Name: Sintetizando o tungstato de sódio e microcápsulas de molibdato de sódio através da excreção bacteriana de minerais (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-30T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 53 s
Description: Aprenda a sintetizar microcápsulas de tungstato e molibdato de sódio usando bactérias gram-negativas. Este método ecológico permite a produção em massa de estruturas esféricas ocos para aplicações em bionanotecnologia.

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Este trabalho é apoiado pelo Ministério da ciência e tecnologia, Taiwan, República da China, sob concede número mais 105-2221-E-011-008, e também pela Advanced-Connectek Inc., Taipei, Taiwan, ROC sob contrato número RD ref. n º 6749 e Dept. ref. n º 011 através do Formou-se Instituto de engenharia eletro-óptica, Universidade Nacional de Taiwan de ciência e tecnologia.

Atenção: Use luvas de látex, óculos de protecção e um casaco de laboratório para realizar o experimento. Sempre que usar o gabinete de segurança biológica, liga a ventoinha do gabinete e manter a porta do armário semi-cerrados.
1. preparação dos grânulos de vidro
<ol><li>Coloque 100 grânulos de vidro de 3 mm de diâmetro em um frasco de 100 mL de laboratório e depois tampá-lo firmemente.</li>
	<li>Autoclave o conteúdo a 120 ° C por 10 min.</li>
	<li>Deixe a garrafa esfriar a temperatura ambiente e, em seguida, coloque-o na biossegurança do armário.</li>
</ol>2. preparação do caldo lisogenia (LB)
<ol><li>Dissolva 8 g de pó de caldo LB-Lennox em uma garrafa de 500 mL laboratório com 400 mL de água.</li>
	<li>Mexa o conteúdo com uma barra de agitação magnética PTFE por 20 min e depois tampá-lo firmemente.</li>
	<li>Autoclave o conteúdo a 120 ° C por 10 min.</li>
	<li>A solução para arrefecer a temperatura ambiente e colocá-lo na biossegurança sair do armário.</li>
	<li>Utilizando uma pipeta, alíquota o caldo em oito tubos de centrífuga de 15 mL na biossegurança do armário (12,5 mL cada uma).</li>
	<li>Alíquota o caldo restante em três frascos de 100 mL laboratório no armário a Biossegurança (100 mL cada uma). As três garrafas Cap firmemente. Mantê-los na biossegurança do armário.</li>
</ol>3. cultura de algas Shewanella
<ol><li>Use a estirpe criopreservada ultracongelada.</li>
	<li>Na biossegurança do armário, escolher 1 mL do material congelado do tubo congelado com uma espátula de aço inoxidável e colocá-lo em um tubo de centrífuga preparado no passo 3.5.</li>
	<li>Incube as culturas por 24 h em uma incubadora de 37 ° C.</li>
</ol>4. preparação de pratos de Petri LB-Lennox (caldo com ágar-ágar)
<ol><li>Dissolva os dois comprimidos de LB-Lennox (caldo com ágar-ágar) em um frasco de 100 mL laboratório com 100 mL de água.</li>
	<li>Mexa o conteúdo com uma barra de agitação magnética PTFE por 20 min e depois tampá-lo firmemente.</li>
	<li>Autoclave o conteúdo a 120 ° C por 10 min.</li>
	<li>A biossegurança do armário, alíquota por mão de 100 mL de solução em 4 placas de Petri, garantindo que cada um receber ~ 25 mL. Deixe a solução arrefecer à temperatura ambiente.</li>
</ol>5. preparação de bactérias Monoclonal
<ol><li>Na biossegurança do armário, rotule as três garrafas preparadas na etapa 2.6, #1, #2 e #3, respectivamente.</li>
	<li>Pipete 0,1 mL da suspensão bacteriana resultante na etapa 3.3 em garrafa #1. Tampe a garrafa e balançá-lo com a mão por 1 min obter uma solução homogénea.</li>
	<li>Pipete 0,1 mL do líquido resultante bacteriano na etapa 5.2 em garrafa #2. Tampe a garrafa e balançá-lo com a mão por 1 min obter uma solução homogénea.</li>
	<li>Pipete 0,1 mL do líquido resultante bacteriano na etapa 5.3 em garrafa #3. Tampar o frasco e agitá-lo com a mão por 1 min obter uma solução homogénea.</li>
	<li>Pipete o líquido na garrafa #3 para a 4 placas de Petri preparada na etapa 4.4, usando um volume de 0,02 mL cada.</li>
