Name: Skuteczna metoda selektywnego odsalania radioaktywnych anionów jodu przy użyciu filtra membranowego z nanocząstkami złota (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-13T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: Poznaj metodę selektywnego odsalania radioaktywnego jodu przy użyciu filtra membranowego z nanocząstkami złota. Technika ta umożliwia szybkie i wydajne usuwanie pierwiastków radioaktywnych z roztworów wodnych.

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

playerTrialDesktop

Ta praca została wsparta grantem badawczym z Narodowej Fundacji Badawczej Korei (numer grantu: 2017M2A2A6A01070858).

1. Synteza nanocząstek złota stabilizowanych cytrynianem
<ol>
	<li>Kolbę okrągłodenną z dwiema szyjkami (250 ml) i mieszadło magnetyczne przemyć wodą królewską, mieszaniną stężonego kwasu solnego i stężonego kwasu azotowego w stosunku objętościowym 3:1. 
	UWAGA: Roztwór wody królewskiej jest wyjątkowo i może spowodować wybuch lub oparzenia skóry, jeśli nie będzie obchodzony z najwyższą ostrożnością.</li>
	<li>Dokładnie spłucz szklane naczynia wodą dejonizowaną, aby usunąć resztki kwasu wodnego.</li>
	<li>Dodać 120 ml roztworu kwasu chloroaurowego (HAuCl4,1 mM) do dwuszyjkowej kolby okrągłodennej (250 ml) i podgrzać ją do refluksu przy ciągłym mieszaniu.</li>
	<li>Szybko dodać 12 ml roztworu trizasadowego cytrynianu sodu (35 mM) do dwuszyjkowej kolby okrągłodennej i przetrząsać powstałą mieszaninę przez kolejne 20 minut w celu całkowitej redukcji soli złota.</li>
	<li>Pozwól, aby koloidalna zawiesina nanocząstek (ciemnoczerwona) ostygła do temperatury pokojowej.</li>
	<li>Zmierzyć stężenie nanocząstek złota (AuNPs) za pomocą spektroskopii UV-vis przy długości fali 520 nm (współczynnik ekstynkcji 2,8 x 108) za pomocą kuwety kwarcowej (długość drogi 1 cm).</li>
	<li>Dodaj jedną kroplę zawiesiny AuNPs na miedzianą siatkę pokrytą węglem (400 oczek) i wysusz ją w temperaturze pokojowej. Zmierz wielkość AuNP za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM).</li>
	<li>Zawiesinę koloidalnych nanocząstek złota należy przechowywać w temperaturze 4 °C.</li>
</ol>
2. Przygotowanie membrany hybrydowej (Au-CAM)
<ol>
	<li>Przygotowanie filtra membranowego z nanocząstkami złota za pomocą jednostki strzykawkowej
	<ol>
		<li>Trzykrotnie przemyć membranę z octanu celulozy (wielkość porów: 0,45 μm, średnica: 25 mm) wspartą na jednostce filtrującej wodą dejonizowaną (10 ml).</li>
		<li>Pobrać 10 ml stabilizowanych cytrynianem AuNPs (10 nM) za pomocą sterylnej strzykawki (20 ml) i powoli dodawać do wstępnie umytego filtra membranowego z octanu celulozy (<klasa silna = "xfig">Rysunek 1).</li>
		<li>Umyj jednostkę filtrującą trzykrotnie 10 ml wody dejonizowanej, aby usunąć nieunieruchomione AuNPs. 
		UWAGA: AuNP unieruchomione na membranie octanu celulozy są wysoce stabilne, a co za tym idzie, Au-CAM mogą być przechowywane w warunkach otoczenia przez kilka tygodni bez utraty swoich właściwości chemicznych lub stabilności.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie filtra membranowego z nanocząstek złota przez pompę próżniową
	<ol>
		<li>Umieść membranę z octanu celulozy (wielkość porów: 0,45 μm, średnica: 47 mm) między uchwytem filtra ze szkła spiekanego (średnica: 40 mm) a lejkiem z podziałką (300 ml).</li>
		<li>Połączyć zespół wspornika ze szkła spiekanego i lejka z podziałką do kolby regeneracyjnej (500 ml) i pompy próżniowej.</li>
		<li>Dodać 10 ml stabilizowanych cytrynianem AuNP (10 nM) do lejka miarowego, a następnie zastosować próżnię, aż wszystkie AuNP zostaną przepuszczone przez membranę octanu celulozy (około 20 s).</li>
		<li>Powtórzyć tę samą procedurę (krok 2.2.3) po drugiej stronie membrany, aby unieruchomić AuNP po obu stronach membrany.</li>
		<li>Analizuj powierzchnię Au-CAM za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) w warunkach wysokiej wydajności przy napięciach przyspieszających do 15 kV (<silna klasa="xfig">Rysunek 2d). 
		UWAGA: Aby sprawdzić stabilność nanocząstek na Au-CAM w warunkach wysokiej soli, membranę kompozytową zanurzono w roztworze 1,0 M NaCl na 2 godziny, a następnie przeprowadzono oględziny w celu potwierdzenia stabilności Au-CAM.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Adsorpcja radioaktywnego jodu przy użyciu Au-CAM w systemie wsadowym
<ol>
	<li>Rozcieńczyć radioaktywny jod ([125I]NaI, 2,2 MBq) w 3 ml czystej wody, 1,0 M NaCl lub 10 nM NaI i dodać każdy roztwór do szalki Petriego (średnica 50 mm × wysokość 15 mm). 
	UWAGA: Utleniony radioaktywny jod może być lotny i należy się z nim obchodzić za pomocą odpowiednich ołowianych osłon i ołowianych fiolek. Wszystkie etapy radiochemiczne powinny być wykonywane w dobrze wentylowanym okapie przefiltrowanym węglem drzewnym, a procedury eksperymentalne muszą być monitorowane przez detektory radioaktywności.</li>
	<li>Umieścić Au-CAM, który jest przygotowany przy użyciu filtra próżniowego, w radioaktywnych roztworach jodu i delikatnie wstrząsnąć nimi w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Pobrać 10 μl radioaktywnego roztworu jodu z płytki Petriego w określonych punktach czasowych (0, 5, 10, 30, 60, 120 min) i zmierzyć radioaktywność podwielokrotności za pomocą automatycznego licznika γ.</li>
