Name: Um método eficiente para dessalinização seletiva de iodo radioativo ânions usando filtro de membrana incorporado de nanopartículas de ouro (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-13T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: Aprenda a remover iodo radioativo de soluções aquosas usando filtros de membrana com nanopartículas de ouro imobilizadas. Este método oferece dessalinização seletiva rápida e eficiente para remediação ambiental.

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Este trabalho foi apoiado pela bolsa de investigação provenientes da Fundação Nacional de pesquisa da Coreia (Grant number: 2017M2A2A6A01070858).

1. síntese de nanopartículas de ouro citrato-estabilizada
<ol><li>Lave um balão de fundo redondo de dois-pescoço (250 mL) e uma barra de agitação magnética com água régia, uma mistura de ácido clorídrico concentrado e ácido nítrico concentrado na proporção de 3:1 volume. Cuidado: solução de água régia é extremamente corrosiva e pode resultar em explosão ou pele queima se não for tratada com extrema cautela.</li>
	<li>Lavagem do material de vidro com água desionizada para remover o ácido residual em solução aquosa.</li>
	<li>Adicionar 120 mL de solução de Ácido cloroáurico (HAuCl4, 1mm) ao balão de fundo redondo de dois-pescoço (250 mL) e aquecê-lo ao refluxo sob constante agitação.</li>
	<li>Adicionar 12 mL de solução de citrato de sódio tribásico (35mm) rapidamente para o balão de fundo redondo de dois-pescoço e a mistura resultante por mais 20 min para a redução completa do ouro sal de refluxo.</li>
	<li>Permitir que a suspensão coloidal de nanopartículas (vermelho profundo) para esfriar até a temperatura de quarto.</li>
	<li>Medir a concentração das nanopartículas de ouro (AuNPs) com espectroscopia UV-vis no comprimento de onda de 520 nm (coeficiente de extinção de 2.8 x 108) utilizando uma cubeta de quartzo (1 cm de comprimento de caminho).</li>
	<li>Adicionar uma gota de suspensão de AuNPs para um grid cobre revestido carbono (400 mesh) e secar à temperatura ambiente. Medir o tamanho do AuNPs com microscopia eletrônica de transmissão (TEM).</li>
	<li>Manter a suspensão de nanopartículas de ouro coloidal a 4 ° C.</li>
</ol>2. preparação da membrana híbrido (Au-CAM)
<ol><li>Preparação do filtro de membrana incorporado de nanopartículas de ouro através de uma seringa<ol>
<li>Lave a uma membrana de acetato de celulose (tamanho de poros: 0,45 μm, diâmetro: 25mm) apoiado por uma unidade de filtro com água destilada (10ml) por três vezes.</li>
		<li>Retirar 10 mL de citrato-estabilizado AuNPs (10 nM) com uma seringa estéril (20 mL) e adicioná-lo lentamente em um filtro de membrana de pre-lavado de acetato de celulose (Figura 1).</li>
		<li>Lave a unidade de filtração com 10 mL de água desionizada três vezes para remover AuNPs não-imobilizadas. Nota: AuNPs imobilizados na membrana de acetato de celulose são altamente estáveis, e, portanto, Au-CAM pode ser armazenado sob condição ambiente durante várias semanas sem a perda de suas propriedades químicas ou estabilidade.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparação do filtro de membrana de nanopartículas de ouro pela bomba de vácuo<ol>
<li>Coloque a membrana de acetato de celulose (tamanho de poros: 0,45 μm, diâmetro: 47 mm) entre um filtro espacador vidro suporte (diâmetro: 40 mm) e um funil graduado (300 mL).</li>
		<li>Conectar uma unidade combinada do suporte vidro fritado e graduado funil para um balão de recuperar (500 mL) e uma bomba de vácuo.</li>
		<li>Adicionar 10 mL de citrato-estabilizado AuNPs (10 nM) para o graduado funil e depois aplicar o vácuo até que todos os AuNPs são passados através da membrana de acetato de celulose (aproximadamente 20 s).</li>
		<li>Repita o mesmo procedimento (etapa 2.2.3) do outro lado da membrana para imobilizar o AuNPs em ambos os lados da membrana.</li>
		<li>Analisar a superfície do Au-CAM usando microscópio eletrônico de varredura (MEV) sob as condições de alta performance com as tensões de aceleração até 15 kV (Figura 2d). Nota: Para verificar a estabilidade de nanopartículas na Au-CAM em uma condição de sal elevada, a membrana composta foi imerso em solução de NaCl 1,0 M para 2 h, e então a inspeção visual foi realizada para confirmar a estabilidade da Au-CAM.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. adsorção de iodo radioativo usando Au-CAM em um sistema de lote
<ol><li>Diluir o iodo radioativo ([125eu] NaI, 2,2 MBq) em 3 mL de água pura, 1,0 M NaCl ou 10 nM NaI e adicionar cada solução em uma placa de Petri (50 mm diâmetro × 15 mm de altura). Cuidado: O iodo radioativo oxidado pode ser volátil e deve ser manuseado com escudos de chumbo adequada e leva os frascos. Todos radioquímicos etapas devem ser executadas em uma capa de filtro de carvão bem ventilada, e os procedimentos experimentais precisam ser monitorados por detectores de radioatividade.</li>
	<li>Coloque o Au-CAM, que é preparado usando um filtro de vácuo em soluções de iodo radioativo e agite-os em temperatura ambiente.</li>
	<li>Retirar o prato de Petri de 10 μL da solução de iodo radioativo em dado tempo pontos (0, 5, 10, 30, 60, 120 min) e medir a radioatividade da alíquota usando γ-contador automático.</li>
	<li>Enxágue com água purificada a Au-CAM após 120 min e em seguida medir a quantidade de radioactividade capturada na membrana usando γ-contador automático (Figura 3).</li>
</ol>4. dessalinização de iodo radioativo sob condição de em fluxo contínuo
<ol><li>Remoção de ânions de iodo radioativo (125eu–) usando um filtro de Au-CAM<ol>
<li>O iodo radioativo (3,7 MBq), dissolva em 50 mL de água pura, PBS 1x, 1,0 M NaCl, 0.1 M NaOH, 0.1 M HCl, 10mm CsCl, 10mm SrCl2, sintética urina ou água do mar.</li>
		<li>Retirar com uma seringa estéril (50 mL)-50 mL de cada solução e passar através da unidade de filtro de Au-CAM a uma taxa de fluxo de cerca de 1,5 mL/s usando uma bomba de seringa (Figura 1).</li>
		<li>Transferi 5 mL do filtrado para um tubo de plástico para quantificar a radioatividade na solução.</li>
		<li>Medir a quantidade de radioatividade residual na solução filtrado usando γ-contador automático (Figura 4).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Teste de reutilização do filtro de Au-CAM<ol>
<li>Dissolva o iodo radioativo em um sintética urina ou água do mar (3,7 MBq/50 mL).</li>
		<li>Retirar-se 50 mL de solução com uma seringa estéril (50 mL) e adicioná-lo à unidade de filtro de Au-CAM a uma taxa de fluxo de cerca de 1,5 mL/s usando uma bomba de seringa.</li>
		<li>Repita o mesmo procedimento de filtração (etapa 4.2.2) para sete vezes usando uma única unidade de filtro de Au-CAM.</li>
		<li>Transferi 5 mL do filtrado para um tubo de plástico para quantificar a radioatividade na solução.</li>
		<li>Medir a quantidade de radioatividade em sete soluções filtrado usando γ-contador automático.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Em anos recentes, vários nanomateriais engenharia e membranas foram desenvolvidas para remover metais radioactivos perigosos e metais pesados na água com base na sua funcionalidade específica na adsorção técnicas25,26, 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 ,</su...

