaj 100 mikrolitrów kultury methylobacterium z mieszaniną agarów. Wlać 10 mililitrów żelu zawierającego metylobakterię na dolną warstwę agaru R2A na szalce Petriego, a następnie przygotować dyspersję pożądanego stężenia liofilizowanych srebrnych MWCNT w wodzie destylowanej.Za pomocą mikropipety załadować 50 mikrolitrów tej dyspersji na sterylny dysk papierowy o wymiarach sześć na jeden milimetr. Nałóż wodę destylowaną na inny sterylny krążek papierowy jako kontrolę. Wysuszyć i wysterylizować oba dyski w komorze próżniowej pod wpływem światła UV przez 30 minut.Następnie umieść srebrną próbkę MWCNT i kontrolę na agarze i inkubuj płytkę agarową w temperaturze 30 stopni Celsjusza przez 48 godzin. Zmierz strefę inhibicji wokół próbki srebra MWCNT po zakończeniu. Przed badaniem należy autoklawować potrójnie destylowaną wodę o temperaturze 121 stopni Celsjusza przez 15 minut.Przygotuj dyspersję 1000 mikrogramów na mililitr MWCNT funkcjonalizowanych kwasem karboksylowym i 50 mikrogramów na mililitr, 40 mikrogramów na mililitr i 30 mikrogramów na mililitr dyspersji srebra MWCNT w tej sterylnej wodzie. Aby rozpocząć procedurę testowania przeciwbakteryjnego, należy przygotować kulturę methylobacterium zgodnie z wcześniejszym opisem i monitorować jej gęstość optyczną przy 600 nanometrach. Gdy gęstość optyczna osiągnie maksimum, zaintruj 100 mikrolitrów kultury methylobacterium w trzech mililitrach świeżej pożywki hodowlanej R2A.Umieść 500 mikrolitrów tego roztworu w każdej z pięciu 15-mililitrowych stożkowych probówek. Dodaj 100 mikrolitrów metanolu do jednej z probówek, aby przygotować próbkę referencyjną metanolu. Przygotować próbkę dla każdej z czterech dyspersji w ten sam sposób.Inkubować próbki i pozostałą kulturę kontrolną methylobacterium przy prędkości 180 obr./min i w temperaturze 30 stopni Celsjusza, aż gęstość optyczna próby kontrolnej wskaże maksymalną aktywność. Użyj wysterylizowanego rozsiewacza, aby rozprowadzić każdą próbkę na stałym żelu agarowym R2A na szalkach Petriego. Inkubuj naczynia w temperaturze 30 stopni Celsjusza przez 48 godzin.Policz powstałe kolonie bakterii i określ minimalne stężenie bakteriobójcze. Srebro MWCNT udało się zsyntetyzować przy użyciu opisanej procedury. Średnia wielkość osadzonych cząstek srebra wynosiła około 3,83 nanometra.Nie zaobserwowano wzrostu Methylobacterium w przypadku hodowli z dyspersjami srebra MWCNT o stężeniu 50 mikrogramów na mililitr lub 40 mikrogramów na mililitr. Populacja bakterii została zmniejszona 100 000 razy w stosunku do próbki kontrolnej, gdy była hodowana z dyspersją srebra MWCNT o stężeniu 30 mikrogramów na mililitr. Strefę inhibicji zaobserwowano wokół próbki przygotowanej z dyspersji MWCNT srebra o stężeniu 10 mikrogramów na mililitr.Nie zaobserwowano żadnej strefy inhibicji dla próbki przygotowanej z dyspersji o stężeniu jednego mikrograma na mililitr. Pewną cytotoksyczność zaobserwowano po dodaniu dyspersji MWCNT srebra w ilości 40 mikrogramów na mililitr. Nie zaobserwowano istotnej cytotoksyczności po dodaniu dyspersji 30 mikrogramów na mililitr.Test błękitu trypanowego potwierdził, że cytotoksyczność była minimalna po dodaniu 30 mikrogramów na mililitr dyspersji MWCNT srebra. Protokół ten pomógłby naukowcom w przygotowaniu nanokompleksów zawierających nanocząstki metali, które działają bezpośrednio na nanomateriały węglowe. Zgodnie z tym protokołem naukowcy będą mogli również ocenić właściwości przeciwbakteryjne przygotowanych nanokompleksów.

synthesis-multi-walled-carbon-nanotubes-modified-with-silver

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Ultrafiltracja przepływem stycznym (TFU) to metoda recyrkulacji stosowana do separacji próbek biologicznych na podstawie masy. Metodę TFU zaadaptowano w celu selekcji rozmiarów (średnica 1-20 nm) i silnego zagęszczenia dużej objętości polidyspersyjnych nanocząsteczek srebra (z 4 L o stężeniu 15.2 μg ml-1 do 4 ml o stężeniu 8,539.9 μg ml-1) przy minimalnej agregacji.