	<li>Po 120 minutach przepłukać Au-CAM oczyszczoną wodą, a następnie zmierzyć ilość radioaktywności wychwyconej na membranie za pomocą automatycznego licznika γ (<silna klasa = "xfig">Rysunek 3).</li>
</ol>
4. Odsalanie radioaktywnego jodu w warunkach ciągłego dopływu
<ol>
	<li>Usuwanie radioaktywnych anionów jodu (125I-) za pomocą filtra Au-CAM
	<ol>
		<li>Rozpuść radioaktywny jod (3,7 MBq) w 50 ml czystej wody, PBS 1x, 1,0 M NaCl, 0,1 M NaOH, 0,1 M HCl, 10 mM CsCl, 10 mM SrCl2, syntetycznym moczu lub wodzie morskiej.</li>
		<li>Pobrać 50 ml każdego roztworu za pomocą sterylnej strzykawki (50 ml) i przepuścić przez jednostkę filtrującą Au-CAM z szybkością przepływu około 1,5 ml / s za pomocą pompy strzykawkowej (<klasa silna = "xfig">Rysunek 1).</li>
		<li>Przenieść 5 ml filtratu do plastikowej fiolki w celu ilościowego określenia radioaktywności w roztworze.</li>
		<li>Zmierz ilość resztkowej radioaktywności w roztworze filtratu za pomocą automatycznego licznika γ (Rysunek 4).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Test wielokrotnego użytku filtra Au-CAM
	<ol>
		<li>Rozpuść radioaktywny jod w syntetycznym moczu lub wodzie morskiej (3,7 MBq/50 ml).</li>
		<li>Pobrać 50 ml roztworu za pomocą sterylnej strzykawki (50 ml) i dodać go do jednostki filtrującej Au-CAM z szybkością przepływu około 1,5 ml/s za pomocą pompy strzykawkowej.</li>
		<li>Powtórzyć tę samą procedurę filtracji (krok 4.2.2) siedem razy, używając jednego modułu filtrującego Au-CAM.</li>
		<li>Przenieść 5 ml filtratu do plastikowej fiolki w celu ilościowego określenia radioaktywności w roztworze.</li>
		<li>Zmierz ilość radioaktywności w siedmiu roztworach filtracyjnych za pomocą automatycznego licznika γ.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Ojovan, M. I. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOjovan%2C+MI+%22Handbook+of+Advanced+Radioactive+Waste+Conditioning+Technologies%22">Handbook of Advanced Radioactive Waste Conditioning Technologies</a>. , Woodhead Publishing Limited. Cambridge. (2011).</li>
<li>Abdel Rahman, R. O., Ibrahim, H. A., Hung, Y. -T. <a target="_blank" href="http://www.mdpi.com/2073-4441/3/2/551/htm">Liquid Radioactive Wastes Treatment: A Review.</a> Water. 3, 551-565 (2011).</li>
<li>Khayet, M., Matsuura, T. Radioactive decontamination of water. Desalination. 321, 1-2 (2013).</li>
<li>McLaughlin, P. D., Jones, B., Maher, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+update+on+radioactive+release+and+exposures+after+the+Fukushima+Dai-ichi+nuclear+disaster%5BTitle%5D)+AND+%22The+British+Journal+of+Radiolog%22%5BJournal%5D)">An update on radioactive release and exposures after the Fukushima Dai-ichi nuclear disaster.</a> The British Journal of Radiolog. 85, 1222-1225 (2012).</li>
<li>Chernobyl Forum Expert Group 'Environment'. <a target="_blank" href="https://www-pub.iaea.org/books/iaeabooks/7382/Environmental-Consequences-of-the-Chernobyl-Accident-and-their-Remediation-Twenty-Years-of-Experience">Environmental Consequences of the Chernobyl Accident and their Remediation: Twenty Years of Experience.</a> International Atomic Energy Agency. , Vienna. (2006).</li>
<li>Hou, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iodine-129+in+seawater+offshore+Fukushima%3A+distribution%2C+inorganic+speciation%2C+sources%2C+and+budget%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Iodine-129 in seawater offshore Fukushima: distribution, inorganic speciation, sources, and budget.</a> Environmental Science & Technology. 47, 3091-3098 (2013).</li>
<li>Mu, W., Yu, Q., Li, X., Wei, H., Jian, Y. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ra/c6ra18091d#!divAbstract">Adsorption of radioactive iodine on surfactant-modified sodium niobate.</a> RSC Advances. 6, 81719-81725 (2016).</li>
<li>Yang, D., Liu, H., Liu, L., Sarina, S., Zheng, Z., Zhu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+oxide+nanocrystals+anchored+on+titanate+nanotubes+and+nanofibers%3A+promising+candidates+for+entrapment+of+radioactive+iodine+anions%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Silver oxide nanocrystals anchored on titanate nanotubes and nanofibers: promising candidates for entrapment of radioactive iodine anions.</a> Nanoscale. 5, 11011-11018 (2013).</li>
<li>Yang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capture+of+radioactive+cesium+and+iodide+ions+from+water+by+using+titanate+nanofibers+and+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Capture of radioactive cesium and iodide ions from water by using titanate nanofibers and nanotubes.</a> Angewandte Chemie International Edition. 50, 10594-10598 (2011).</li>
<li>Cheng, Q., et al. <a target="_blank" href="https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:46031015">Adsorption of gaseous radioactive iodine by Ag/13X zeolite at high temperatures.</a> Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 303, 1883-1889 (2015).</li>
<li>Bennett, T. D., Saines, P. J., Keen, D. A., -C, T. anJ., Cheetham, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ball-Milling-Induced+Amorphization+of+Zeolitic+Imidazolate+Frameworks+%28ZIFs%29+for+the+Irreversible+Trapping+of+Iodine%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+-+A+European+Journal%22%5BJournal%5D)">Ball-Milling-Induced Amorphization of Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIFs) for the Irreversible Trapping of Iodine.</a> Chemistry - A European Journal. 19, 7049-7055 (2013).</li>