Há várias décadas, enorme quantidade de resíduos radioactivos líquidos foi gerada por reactores nucleares, instalações de pesquisa e instituições médicas. Esses poluentes foram frequentemente uma ameaça palpável para o meio ambiente e saúde humana1,2,3. Especialmente, o iodo radioativo é reconhecido como um dos elementos mais perigosos devido a acidentes de usina nuclear. Por exemplo, um ambiente um relatório sobre o Fukushima e Chernobyl reator nuclear demonstrou que a quantidade de lançado iodines radioativos incluindo 131eu (t1/2 = 8,02 dias) e 129eu (t1/2 = 15,7 milhões de anos) para o ambiente era maior do que aqueles de outros radionuclídeos4,5. Em particular, a exposição destes radioisótopos resultou em alta absorção e enriquecimento na tiroide humana6. Além disso, iodines radioativos liberados podem causar grave contaminação do solo, água do mar e das águas subterrâneas devido à sua alta solubilidade em água. Portanto, muitos processos de remediação usando vários Adsorventes inorgânicos e orgânicos têm sido investigados para capturar iodines radioativos em resíduos aquosos7,8,9,10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20. apesar de extensos esforços têm se dedicado ao desenvolvimento de sistemas avançados de adsorvente, o estabelecimento de um método de descontaminação mostrando performances satisfatórias sob condição de em fluxo contínua era muito limitado. Recentemente, nós relatamos um processo de dessalinização novela mostrando a eficiência de remoção boa, íon-seletividade, sustentabilidade e reutilização usando materiais de compósito nano híbrido de nanopartículas de ouro (AuNPs)21,22 , 23. entre eles, membranas de ouro embutido de nanopartículas de acetato de celulose (Au-CAM) facilitaram a dessalinização altamente eficiente de íons iodeto sob um sistema de fluxo contínuo em comparação com aqueles de materiais adsorventes existentes. Além disso, todo o processo poderia ser terminado em um curto período de tempo, que foi outra vantagem para o tratamento de resíduos nucleares gerados a partir de pós-uso em aplicações médicas e industriais. O objetivo geral do presente manuscrito é fornecer um protocolo passo a passo para a preparação de Au-CAM24. Também demonstramos que um processo de filtração rápida e conveniente para íon-seletivo captura de iodo radioativo usando as membranas compostas projetadas. O protocolo detalhado neste relatório oferecerá uma aplicação útil dos nanomateriais no campo de pesquisa de ciências ambientais.