	<li>Coloca os grânulos de vidro preparados na etapa 1.3 para as 4 placas de Petri usado, 4 contas em cada prato.</li>
	<li>Feche as tampas dos pratos Petri e agitá-los à mão por 1 min.</li>
	<li>Vire os pratos de Petri e incubar em uma incubadora de 37 ° C por 24 h.</li>
</ol>6. a multiplicação de bactérias Monoclonal
<ol><li>Buscar 7 tubos preparados na etapa 2.5.</li>
	<li>Escolher as bactérias monoclonais resultantes da 4 placas de Petri preparadas na etapa 5.8 com uma espátula de aço inoxidável e colocá-los em 7 tubos separadamente.</li>
	<li>Deixe os 7 tubos em uma incubadora de 37 ° C por 24 h.</li>
	<li>Escolha aquele com a maior dispersão de luz utilizando o método colorimétrico visual.</li>
</ol>7. preparação de caldo LB-Lennox com glicose e sal
<ol><li>Colocar 10 g de caldo LB-Lennox, 10 g de NaCl e 10 g de glicose em uma garrafa de 500 mL de laboratório. Adicione água até o volume atinge 450 mL.</li>
	<li>Mexa o conteúdo com uma barra de agitação magnética PTFE por 20 min.</li>
	<li>Autoclave o conteúdo a 120 ° C por 10 min.</li>
</ol>8. preparação de tungstato de sódio
<ol><li>Coloque 16,5 g de nd de tungstato de sódio2WO4.2h2O em um frasco de 100 mL de laboratório com uma espátula de aço inoxidável. Adicione água até o volume atinge 50 mL.</li>
	<li>Mexa o conteúdo com uma barra de agitação magnética PTFE por 20 min.</li>
	<li>Autoclave o conteúdo a 120 ° C por 10 min.</li>
	<li>A gabinete de segurança biológica, obter filtrado através de um filtro de vácuo da fibra de vidro com poros de 1 µm.</li>
</ol>9. preparação de LB com tungstato de sódio, sal e glicose
<ol><li>Na biossegurança do armário, despeje o filtrado adquirido na etapa 8,4 à mão na solução com glicose e sal preparado no passo 7.3.</li>
	<li>O armário de biossegurança, alíquotas com uma pipeta, a solução resultante de 500ml na etapa 9.1 em tubos de centrífuga de 10 x 50 mL.</li>
</ol>10. cultura de bactérias
<ol><li>Na biossegurança do armário, vai buscar o líquido preparado na etapa 6.4 e alíquota com uma pipeta para os 10 tubos de ensaio preparados no passo 9.2, com cada tubo receber 0,05 mL.</li>
	<li>Incube os tubos de 10 em uma incubadora de 37 ° C para 120 h.</li>
</ol>11. colheita de minerais BME
<ol><li>Ultrasonicate cada um dos 10 tubos na fase 9.2 a 20 KHz com 150 W por 1h.</li>
	<li>Centrifuga os tubos a 2.025 x g, durante 1 h.</li>
	<li>Remover o líquido dos tubos com uma pipeta, adicione a água e em seguida, repita as etapas 11.1 e 11.2 mais uma vez.</li>
	<li>Remover o líquido dos tubos com uma pipeta, adicione álcool e então ultrasonicate-los a 20 KHz com 150 W por 1h.</li>
	<li>Centrifuga os tubos a 2.025 x g, durante 1 h.</li>
	<li>Repita as etapas 11.4 e 11.5 mais uma vez</li>
	<li>Minerais BME colheita removendo o líquido dos tubos com uma pipeta; Depois, imediatamente tampa os tubos sem executar qualquer processo de secagem.</li>
</ol>12. oscilação de temperatura com Pandoraea SP. e molibdato
<ol><li>Cultura Pandoraea SP. , da mesma forma como nos passos 2, 3, 4, 5 e 6 para Shewanella algas. O resultado desta etapa corresponde da etapa 6.4.</li>
	<li>Fazer caldo LB com glicose e o sal da mesma forma como nos passos 7, 8 e 9, exceto que a 16,5 g de tungstato de sódio em passo 7.1 é substituído com 12 g de molibdato de sódio, Na2MoO4 · 2H2O. O resultado desta etapa corresponde da etapa 9.2.</li>
	<li>A gabinete de segurança biológica, busca o líquido preparado no passo 12.1 e alíquotas com uma pipeta para os 10 tubos preparados na etapa 12.2, com cada tubo receptor 0,05 mL.</li>
	<li>Incube os tubos de 10 na etapa 12.3 sob temperaturas oscilantes para 120 h em uma recíproca tremendo banho, oscilando a temperatura 5 vezes entre 25 ° C e 37 ° C, com cada temperatura duração de 12 h.</li>
</ol>