<li>Huang, P. S., Kuo, C. H., Hsieh, C. C., Horng, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+capture+of+volatile+iodine+using+amorphous+molecular+organic+solids%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Selective capture of volatile iodine using amorphous molecular organic solids.</a> Chemical Communications. 48, 3227-3229 (2012).</li>
<li>Chapman, K. W., Chupas, P. J., Nenoff, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radioactive+Iodine+Capture+in+Silver-Containing+Mordenites+through+Nanoscale+Silver+Iodide+Formation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Radioactive Iodine Capture in Silver-Containing Mordenites through Nanoscale Silver Iodide Formation.</a> Journal of the American Chemical Society. 132, 8897-8899 (2010).</li>
<li>Watanabe, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+Long-Term+Immobilization+Method+for+Radioactive+Iodine-129+Using+a+Zeolite%2FApatite+Composite+Sintered+Body%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Novel Long-Term Immobilization Method for Radioactive Iodine-129 Using a Zeolite/Apatite Composite Sintered Body.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 1, 1579-1584 (2009).</li>
<li>Massasso, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+iodine+adsorption+within+Hofmann-type+structures+M%28L%29%5BM%27%28CN%294%5D+%28M+%3D+Ni%2C+Co%3B+M%27+%3D+Ni%2C+Pd%2C+Pt%29%3A+impact+of+their+composition%5BTitle%5D)+AND+%22Dalton+Transactions%22%5BJournal%5D)">Molecular iodine adsorption within Hofmann-type structures M(L)[M'(CN)4] (M = Ni, Co; M' = Ni, Pd, Pt): impact of their composition.</a> Dalton Transactions. 44, 19357-19369 (2015).</li>
<li>Falaise, C., Volkringer, C., Facqueur, J., Bousquet, T., Gasnot, L., Loiseau, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capture+of+iodine+in+highly+stable+metal-organic+frameworks%3A+a+systematic+study%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Capture of iodine in highly stable metal-organic frameworks: a systematic study.</a> Chemical Communications. 49, 10320-10322 (2013).</li>
<li>Sava, D. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capture+of+Volatile+Iodine%2C+a+Gaseous+Fission+Product%2C+by+Zeolitic+Imidazolate+Framework-8%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Capture of Volatile Iodine, a Gaseous Fission Product, by Zeolitic Imidazolate Framework-8.</a> Journal of the American Chemical Society. 133, 12398-12401 (2011).</li>
<li>Zhang, Z. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+type+of+polyhedron-based+metal-organic+frameworks+with+interpenetrating+cationic+and+anionic+nets+demonstrating+ion+exchange%2C+adsorption+and+luminescent+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">A new type of polyhedron-based metal-organic frameworks with interpenetrating cationic and anionic nets demonstrating ion exchange, adsorption and luminescent properties.</a> Chemical Communications. 47, 6425-6427 (2011).</li>
<li>Li, G., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/gc/c5gc02691a#!divAbstract">Highly efficient I2 capture by simple and low-cost deep eutectic solvents.</a> Green Chemistry. 18, 2522-2527 (2016).</li>
<li>Yan, C., Mu, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+ionic+liquids+for+efficient+removal+and+reliable+storage+of+radioactive+iodine%3A+a+halogen-bonding+case%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">Investigation of ionic liquids for efficient removal and reliable storage of radioactive iodine: a halogen-bonding case.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 16, 5071-5075 (2014).</li>
<li>Choi, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+bioremediation+of+radioactive+iodine+using+biogenic+gold+nanomaterial-containing+radiation-resistant+bacterium%2C+Deinococcus+radiodurans+R1%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Efficient bioremediation of radioactive iodine using biogenic gold nanomaterial-containing radiation-resistant bacterium, Deinococcus radiodurans R1.</a> Chemical Communications. 53, 3937-3940 (2017).</li>
<li>Kim, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor+targeting+and+imaging+using+cyclic+RGD-PEGylated+gold+nanoparticle+probes+with+directly+conjugated+iodine-125%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Tumor targeting and imaging using cyclic RGD-PEGylated gold nanoparticle probes with directly conjugated iodine-125.</a> Small. 7, 2052-2060 (2011).</li>
<li>Choi, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold-Nanoparticle-Immobilized+Desalting+Columns+for+Highly+Efficient+and+Specific+Removal+of+Radioactive+Iodine+in+Aqueous+Media%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Gold-Nanoparticle-Immobilized Desalting Columns for Highly Efficient and Specific Removal of Radioactive Iodine in Aqueous Media.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 8, 29227-29231 (2016).</li>
<li>Mushtaq, S., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/en/c7en00759k#!divAbstract">Efficient and selective removal of radioactive iodine anions using engineered nanocomposite membranes.</a> Environmental Science: Nano. 4, 2157-2163 (2017).</li>