<table><tbody><tr><td>Ácido clorídrico</td><td>DUKSAN</td><td>1129</td><td></td></tr><tr><td>Ácido nítrico&nbsp;</td><td>JUNSEI</td><td>37335-1250</td><td></td></tr><tr><td>Cloreto cloroautico trihidratado (HAuCl4&middot; 3H2O)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>254169</td><td></td></tr><tr><td>Citrato de sódio tribásico di-hidratado</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>Cloreto de sódio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S9888</td><td></td></tr><tr><td>Iodeto de sódio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>383112</td><td></td></tr><tr><td>Hidróxido de sódio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5881</td><td></td></tr><tr><td>L-lactato de lítio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>L2250</td><td>Urina sintética</td></tr><tr><td>Ácido cítrico</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C1909</td><td>Sintético urina</td></tr><tr><td>Hidrogenocarbonato de sódio</td><td>JUNSEI</td><td>43305-1250</td><td>Urina sintética</td></tr><tr><td>Uréia</td><td>Sigma Aldrich</td><td>U1250</td><td>Urina sintética</td></tr><tr><td>Cloreto de cálcio</td><td>JUNSEI</td><td>18230-0301</td><td>Urina sintética</td></tr><tr><td>Sulfato de magnésio</td><td>SAMCHUN</td><td>M0146</td><td>Urina sintética</td></tr><tr><td>Di-hidrogenofosfato de potássio</td><td>JUNSEI</td><td>84185A1250</td><td>Urina sintética</td></tr><tr><td>Hidrogenofosfato dipotássico</td><td>JUNSEI</td><td>84120-1250</td><td>Urina sintética</td></tr><tr><td>Sulfato de sódio</td><td>JUNSEI</td><td>83260-1250</td><td>Urina sintética</td></tr><tr><td>Cloreto de amônio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A9434</td><td>Urina sintética</td></tr><tr><td>Água do mar</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>Membranas de acetato de celulose (tamanho dos poros: 0,20 &mu; m, diâmetro: 25 mm)</td><td>Advantec MFS</td><td>25CS045AS</td><td></td></tr><tr><td>Membranas de acetato de celulose (tamanho dos poros: 0,20 &mu; m, diâmetro: 47 mm)</td><td>Advantec MFS</td><td>C045A047A</td><td></td></tr><tr><td>47 mm Suportes de microanálise de vidro</td><td>Advantec MFS</td><td>KG47(311400)</td><td></td></tr><tr><td>Placa de Petri (50 mm de diâmetro e agudo; 15 mm de altura)</td><td>SPL</td><td>10050</td><td></td></tr><tr><td>Contador gama</td><td>Perkin-Elmer</td><td>2480 WIZARD2</td><td>Número do modelo</td></tr><tr><td>Espectrofotômetro UV-vis</td><td>Thermo</td><td>GENESYS 10</td><td>Número do modelo</td></tr><tr><td>Microscopia eletrônica de transmissão</td><td>Hitachi</td><td>H-7650</td><td>Número do modelo</td></tr><tr><td>Microscópio eletrônico de varredura por emissão de campo</td><td>FEI</td><td>Verios 460L</td><td>Número do modelo</td></tr></tbody></table>

um método eficiente para dessalinização seletiva de iodo radioativo ânions usando filtro de membrana incorporado de nanopartículas de ouro