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</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

No que se refere a autoconsistência dos resultados experimentais, a preparação e a multiplicação de bactérias monoclonais são críticos. Neste experimento, diferente do modelo síntese experiências15,16, empregado bioativas bactérias Gram-negativas. Para obter uma única parede, optamos por bactérias procarióticas em vez de bactérias eucariontes como fermento15. Para alcançar uma forma esférica com uma relação comprimento-diâmetro de 1:1, em vez de uma maior proporção comprimento-diâmetro16, alimentamos as bactérias com uma concentração muito maior de oxyanions para manipulá-los a encolher-se em uma forma esférica, fazendo microcápsulas com uma parede simples, redondo e fina (< 30 nm).
Uma vez o BME baseia-se principalmente na regulação da concentração de oxyanions para controlar o metabolismo de bactérias, que apresenta duas limitações. Em primeiro lugar, a concentração de oxyanions é limitada pela solubilidade, embora a concentração deve ser mais alta possível. Em segundo lugar, mais bacterianos metabolismos vão parar a uma temperatura acima de 45 ° C ou abaixo de 5 ° C, respectivamente o limites superior e inferior de nosso experimento.
Apesar dessas duas limitações, o BME tem um grande potencial para fazer materiais de óxido de metal de interesse prático. Para fundamentar o seu pedido, nós vamos tentar este método para fazer microcápsulas de zircônio e microcápsulas de ferro — o primeiro material para ossos artificiais e o último para a entrega da droga a ser um bom candidato.

Nanopartículas de óxido de metal são exploradas para entrega de drogas1, construção artificial ossos2, catálise heterogênea3, emissão de campo4,5, células solares6, sensores de gás7, e baterias de lítio8. Para aplicações práticas, a resistência mecânica de nanocristais e sua microestrutura são cruciais. Entre as microestruturas, estruturas de invólucro vazio podem ser usadas para criar materiais de pouco peso, mecanicamente robusto9. Entre as estruturas de invólucro vazio, uma forma esférica é conhecida por ser mais rígida do que uma forma elipsoidal; o último tem uma relação comprimento-diâmetro maior do que o antigo10,11. Este trabalho descreve um protocolo para a síntese de microcápsulas esféricas através de bactérias com um método não-tóxico sob uma condição ambiental, o que contrasta com os métodos alternativos, incluindo o modelo síntese método12, pulverizador Ultrassônico-assistida síntese método13 e método hidrotérmico14. Alguns dos métodos alternativos requerem modelos12, alguns uma temperatura tão alta como a 500 ° C13e alguns uma alta pressão14. Quanto a estrutura resultante, o método de síntese de modelo utilizando o modelo de levedura ocasiona uma estrutura casca-núcleo15, em vez de um com uma única parede, e o único utilizando o modelo de e. coli produz uma estrutura com relação comprimento-diâmetro de 1.7:0.8 e não é esférica. 16.
Neste trabalho, nós fizemos microcápsulas de óxido de metal com uma parede única e de forma esférica sob uma condição ambiente explorando o metabolismo bacteriano. Na glicólise bacteriana, um processo químico que metaboliza as fontes de carbono, como glicose e lactose, fontes de carbono são consideradas ser a origem do poder redutor gerado nele. Estamos manipulados metabolismo bacteriano, ajustando a concentração de fontes de carbono para atingir os fins desejados. Este método é favorável ao meio ambiente, usando agentes tóxicos e consumindo menos energia de eletricidade. Por último, este método permite a produção em massa de microcápsulas simplesmente aumentando o volume do caldo.
Antes do método, há outro dois métodos, utilizando o metabolismo bacteriano para tornar minerais: biologicamente induzido mineralização (BIM)17 e mineralização biologicamente controlado (BCM)18. BCM nem BIM pode ser usado para fazer de sódio microcápsulas de tungstato de tungstato e molibdato como nosso processo, que é designado como a excreção de minerais bacteriana (BME)19. Neste experimento, a forma de microcápsulas pode ser controlada para ter uma relação comprimento-diâmetro de 10:1 a 1:1, e o tamanho das nanopartículas grãos que formam as conchas podem ser ajustadas variando de 15 nm até 110 nm.