<li>Awual, M. R., Ismael, M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400514002032">Efficient gold(III) detection, separation and recovery from urban mining waste using a facial conjugate adsorbent.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 196, 457-466 (2014).</li>
<li>Awual, M. R., Hasan, M. M., Naushad, M., Shiwaku, H., Yaita, T. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400514015986">Preparation of new class composite adsorbent for enhanced palladium(II) detection and recovery.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 209, 790-797 (2015).</li>
<li>Awual, M. R., Hasan, M. M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1226086X14001671">Fine-tuning mesoporous adsorbent for simultaneous ultra-trace palladium(II) detection, separation and recovery.</a> Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 21, 507-515 (2015).</li>
<li>Awual, M. R. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894716308464">Ring size dependent crown ether based mesoporous adsorbent for high cesium adsorption from wastewater.</a> Chemical Engineering Journal. 303, 539-546 (2016).</li>
<li>Awual, M. R., Miyazaki, Y., Taguchi, T., Shiwaku, H., Yaita, T. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894716300778">Encapsulation of cesium from contaminated water with highly selective facial organic-inorganic mesoporous hybrid adsorbent.</a> Chemical Engineering Journal. 291, 128-137 (2016).</li>
<li>Awual, M. R., Yaita, T., Taguchi, T., Shiwaku, H., Suzuki, S., Okamoto, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+cesium+removal+from+radioactive+liquid+waste+by+crown+ether+immobilized+new+class+conjugate+adsorbent%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hazardous+Materials%22%5BJournal%5D)">Selective cesium removal from radioactive liquid waste by crown ether immobilized new class conjugate adsorbent.</a> Journal of Hazardous Materials. 278, 227-235 (2014).</li>
<li>Awual, M. R., Suzuki, S., Taguchi, T., Shiwaku, H., Okamoto, Y., Yaita, T. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894713016537">Radioactive cesium removal from nuclear wastewater by novel inorganic and conjugate adsorbents.</a> Chemical Engineering Journal. 242, 127-135 (2014).</li>
<li>Awual, M. R., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894718303267">Efficient detection and adsorption of cadmium (II) ions using innovative nano-composite materials.</a> Chemical Engineering Journal. 343, 118-127 (2018).</li>
<li>Awual, M. R. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894716310567">New type mesoporous conjugate material for selective optical copper(II) ions monitoring & removal from polluted waters.</a> Chemical Engineering Journal. 307, 85-94 (2017).</li>
<li>Awual, M. R. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894716311901">Novel nanocomposite materials for efficient and selective mercury ions capturing from wastewater.</a> Chemical Engineering Journal. 307, 456-465 (2017).</li>
<li>Awual, M. R. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894716305216">Solid phase sensitive palladium(II) ions detection and recovery using ligand based efficient conjugate nanomaterials.</a> Chemical Engineering Journal. 300, 264-272 (2016).</li>
<li>Awual, M. R. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894715017507">Assessing of lead(III) capturing from contaminated wastewater using ligand doped conjugate adsorbent.</a> Chemical Engineering Journal. 289, 65-73 (2016).</li>
<li>Awual, M. R. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894714017173">A novel facial composite adsorbent for enhanced copper (II) detection and removal from wastewater.</a> Chemical Engineering Journal. 266, 368-375 (2015).</li>
<li>Kaushik, M., Moores, A. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/gc/c5gc02500a#!divAbstract">Review: nanocelluloses as versatile supports for metal nanoparticles and their applications in catalysis.</a> Green Chemistry. 18, 622-637 (2016).</li>
<li>Jang, H., Kim, Y. K., Ryoo, S. R., Kim, M. H., Min, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+synthesis+of+robust+and+biocompatible+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communication%22%5BJournal%5D)">Facile synthesis of robust and biocompatible gold nanoparticles.</a> Chemical Communication. 46, 583-585 (2010).</li>
<li>Bolisetty, S., Mezzenga, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amyloid-carbon+hybrid+membranes+for+universal+water+purification%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Amyloid-carbon hybrid membranes for universal water purification.</a> Nature Nanotechnology. 11, 365-371 (2016).</li>
<li>Zakrzewska-Trznadel, G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0011916413000969">Advances in membrane technologies for the treatment of liquid radioactive waste.</a> Desalination. 321, 119-130 (2013).</li>
<li>Rana, D., Matsuura, T., Kassim, M. A., Ismail, A. F. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0011916412006029">Radioactive decontamination of water by membrane processes - A review.</a> Desalination. 321, 77-92 (2013).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W ostatnim roku opracowano różne inżynieryjne nanomateriały i membrany do usuwania niebezpiecznych metali promieniotwórczych i metali ciężkich z wody w oparciu o ich specyficzną funkcjonalność w technikach adsorpcji 25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36 ...