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

Aqui, demonstramos um protocolo de detalhe para a preparação de membranas compostas incorporado nanomateriais e sua aplicação para a remoção eficiente e íon seletivo de iodines radioativos. Por meio de nanopartículas de ouro citrato-estabilizado (diâmetro médio: 13 nm) e membranas de acetato de celulose, ouro, membranas de acetato de celulose de nanopartículas-incorporado (Au-CAM) facilmente tem sido fabricadas. Os nano-adsorventes na Au-CAM foram altamente estáveis na presença de alta concentração de sais inorgânicos e moléculas orgânicas. Íons em soluções aquosas de iodeto rapidamente poderiam ser capturados por esta membrana projetada. Através de um processo de filtração, usando uma unidade de filtro contendo Au-CAM, eficiência de remoção excelente (> 99%), bem como íon seletivo resultado de dessalinização foi alcançado em um curto espaço de tempo. Além disso, Au-CAM prevista uma boa reutilização sem diminuição significativa de suas performances. Estes resultados sugeriram que a tecnologia presente usando a membrana híbrido projetada será um processo promissor para a descontaminação em grande escala de iodo radioativo de resíduos líquidos.

Temos demonstrado métodos simples para a fabricação de Au-CAM utilizando citrato-estabilizado AuNPs e acetato de celulose da membrana (Figura 1um). A superfície do Au-CAM foi observada por SEM que mostrou que os nanomateriais foram incorporados estàvel nas nanofibras de celulose (Figura 2). As nanopartículas encarceradas na membrana foram sustentadas estàvel e não foram liberadas pela membrana por lavagem contínu...

Um método eficiente para a rápida e íon seletivo dessalinização de iodo radioativo em várias soluções aquosas é descrito usando filtros de membrana de acetato de celulose imobilizada de nanopartículas de ouro.

Um método eficiente para dessalinização seletiva de iodo radioativo ânions usando filtro de membrana incorporado de nanopartículas de ouro

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

Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo de tratamento de água e remediação sustentável, como a remoção eficiente de iodo radioativo de meios aquosos usando materiais nanocompósitos híbridos. A principal ou a melhor coisa dessa técnica é que os elementos radioativos em uma mistura de sal e substâncias orgânicas podem ser rapidamente removidos por um simples processo de filtração em uma questão altamente eficiente. A demonstração em vídeo deste assunto é crítica, pois o manuseio e o tratamento de resíduos líquidos radioativos requerem cuidados especiais, incluindo proteção pessoal e ambiental contra a propagação da contaminação radioativa.Demonstrando os procedimentos estará Ha Eun Shim, uma estudante de pós-graduação do meu laboratório. Adicionar 120 mililitros de solução de ácido cloroáurico a um balão lavado de fundo redondo de dois gargalos e aquecê-lo até ao refluxo sob agitação constante. Adicione rapidamente 12 mililitros de solução tribásica de citrato de sódio ao balão de fundo redondo de dois gargalos.Reflua a mistura resultante por mais 20 minutos para a redução completa do sal dourado. Permita que a suspensão coloidal de nanopartículas esfrie até a t

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Engenharia

Ultrafiltração de fluxo tangencial (TFU) é um método de recirculação utilizado para a separação baseada no peso de biosamples. TFU foi adaptada ao tamanho de seleção (1-20 nm de diâmetro) e altamente concentrar uma grande quantidade de nanopartículas de prata polidispersos (4 L de 15,2 ml...

Ultrafiltração de fluxo tangencial: um método &quot;verde&quot; para a seleção do tamanho e concentração de nanopartículas de prata coloidal

Um protocolo para o diastereosseletivo preparação de um pote de cis - N-Ts-iodoaziridines é descrito. A geração de diiodomethyllithium, além de N-Ts aldiminas e ciclização do amino-gem-di-iodeto intermediário para iodoaziridines é demonstrada. Também está incluído um protocolo para avaliar rapidamente e quantitativamente a fase estacionária mais adequada para a purificação por cromatografia.