<table><tbody><tr><td>LB (Lennox) caldo com comprimidos de ágar</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L7075</td><td>1 comprimido para 50 mL de caldo com ágar</td></tr><tr><td>LB (Lennox) caldo</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L3022-1KG</td><td>LB (Lennox) em pó 1 kg</td></tr><tr><td>Dextrose anidra</td><td>Reagente Nihon Shiyaku</td><td>PL 78695</td><td>glicose</td></tr><tr><td>Tungstato de sódio</td><td>Reagente Nihon Shiyaku</td><td>PL 76050</td><td>Na2WO4 &middot; 2H2O</td></tr><tr><td>Molibdato de Sódio</td><td>Nihon Shiyaku Reagente</td><td>PL103564</td><td>Na2MoO4 &middot; 2H2O</td></tr><tr><td>Cloreto de Sódio</td><td>Nihon Shiyaku Reagente</td><td>PL 68131</td><td></td></tr><tr><td>NaCl Etanol 99,5%</td> <td>Acros orgânicos</td><td>AC615090040</td><td>CH3CH2OH</td></tr><tr><td>Água</td><td>feita em nossa universidade</td><td></td> autoclave <td>de água desionlizada</td></tr><tr><td></td><td>Tomin Medical Equipmenco, Ltd., cidade de Taipei, Taiwan, ROC</td><td>TM-329</td><td>calor a 120 &deg; C para 10 min</td></tr><tr><td>Sistema de Dígitos de Centrífuga</td><td>Sistema de Laboratório, Cidade de Nova Taipei, Taiwan, ROC</td><td>DSC302SD</td><td>centrífuga em 2025 x</td></tr> <tr><td>g-80 &deg; C Frigorífico</td><td>Panasonic</td><td>MDF-U3386S</td><td>Uso para congelar profundamente a cepa criopreservada</td></tr><tr><td>Homogeneizador Ultrassônico Sonicator Processador Disruptor de Célula</td><td>Lenox</td><td>UPS-150</td><td>frequência 20 KHz potência 150 W</td></tr><tr><td>Incubadora</td><td>Feito pelo cliente</td> calor <td>feito sob medida</td><td>para 40 &deg; C ou esfriar a 18 graus; C com banhos</td></tr><tr><td>de agitação recíprocos</td> de cotrol de tempo <td>Kingtech Scientific Co., Ltd</td><td>WBS-L</td><td></td></tr><tr><td>Digital Agitando Placa Quente</td><td>Corning</td><td>#6797-620D</td><td>uso com barra de agitação magnética de PTFE Gabinete de</td></tr><tr><td>biossegurança</td><td>Zong Yen co., LTD</td><td>ZYBH-420</td><td>Todos os processos relacionados a bactérias são feitos aqui</td></tr><tr><td>Microscópio eletrônico de varredura</td><td>JEOL</td><td>JSM-6500F</td><td>SEM Imagens</td></tr><tr><td>Tubo de centrífugo de 50 mL</td><td>Falcon</td><td>14-432-22</td><td></td></tr><tr><td>Tubo de centrífugo de 15 mL</td><td>Falcon</td><td>14-959-53A</td><td></td></tr><tr><td>Frasco de laboratório 100 mL</td><td>Duran</td><td>21 801 24 5</td><td></td></tr><tr><td>Frasco de laboratório 500 mL</td><td>Duran</td><td>21 801 44 5</td><td></td></tr><tr><td>Espátula de aço inoxidável</td><td>Chemglass</td><td>CG-1981-10</td><td></td></tr><tr><td>PTFE Barras de agitação descartáveis</td><td>Fisher</td><td>S68066</td><td></td></tr><tr><td>Placas de Petri de plástico</td><td>Algas Fisher</td><td>S33580A</td><td></td></tr><tr><td>Shewanella</td><td>Cortesia do autor # 3</td><td>Cortesia do autor # 3</td><td></td></tr><tr><td>Pandoraea sp.</td><td>Cortesia do autor #3</td><td>Cortesia do autor #3</td><td></td></tr></tbody></table>

sintetizando o tungstato de sódio e microcápsulas de molibdato de sódio através da excreção bacteriana de minerais

Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion

Apresentamos um método, a excreção de minerais bacteriana (BME), para a síntese de dois tipos de microcápsulas, tungstato de sódio e molibdato de sódio e nanopartículas correspondentes dos dois óxidos de metal — o primeiro sendo tão pequeno quanto 22 nm e o último 15 nm. Nós alimentados duas estirpes de bactérias, algas Shewanella e Pandoraea SP., com várias concentrações de íons tungstato ou molibdato. As concentrações de tungstato e molibdato foram ajustadas para fazer microcápsulas de diferentes proporções de comprimento-diâmetro. Descobrimos que quanto maior a concentração menor as nanopartículas foram. As nanopartículas veio com três relações de comprimento-diâmetro: 10:1, 3:1 e 1:1, que foram atingidos pelo alimentando as bactérias respectivamente com uma baixa concentração, uma concentração média e alta concentração. As imagens das ocas microcápsulas foram tiradas através da digitalização microesfera de elétron (SEM). Verificaram-se suas estruturas cristalinas por difração de raios x (XRD) — a estrutura de cristal de microcápsulas de molibdato Na2MoO4 e de microcápsulas de tungstato é at2WO4 com at2W2O7. Todas estas sínteses foram realizados sob uma condição ambiente próxima.

A Figura 1 mostra genuínas microcápsulas esféricas. As duas variedades da bactéria Shewanella algas e Pandoraea sp., originalmente têm uma proporção comprimento-diâmetro de 3:1. Para alcançar a relação comprimento-diâmetro de 1:1, alta concentração (&gt; 100 mM) de metal oxyanions é necessária. Uma baixa concentração (&lt; 5mm) de oxyanions pode resultar em um comprimento a relação do diâmetro de 10:1, como que na Figura 2, que pode resultar de influxo de oxyanions, bloqueando a fissão binária das bactérias. Por último, para alcançar uma relação comprimento-diâmetro de 3:1, assim, na Figura 3, é necessária uma concentração média (~ 20 mM) de oxyanions. A formação de cascas esféricas, com uma relação comprimento-diâmetro de 1:1, pode ser provocada por unidades bacterianas que darem-se a reduzir sua área de superfície para equilibrar a ingestão de oxyanions enquanto difusão oxyanions através da membrana celular. As três figuras juntos indicam que a relação do comprimento-diâmetro poderão ser sintonizada de 10:1 a 1:1, simplesmente ajustando a concentração de oxyanions.
Figura 4 e Figura 5 mostram as nanopartículas grãos de molibdato de sódio em tamanhos diferentes: a mais nova sendo 15 nm e o maior um 110 nm. Observe que na Figura 5, dos cartuchos não-quebrado, partículas de 110 nm pode ainda ser acorrentado ao outro, formando conchas porosas. O gordinho foi adquirido através de oscilação da temperatura do caldo de cultivo 5 vezes entre 25 ° C e 37 ° C, com cada temperatura duração de 12 h. Durante a oscilação de temperatura, só não podem ser produzidos grãos de tamanhos diferentes, mas também manter a estrutura microesférica, o que significa que nós podemos fazer microcápsulas com tamanhos de grão diferente, de 15 nm até 110 nm, apenas controlando a temperatura do caldo .
A Figura 6 mostra o muro quebrado com grãos maiores que ficar ao lado da abertura da parede. A espessura da parede é de cerca de 22 nm e o grão maior é de 40-60 nm. A diferença de tamanho pode resultar de diferentes processos metabólicos, que ainda não foram identificados.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig1.jpg"> Figura 1: imagem SEM o dos reservatórios esféricos ocos com uma relação comprimento-diâmetro de 1:1. Essa estrutura foi feita de tungstato de sódio excretado por algas Shewanella com glicose como fonte de carbono. Reproduzido com permissão da ECS J. de Sci. de estado sólido e Tech, 6(3), N3113 (2017). Copyright 2017, a sociedade eletroquímica. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig2.jpg"> Figura 2: imagem SEM o dos reservatórios de filamento longo oco com uma relação comprimento-diâmetro de 10:1. Essa estrutura foi feita de molibdato de sódio excretado por Pandoraea SP. com glicose como fonte de carbono. Reproduzido com permissão da ECS J. de Sci. de estado sólido e Tech, 6(3), N3113 (2017). Copyright 2017, a sociedade eletroquímica. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig3.jpg"> Figura 3: imagem SEM o quebrado oco conchas em forma de haste com uma relação comprimento-diâmetro de 3:1. Essa estrutura foi feita de tungstato de sódio excretado por algas Shewanella com glicose como fonte de carbono. Reproduzido com permissão da ECS J. de Sci. de estado sólido e Tech, 6(3), N3113 (2017). Copyright 2017, a sociedade eletroquímica. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig3large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig4.jpg"> Figura 4: imagem SEM o dos reservatórios de molibdato de sódio quebrado com um tamanho de partícula de grão de 15 nm. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig4large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig5.jpg"> Figura 5: imagem SEM o dos reservatórios de molibdato de sódio quebrado e não-quebrado com um tamanho de partícula de grão de 110 nm. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig5large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig6.jpg"> Figura 6: imagem SEM o de conchas ocas quebradas com uma relação comprimento-diâmetro de 1:1. Essa estrutura foi feita de tungstato de sódio excretado por algas Shewanella com glicose como fonte de carbono. Grânulos com um tamanho de cerca de 40-60 nm pendurar fora o shell bem próximo a um grande buraco, enquanto o escudo em si é feito de grânulos com um tamanho de cerca de 22 nm. Reproduzido com permissão da ECS J. de Sci. de estado sólido e Tech, 6(3), N3113 (2017). Copyright 2017, a sociedade eletroquímica. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig6large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