Przez kilka dziesięcioleci ogromne ilości radioaktywnych odpadów płynnych były generowane przez instytuty medyczne, ośrodki badawcze i reaktory jądrowe. Zanieczyszczenia te często stanowiły namacalne zagrożenie dla środowiska i zdrowia ludzkiego1,2,3. Zwłaszcza radioaktywny jod jest uznawany za jeden z najbardziej niebezpiecznych pierwiastków w wyniku awarii elektrowni jądrowych. Na przykład raport środowiskowy dotyczący reaktora jądrowego w Fukushimie i Czarnobylu wykazał, że ilość uwolnionych do środowiska radioaktywnych jodów, w tym 131I (t1/2 = 8,02 dnia) i 129I (t1/2 = 15,7 miliona lat) była większa niż w przypadku innych radionuklidów4,5. W szczególności narażenie na te izotopy promieniotwórcze skutkowało wysokim wychwytem i wzbogaceniem ludzkiej tarczycy6. Ponadto uwalniane radioaktywne jody mogą powodować poważne zanieczyszczenie gleby, wody morskiej i wód gruntowych ze względu na ich wysoką rozpuszczalność w wodzie. W związku z tym zbadano wiele procesów remediacji z wykorzystaniem różnych adsorbentów nieorganicznych i organicznych w celu wychwytywania radioaktywnych jodów w odpadach wodnych7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20. Chociaż włożono wiele wysiłku w opracowanie zaawansowanych systemów adsorpcyjnych, opracowanie metody dekontaminacji wykazującej zadowalające wyniki w warunkach ciągłego napływu było bardzo ograniczone. Niedawno informowaliśmy o nowatorskim procesie odsalania, który wykazał się dobrą skutecznością usuwania, selektywnością jonową, zrównoważonym rozwojem i możliwością ponownego użycia dzięki zastosowaniu hybrydowych materiałów nanokompozytowych wykonanych z nanocząstek złota (AuNPs)21,22,23. Wśród nich membrany z octanu celulozy osadzone w nanocząstkach złota (Au-CAM) ułatwiły wysoce wydajne odsalanie jonów jodkowych w systemie ciągłego przepływu w porównaniu z istniejącymi materiałami adsorpcyjnymi. Co więcej, cała procedura mogła zostać zakończona w krótkim czasie, co było kolejną zaletą w przypadku przetwarzania odpadów promieniotwórczych powstałych po użyciu w zastosowaniach medycznych i przemysłowych. Ogólnym celem tego manuskryptu jest przedstawienie krok po kroku protokołu przygotowania Au-CAM24. Demonstrujemy również szybki i wygodny proces filtracji do jonoselektywnego wychwytywania radioaktywnego jodu za pomocą zaprojektowanych membran kompozytowych. Szczegółowy protokół zawarty w niniejszym sprawozdaniu zaoferuje użyteczne zastosowanie nanomateriałów w dziedzinie badań naukowych w dziedzinie nauk o środowisku.