Ultrafiltracja przepływem stycznym: „zielona” metoda selekcji rozmiaru i zagęszczania koloidalnych nanocząstek srebra

Weźmy rurki z medium zawierającym kompozyt nanocząsteczkowy, zaprojektowany z połączenia metali przejściowych i węgla.Wprowadź antybiotykooporne bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne do oddzielnych probek jako próbki testowe.Uwzględnij nieleczone bakterie jako środek negatywny, a bakterie leczone antybiotykami jako pozytywne.Inkubuj próbki poprzez potrząsanie.U bakterii Gram-ujemnych porowata błona zewnętrzna i cienka warstwa peptydoglikanu ułatwiają przedostawanie się nanocząstek, prowadząc do...

Ocena aktywności przeciwdrobnoustrojowej kompozytu nanocząsteczkowego przeciwko bakteriom patogennym

Dyskutowaliśmy o syntezie pojedynczych nanokubków grafitowych za pomocą szeregu technik, w tym chemicznego osadzania z fazy gazowej, utleniania kwasem i sonikacji końcówki sondy. Poprzez redukcję HAuCl4 za pomocą cytrynianu, grafitowe nanokubki zostały skutecznie zakorkowane nanocząstkami złota ze względu na chemicznie reaktywne krawędzie bańek.

Synteza i funkcjonalizacja kubków z nanorurek węglowych domieszkowanych azotem z nanocząstkami złota jako zatyczkami korkowymi

Srebrne nanodruty mogą jednocześnie transportować elektrony i informacje optyczne w postaci plazmonów powierzchniowych. Opisano tutaj procedurę realizacji takiego wspólnego obwodu i oceniane są ograniczenia w propagacji obu nośników informacji.

Ocena transportu plazmonicznego w przewodzących prąd nanodrutach srebra

Informujemy o inteligentnym zastosowaniu nanorurek węglowych do kinetycznej stabilizacji cząsteczek lipidowych, które zawierają samoorganizujące się nanostruktury w swoich rdzeniach. Przygotowanie cząsteczek lipidowych wymaga raczej niskich stężeń nanorurek węglowych, co pozwala na ich wykorzystanie w zastosowaniach biomedycznych, takich jak dostarczanie leków.

Łatwe przygotowanie wewnętrznie samoorganizujących się cząstek lipidowych stabilizowanych przez nanorurki węglowe

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

Ten artykuł szczegółowo opisuje metodę opartą na nanocząstkach srebra do łagodzenia zespołu atrezji dróg żółciowych w eksperymentalnym modelu myszy z atrezją dróg żółciowych. Solidne zrozumienie procesu przygotowania odczynnika i techniki wstrzykiwania noworodków na myszach pomoże zapoznać badaczy z metodą stosowaną w badaniach na modelu noworodkowym myszy.

Metoda nanocząstek srebra w łagodzeniu zespołu atrezji dróg żółciowych u myszy

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

Prezentowany tutaj jest protokół użycia nanocząsteczek srebra do skutecznego łagodzenia ostrych objawów u myszy z chorobą zwyrodnieniową stawów wywołaną kolagenazą typu II, w tym zapalenie błony maziowej, przerost błony maziowej, przerost naczyń krwionośnych, itp.

Łagodzenie choroby zwyrodnieniowej stawów u myszy za pomocą nanocząstek srebra

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

Tutaj wprowadzamy nanokompozyty tlenek grafenu i miedź (GO/Cu) jako nanomateriał antybakteryjny. Skuteczność przeciwbakteryjną nanokompozytów GO/Cu oceniano zarówno wobec bakterii Gram-dodatnich, jak i opornych na antybiotyki.

Wytwarzanie antybakteryjnych nanokompozytów tlenek grafenu i miedź

Poznaj metodę syntezy nanokompleksów przeciwbakteryjnych z MWCNT i nanocząstek srebra. Oceń ich skuteczność bakteriobóczą oraz niską cytotoksyczność w testach na komórkach ludzkich.

Synteza wielościennych nanorurek węglowych modyfikowanych nanocząstkami srebra oraz ocena ich działania przeciwbakteryjnego i właściwości cytotoksycznych (Wideo) | JoVE Journal

Synteza wielościennych nanorurek węglowych modyfikowanych nanocząstkami srebra oraz ocena ich działania przeciwbakteryjnego i właściwości cytotoksycznych

Przeglądaj więcej filmów