Síntese e Purificação de Iodoaziridines Envolvendo Quantitative Seleção do Optimal fase estacionária para cromatografia

Um processo para a fabricação e realizando a superfície à base de filtro reforçada Raman espectroscópica (SERS) ensaio para a detecção de contaminantes químicos (ou seja, ferbam pesticida e antibiótico ampicilina) é apresentada.

A superfície à base de filtro avançado Raman espectroscópica Ensaio para a rápida detecção de contaminantes químicos

Um protocolo para síntese em solução aquosa in situ de um composto bis (iminoguanidinium) ligando e sua utilização na separação selectiva de sulfato é apresentada.

Separação sulfato por cristalização selectiva com um ligando bis-iminoguanidinium

Um procedimento pormenorizado para a síntese de uma azida marcado com 125I e a radiomarcação de dibenzocyclooctyne (DBCO) -Grupo-conjugados, nanopartículas de ouro de 13 nm de tamanho, utilizando uma reacção de clique sem cobre é descrito.

Um protocolo otimizado para a radiomarcação eficiente de nanopartículas de ouro usando um<sup&gt; 125</sup&gt; Marcado com Eu Azida grupo prostético

O protocolo para uma plataforma nova polarização da concentração de iões (ICP) que pode parar a propagação da zona de ICP, independentemente das condições de funcionamento é descrito. Esta capacidade única da plataforma encontra-se na utilização de fusão depleção de iões e de enriquecimento, que são duas polaridades do fenómeno ICP.

Mesclando Ion polarização de concentração entre justapostos Troca Iônica Membranas para bloquear a propagação da Zona Polarização

Neste trabalho, nós preparamos um adsorvente composto de n catiônico , n-dimethylamino propilacrilamida cloreto de metilo quaternário (DMAPAAQ) gel de polímero e hidróxido de ferro para adsorver arsênico das águas subterrâneas. O gel foi preparado através de um novo método projetado para garantir o máximo teor de partículas de ferro em sua estrutura.

Remoção de arsênico usando um gel de polímero catiônico impregnado com hidróxido de ferro

Um protocolo para o projeto racional de um filtro eletroativo dual-funcional que consiste em nanotubos de carbono e nanofios titanatos é relatado e suas aplicações ambientais para a oxidação e sequestro sb (III) são apresentadas.

Um filtro eletroativo dual-funcional para simultaneamente sb (III) oxidação e sequestro

Aqui fornecemos um procedimento detalhado para produção, purificação e quantificação do vírus recombinante da doença de Newcastle. Este protocolo rende consistentemente &gt; 6 × 109 unidades formadoras de placas/mL, fornecendo quantidades de vírus apropriadas para estudos in vivo em animais. Ensaios adicionais de controle de qualidade para garantir a segurança in vivo são descritos.

Produção de Vírus da Doença de Newcastle Recombinante de Alta Titer a partir de fluido allantóico

O vírus adenoassociado é produzido em cultura de células de suspensão e purificado por centrifugação com duplo gradiente de densidade de iodixanol. Etapas são incluídas para aumentar o rendimento total do vírus, diminuir o risco de precipitação do vírus e concentrar ainda mais o produto final do vírus. Os títulos finais esperados atingem 10a 12 partículas virais/mL e são adequados para uso pré-clínico in vivo .

Produção e purificação de vírus adenoassociados em cultura de suspensão por centrifugação por gradiente de densidade de iodixanol para aplicações in vivo

Este protocolo descreve um método colorimétrico para avaliar de forma confiável a influência de substâncias químicas na atividade da Deiodinase 1 (DIO1) em microrganismos hepáticos humanos usando a reação de Sandell-Kolthoff. Inclui critérios de aceitação pré-definidos e métricas estatísticas de desempenho, apoiando esforços contínuos para a inclusão das diretrizes de teste da OCDE.

Avaliação colorimétrica da atividade da deiodinase 1 em microssomos do fígado humano usando a reação de Sandell-Kolthoff

Aprenda a remover iodo radioativo de soluções aquosas usando filtros de membrana com nanopartículas de ouro imobilizadas. Este método oferece dessalinização seletiva rápida e eficiente para remediação ambiental.

Um método eficiente para dessalinização seletiva de iodo radioativo ânions usando filtro de membrana incorporado de nanopartículas de ouro (Vídeo) | JoVE Journal

Um método eficiente para dessalinização seletiva de iodo radioativo ânions usando filtro de membrana incorporado de nanopartículas de ouro

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