<table><tbody><tr><td>Kwas solny</td><td>DUKSAN</td><td>1129</td><td></td></tr><tr><td>Kwas azotowy&nbsp;</td><td>JUNSEI</td><td>37335-1250</td><td></td></tr><tr><td>Chloroauktylowy chlorek trójwodny (HAuCl4&middot; 3H2O)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>254169</td><td></td></tr><tr><td>Cytrynian sodu trójzasadowy dwuwodny</td><td>Sigma Aldrich</td><td>71402</td><td></td></tr><tr><td>[125I]NaI&nbsp;</td><td>Perkin-Elmer</td><td>NEZ033A010MC</td><td></td></tr><tr><td>Chlorek sodu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S9888</td><td></td></tr><tr><td>Jodek sodu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>383112</td><td></td></tr><tr><td>Wodorotlenek sodu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5881</td><td></td></tr><tr><td>L-mleczan litu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>L2250</td><td>Mocz syntetyczny</td></tr><tr><td>Kwas cytrynowy</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C1909</td><td>Syntetyczny mocz</td></tr><tr><td>Wodorowęglan sodu</td><td>JUNSEI</td><td>43305-1250</td><td>Mocz syntetyczny</td></tr><tr><td>Mocznik</td><td>Sigma Aldrich</td><td>U1250</td><td>Mocz syntetyczny</td></tr><tr><td>Chlorek wapnia</td><td>JUNSEI</td><td>18230-0301</td><td>Mocz syntetyczny</td></tr><tr><td>Siarczan magnezu</td><td>SAMCHUN</td><td>M0146</td><td>Mocz syntetyczny</td></tr><tr><td>Diwodorofosforan potasu</td><td>JUNSEI</td><td>84185A1250</td><td>Mocz syntetyczny</td></tr><tr><td>Wodorofosforan dipotasu</td><td>JUNSEI</td><td>84120-1250</td><td>Mocz syntetyczny</td></tr><tr><td>Siarczan sodu</td><td>JUNSEI</td><td>83260-1250</td><td>Mocz syntetyczny Chlorek</td></tr><tr><td>amonu</td><td>Sigma</td><td>Aldrich A9434</td><td>Mocz syntetyczny</td></tr><tr><td>Woda morska</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S9148</td><td></td></tr><tr><td>1x PBS</td><td>Thermo</td><td>SH30256.01</td><td></td></tr><tr><td>Membrany z octanu celulozy (wielkość porów: 0,20 &mu; m, średnica: 25 mm)</td><td>Advantec MFS</td><td>25CS045AS</td><td></td></tr><tr><td>Membrany z octanu celulozy (wielkość porów: 0,20 &mu; m, średnica: 47 mm)</td>Szklane uchwyty do mikroanaliz <td>Advantec MFS</td><td>C045A047A</td><td></td></tr><tr><td>47 mm</td> Spektrofotometr <td>Advantec</td><td>MFS KG47(311400)</td><td></td></tr><tr><td>Szalka Petriego (średnica 50 mm i wysoka 15 mm)</td><td>SPL</td><td>10050</td><td></td></tr><tr><td>Licznik gamma</td><td>Perkin-Elmer</td><td>2480 WIZARD2</td><td>Numer modelu</td></tr><tr><td>Spektrofotometr UV-vis</td><td>Thermo</td><td>GENESYS 10</td><td>Numer modelu</td></tr><tr><td>Transmisyjna mikroskopia elektronowa</td><td>Hitachi</td><td>H-7650</td><td>Numer modelu</td></tr><tr><td>Skaningowy mikroskop elektronowy z emisją pola</td><td>FEI</td><td>Verios 460L</td><td>Numer modelu</td></tr></tbody></table>