Este trabalho apresenta um protocolo para fabricação de microcápsulas de molibdato tungstato e de sódio de sódio através de bactérias e seus correspondentes nanopartículas.

Sintetizando o tungstato de sódio e microcápsulas de molibdato de sódio através da excreção bacteriana de minerais

We present a method, the bacterial mineral excretion (BME), for synthesizing two kinds of microcapsules, sodium tungstate and sodium molybdate, and the ...

O objetivo geral deste experimento é demonstrar novos procedimentos para fazer estruturas esféricas ocas de materiais óxidos usando bactérias gram negativas. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo dos bionanomateriais, mostrando como o material de óxido metálico nanogranial de microcápsula pode ser formado com a ajuda de bactérias. A principal vantagem dessa técnica é que ela é ecologicamente correta e tem potencial para ser produzida em massa.Pese oito gramas de pó de caldo LB Lennox e coloque-o em uma garrafa de laboratório de 500 mililitros com 400 mililitros de água. Em seguida, adicione uma barra de agitação magnética de Teflon e mexa o conteúdo por 20 minutos. Tampe bem o caldo e autoclave o conteúdo a 120 graus Celsius por 10 minutos.Deixe a solução esfriar até a temperatura ambiente e, em seguida, use uma pipeta para alíquota de 12,5 mililitros do caldo em oito tubos de centrífuga de 15 mililitros. Aliquota o caldo restante em três frascos de laboratório de 100 mililitros, tampe bem os três frascos e mantenha-os no armário de biossegurança. Em seguida, recupere um estoque criopreservado de algas Shewanella do armazenamento.Em seguida, no gabinete de biossegurança, use uma espátula de aço inoxidável para remover um mililitro do material congelado do tubo de armazenamento e coloque-o em uma das alíquotas de 12,5 mililitros contendo o caldo LB Lennox. Coloque a amostra em uma incubadora a 37 graus Celsius e incube a cultura por 24 horas. Em seguida, prepare as placas de ágar.Dissolva dois comprimidos de caldo LB Lennox com ágar em uma garrafa de 100 mililitros contendo 100 mililitros de água. Use uma barra de agitação para mexer o conteúdo por 20 minutos e, em seguida, tampe bem. Uma vez autoclavado, alíquota 20 mililitros em cada uma das quatro placas de Petri.Deixe a solução esfriar até a temperatura ambiente no exaustor. E então cubra os pratos. Rotule as três garrafas preparadas com 100 mililitros de caldo LB Lennox com o número um, número dois e número três.Pipete 0,1 mililitros da cultura bacteriana resultante no frasco um. Tampe o frasco e balance-o com a mão por um minuto para obter uma solução homogênea. Em seguida, pipete 0,1 mililitros do frasco número um para o frasco número dois.Novamente, tampe a garrafa e balance-a com a mão por um minuto. Execute a última diluição pipetando 0,1 mililitros da garrafa número dois para a garrafa número três. Tampe a garrafa e agite-a com a mão por um minuto.Em seguida, pipete 20 microlitros da solução em cada uma das quatro placas de Petri. Em seguida, coloque quatro contas de vidro autoclavadas de três milímetros de diâmetro em cada uma das placas de Petri. Feche as tampas das placas de Petri e agite-as com a mão por um minuto.Quando terminar, vire as placas de Petri de cabeça para baixo e incube as placas em uma incubadora de 37 graus Celsius por 24 horas. Com