skuteczna metoda selektywnego odsalania radioaktywnych anionów jodu przy użyciu filtra membranowego z nanocząstkami złota

An Efficient Method for Selective Desalination of Radioactive Iodine Anions by Using Gold Nanoparticles-Embedded Membrane Filter

Tutaj demonstrujemy szczegółowy protokół przygotowania membran kompozytowych z nanomateriałami i jego zastosowania do skutecznego i jonoselektywnego usuwania radioaktywnych jodów. Dzięki zastosowaniu stabilizowanych cytrynianem nanocząstek złota (średnia średnica: 13 nm) i membran z octanu celulozy, łatwo wyprodukowano membrany z octanu celulozy osadzone w nanocząstkach złota (Au-CAM). Nanoadsorbenty na Au-CAM były wysoce stabilne w obecności wysokiego stężenia soli nieorganicznych i cząsteczek organicznych. Jony jodkowe w roztworach wodnych mogą być szybko wychwytywane przez tę inżynieryjną membranę. Dzięki procesowi filtracji przy użyciu jednostki filtrującej zawierającej Au-CAM w krótkim czasie osiągnięto doskonałą skuteczność usuwania (>99%) oraz wynik jonoselektywnego odsalania. Co więcej, Au-CAM zapewniał dobrą wielokrotność użycia bez znacznego spadku jego wydajności. Wyniki te sugerują, że obecna technologia wykorzystująca zmodyfikowaną membranę hybrydową będzie obiecującym procesem dekontaminacji radioaktywnego jodu z odpadów płynnych na dużą skalę.

Zaprezentowano proste metody przygotowania Au-CAM z wykorzystaniem stabilizowanych cytrynianem AuNP i membrany octanu celulozy (Rycina 1a). Powierzchnię Au-CAM obserwowano za pomocą mikroskopii elektronowej skaningowej (SEM), która wykazała, że nanomateriały zostały stabilnie osadzone na nanowłóknach celulozy (Rycina 2). Nanocząstki uwięzione w membranie były trwale zatrzymane i nie ulegały uwolnieniu z membrany ...

Skuteczna metoda szybkiego i jonoselektywnego odsalania radioaktywnego jodu w kilku roztworach wodnych jest opisana za pomocą filtrów membranowych z octanu celulozy immobilizowanych nanocząstkami złota.

Skuteczna metoda selektywnego odsalania radioaktywnych anionów jodu przy użyciu filtra membranowego z nanocząstkami złota

Here, we demonstrate a detail protocol for the preparation of nanomaterials-embedded composite membranes and its application to the efficient and ...

Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie uzdatniania wody i zrównoważonej remediacji, takie jak skuteczne usuwanie radioaktywnego jodu z mediów wodnych przy użyciu hybrydowych materiałów nanokompozytowych. Główną lub lepszą rzeczą tej techniki jest to, że pierwiastki promieniotwórcze w zmieszanej soli i substancjach organicznych mogą być szybko usunięte przez prosty proces filtracji w wysoce wydajnej materii. Demonstracja wideo na ten temat ma kluczowe znaczenie, ponieważ postępowanie z ciekłymi odpadami promieniotwórczymi i ich przetwarzanie wymaga szczególnej ostrożności, w tym ochrony osobistej i środowiskowej przed rozprzestrzenianiem się skażenia promieniotwórczego.Procedury zademonstruje Ha Eun Shim, doktorantka z mojego laboratorium. Dodać 120 mililitrów roztworu kwasu chloroaurowego do umytej kolby okrągłodennej z dwiema szyjkami i podgrzać ją do refluksu pod ciągłym mieszaniem. Szybko dodaj 12 mililitrów trizasadowego roztworu cytrynianu sodu do kolby okrągłodennej z dwiema szyjkami.Refluksuj powstałą mieszaninę przez kolejne 20 minut, aby całkowicie zredukować sól złota. Pozwól, aby koloidalna zawiesina nanocząstek ostygła do temperatury pokojowe

an-efficient-method-for-selective-desalination-radioactive-iodine

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

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

Opisano protokół diastereoselektywnego jednogarnkowego przygotowania cis-N-Ts-jodoazyrydyn. Wykazano wytwarzanie dijodometyllitu, dodawanie do N-T aldimin i cyklizację aminokwasu pośredniego z dijodydem kaminu i jodozyrydyn. Dołączony jest również protokół szybkiej i ilościowej oceny najodpowiedniejszej fazy stacjonarnej do oczyszczania za pomocą chromatografii.

Synteza i oczyszczanie jodoazyrydyn polegające na ilościowym doborze optymalnej fazy stacjonarnej do chromatografii

Przedstawiono procedurę wytwarzania i przeprowadzania opartego na filtrze testu spektroskopowego Ramana (SERS) do wykrywania zanieczyszczeń chemicznych (np. pestycydu ferbamu i antybiotyku ampicyliny).

Oparty na filtrze test spektroskopowy Ramana ze wzmocnieniem powierzchniowym do szybkiego wykrywania zanieczyszczeń chemicznych

Przedstawiono protokół syntezy wodnej in situ ligandu bis(iminoguanidynowego) i jego wykorzystania w selektywnym rozdzielaniu siarczanu.

Separacja siarczanów przez selektywną krystalizację ligandem bis-iminoguanidyny

Opisano szczegółową procedurę syntezy azydku znakowanego 125I oraz znakowania radioaktywnego nanocząstek złota o wielkości 13 nm sprzężonych z grupą dibenzocyklooktynu (DBCO) przy użyciu reakcji kliknięcia bez miedzi.

Zoptymalizowany protokół skutecznego znakowania radioaktywnego nanocząstek złota przy użyciu azydkowej grupy protetycznej znakowanej 125I

Opisano protokół dla nowatorskiej platformy polaryzacji stężenia jonów (ICP), która może zatrzymać rozprzestrzenianie się strefy ICP, niezależnie od warunków pracy. Ta unikalna zdolność platformy polega na wykorzystaniu łączącego się zubożenia i wzbogacania jonów, które są dwiema biegunowościami zjawiska ICP.

Łączenie polaryzacji stężenia jonów między zestawionymi membranami jonowymiennymi w celu zablokowania propagacji strefy polaryzacji

W tej pracy przygotowaliśmy adsorbent składający się z kationowego N,N-dimetyloaminopropylacrylamidu czwartorzędowego polimeru chlorku metylu (DMAPAAQ) i wodorotlenku żelaza do adsorpcji arsenu z wód gruntowych. Żel został przygotowany nowatorską metodą, mającą na celu zapewnienie maksymalnej zawartości cząsteczek żelaza w jego strukturze.

Usuwanie arsenu za pomocą kationowego żelu polimerowego impregnowanego wodorotlenkiem żelaza

Przedstawiono protokół racjonalnego projektowania dwufunkcyjnego filtra elektroaktywnego składającego się z nanorurek węglowych i nanodrutów tytanianu oraz przedstawiono ich zastosowania środowiskowe w kierunku utleniania i sekwestracji Sb(III).

Dwufunkcyjny filtr elektroaktywny w kierunku jednoczesnego utleniania i sekwestracji Sb(III)

Tutaj przedstawiamy szczegółową procedurę produkcji, oczyszczania i kwantyfikacji rekombinowanego wirusa rzekomego pomoru drobiu o wysokim mianie. Protokół ten konsekwentnie daje &gt; 6 × 109 jednostek tworzących blaszki miażdżycowe/ml, zapewniając ilości wirusa odpowiednie do badań in vivo na zwierzętach. Opisano dodatkowe testy kontroli jakości w celu zapewnienia bezpieczeństwa in vivo.

Wytwarzanie rekombinowanego wirusa rzekomego pomoru drobiu o wysokim mianie z płynu omoczniowego

Wirus związany z adenowirusem jest wytwarzany w hodowli komórek zawiesinowych i oczyszczany przez wirowanie w gradiacji gęstości podwójnego jodixanolu. Uwzględniono kroki mające na celu zwiększenie całkowitej wydajności wirusa, zmniejszenie ryzyka wytrącania się wirusa i dalszą koncentrację końcowego produktu wirusowego. Oczekiwane końcowe miana osiągają10-12 cząstek wirusa/ml i nadają się do przedklinicznego stosowania in vivo.

Produkcja kultur zawiesinowych i oczyszczanie wirusa związanego z adenowirusem za pomocą wirowania w gradicynacji gradientu gęstości jodiksanolu do zastosowań in vivo

Protokół ten opisuje metodę kolorymetryczną umożliwiającą wiarygodną ocenę wpływu chemikaliów na aktywność dejodynazy 1 (DIO1) w ludzkich mikrosomach wątroby za pomocą reakcji Sandell-Kolthoffa. Zawiera ona z góry określone kryteria akceptacji oraz statystyczne wskaźniki wydajności oraz wspiera dalsze działania na rzecz włączenia wytycznych testowych OECD.

Kolorymetryczna ocena aktywności dejodynazy 1 w ludzkich mikrosomach wątroby za pomocą reakcji Sandella-Kolthoffa

Poznaj metodę selektywnego odsalania radioaktywnego jodu przy użyciu filtra membranowego z nanocząstkami złota. Technika ta umożliwia szybkie i wydajne usuwanie pierwiastków radioaktywnych z roztworów wodnych.

Skuteczna metoda selektywnego odsalania radioaktywnych anionów jodu przy użyciu filtra membranowego z nanocząstkami złota

Przeglądaj więcej filmów