uma espátula de aço inoxidável, retire as bactérias monoclonais resultantes das quatro placas de Petri e coloque-as nos sete tubos restantes contendo 12,5 mililitros de caldo LB Lennox. Deixe os tubos na incubadora de 37 graus Celsius por 24 horas e, em seguida, escolha aquele com maior dispersão de luz usando o método colorimétrico visual.Coloque 10 gramas de caldo LB Lennox, 10 gramas de cloreto de sódio e 10 gramas de glicose em um frasco de laboratório de 500 mililitros. Em seguida, adicione água até que o volume atinja 450 mililitros. Adicione uma barra de agitação de Teflon e mexa por 20 minutos.Depois de misturado, qutoclave esta solução a 120 graus Celsius por 10 minutos. Em seguida, meça 16,5 gramas de tungstato de sódio di-hidratado e coloque-o em uma garrafa de 100 mililitros. Adicione água até que o volume atinja 50 mililitros.Adicione uma barra de agitação de Teflon e mexa a solução por 20 minutos. A concentração de solvente de tungstato de sódio deve ser alta para garantir a forma esférica de uma microcápsula, mas não muito alta para matar as bactérias. Uma vez autoclavada, filtre a solução através de um filtro de fibra de vidro com poros de um mícron para obter o filtrado.Despeje o filtrado manualmente na garrafa de 450 mililitros com LB Lennox Broth contendo glicose e sal. Em seguida, alíquota da solução resultante em tubos de centrífuga de 10 50 mililitros. Recupere a cultura contendo a bactéria monoclonal e adicione 50 microlitros dela em cada um dos tubos de centrífuga de 10, 50 mililitros contendo o meio de tungstato de sódio.Incube os 10 tubos em uma incubadora a 37 graus Celsius por 120 horas. Após a incubação, coloque cada um dos tubos em um ultrasonicador e sonice as células a 20 kilohertz com 150 watts por uma hora. Centrifugue os tubos.Em seguida, remova o líquido claro com uma pipeta. Em seguida, adicione água. E então sonicar e centrifugar os tubos mais uma vez.Após a segunda centrificação, remova o líquido claro dos tubos com uma pipeta. Em seguida, adicione 35 mililitros de etanol 99,8% e ultrassonice as amostras novamente. Enxágue os minerais centrifugando-os, adicionando álcool e sonicando a amostra mais uma vez.Em seguida, remova o líquido transparente dos tubos com uma pipeta e tampe imediatamente os tubos sem secar a amostra. Esta imagem SEM mostra a casca oca quebrada feita em tungstato de sódio que foi excretado pelas algas Shewanella usando glicose como fonte de carbono. Grânulos com cerca de 40 a 60 nanômetros de diâmetro ficam pendurados fora da casca.A concha em si é feita de grânulos de aproximadamente 22 nanômetros de diâmetro. Diminuindo o zoom, pode-se ver a relação comprimento/diâmetro dessas conchas ocas. Essas conchas esféricas têm uma relação comprimento/diâmetro de um para um e foram obtidas usando uma alta concentração de oxiânions metálicos superior a 100 milimolares nos meios de cultura.Ao diminuir a concentração de oxiânions no meio de cultura para cerca de 20 milimolares, a bactéria produz cascas de tungstato de sódio com proporção de comprimento para diâmetro de três para um. Após seu desenvolvimento, esta técnica ajuda o pesquisador no campo da bionanotecnologia a explorar a possibilidade de fazer microestrutura como microcápsula de um material de óxido metálico com a ajuda de uma bactéria gram-negativa.

synthesizing-sodium-tungstate-sodium-molybdate-microcapsules-via

Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

Fonte: Lin, P., et al. Sintetizando microcápsulas de tungstato de sódio e molibdato de sódio por meio de excreção de minerais bacterianos. J. Vis. Exp. (2018).Este vídeo demonstra o procedimento para sintetizar microcápsulas rígidas de óxido metálico por meio da cultura de bactérias redutoras de metal com íons metálicos, seguido de purificação sequencial por sonicação, centrifugação e lavagem com etanol.

Síntese de microcápsulas de óxido metálico usando bactérias redutoras de metais

A preparação e a esfoliação de CaCuSi 4 O 10 e BaCuSi 4 O 10 são descritas. Após a agitação em água quente, CaCuSi 4 O 10 esfolia espontaneamente em monocamadas, enquanto BaCuSi 4 O 10 requer a ultra-sons em solventes orgânicos. Infravermelho próximo (NIR) de imagem ilustra as propriedades de emissão de NIR destes materiais, e as dispersões aquosas destes nanomateriais são úteis para o processamento de uma solução.

Esfoliação de egípcio azul e Han Azul, dois pigmentos à base de silicato alcalino Terra cobre

A síntese sol-gel mediada por surfactante de titanato monossódico nanométrico é descrita, juntamente com a preparação do material modificado com peróxido correspondente. Uma reação de troca iônica com Au (III) também é apresentada.

Síntese e Reacção Química de nanosize monossódico Titanate

Aqui apresentamos um método para sintetizar nanopartículas de sulfeto de cádmio (CdS) livres de ligantes com base em um copolímero de enxofre único. O copolímero de enxofre opera como um solvente de alta temperatura e uma fonte de enxofre durante a síntese de nanopartículas e estabiliza as nanopartículas após a reação.

Síntese de CDs Nanopartículas sem ligando dentro de uma matriz de copolímero de Enxofre

Este protocolo / manuscrito descreve um processo simplificado para a produção de cápsulas exinas esporopolenina (segundos) a partir de esporos clavatum Lycopodium e para o carregamento de compostos hidrofílicos para estes segundos.

Cápsulas à base de plantas de extração de para aplicações de microencapsulação

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Preparação da grande-área Vertical 2D cristal Hetero-estruturas através da Sulfurization dos filmes de Metal de transição para a fabricação de dispositivo

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Análise de minerais produzidos por hFOB 1.19 e Saos-2 células usando microscopia eletrônica de transmissão com energia dispersiva microanálise de raios-x

Aqui, apresentamos uma síntese de um pote, transição-metal-free de tióis e tioésteres de halogenetos aromáticos e thiomethoxide de sódio, seguido de preparação de monocristais de uma rede de metal-dithiolene usando espécies tiol gerados in situ desde o mais estável e tractable Tioéster.

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Este artigo demonstra os princípios de uma injeção rápida, minimamente invasiva de micropartículas fluorescentes para a circulatory system de peixes pequenos e a visualização na vivo das micropartículas em sangue de peixe.

Administração simples e eficaz e visualização de micropartículas no sistema circulatório de peixes pequenos usando injeção de rim

Este protocolo detalha a síntese de nanocápsulas de upconversion para uso subsequente em resinas fotopolimerizáveis para impressão 3D volumétrica facilitada por upconversion de fusão tripleta.

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Uma plataforma microfluídica para investigar a precipitação microbiana de óxidos metálicos em meios porosos

Aprenda a sintetizar microcápsulas de tungstato e molibdato de sódio usando bactérias gram-negativas. Este método ecológico permite a produção em massa de estruturas esféricas ocos para aplicações em bionanotecnologia.

Sintetizando o tungstato de sódio e microcápsulas de molibdato de sódio através da excreção bacteriana de minerais

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