Антимикробные свойства металлов, таких как медь и серебро, были признаны на протяжении веков. Этот протокол описывает импульсную лазерную абляцию в жидкостях, метод синтеза металлических наночастиц, который обеспечивает возможность тонкой настройки свойств этих наночастиц для оптимизации их антимикробных эффектов.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Получение металлических наночастиц импульсной лазерной абляцией в жидкостях: инструмент для изучения антибактериальных свойств наночастиц
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Появление бактерий с множественной лекарственной устойчивостью является глобальной клинической проблемой, ведущей к размышлениям о нашем возвращении к эпохе «антибиотиков» до начала антибиотиков. В дополнение к усилиям по выявлению новых маломолекулярных противомикробных препаратов большой интерес представляет использование наночастиц металлов в качестве покрытий для медицинских устройств, раневых повязок и потребительской упаковки из-за их антимикробных свойств. Широкий спектр методов, доступных для синтеза наночастиц, приводит к широкому спектру химических и физических свойств, которые могут влиять на антибактериальную эффективность. В этой рукописи описывается метод импульсной лазерной абляции в жидкостях (PLAL) для создания наночастиц. Такой подход позволяет осуществлять точную настройку размера, состава и стабильности наночастиц с использованием методов пост-облучения, а также добавления поверхностно-активных веществ или объемных экскрементов. Контролируя размер и состав частиц, большой диапазон физических и химических свойств металлических наноповМогут быть исследованы, которые могут способствовать их антимикробной эффективности, открывая тем самым новые пути для развития антибактериальных средств.
Введение
Наночастицы (NP) обычно определяются как частицы, которые имеют по меньшей мере один размер, длина которого меньше 100 нм. Традиционные химические методы синтеза NP обычно требуют опасных восстановителей, таких как борогидриды и гидразины. Напротив, лазерная абляция твердых металлических целей, погруженных в жидкую среду (импульсная лазерная абляция в жидкостях - PLAL), обеспечивает экологически чистый путь синтеза NP, который удовлетворяет всем 12 принципам зеленой химии 1 , 2 . В PLAL подводная металлическая мишень облучается повторными лазерными импульсами. Когда лазер удаляет мишень, плотный шлейф атомных....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Фокусировка наносекундного лазера и измеряемой плотности
- Соберите аппарат для абляции, помещая магнитную мешалку и пористую стадию абляции внутрь стеклянного стакана на 50 мл.
ПРИМЕЧАНИЕ. Стадия абляции состоит из платформы из нержавеющей стали толщиной 3,81 см, толщиной 1,6 мм с отверстиями диаметром 0,65 см и шести отверстий диаметром 0,50 см, просверленных в схеме, показанной на рисунке 1 . Цель этих отверстий - позволить жидкости перемещаться по мишени так, чтобы частицы не накапливались непосредственно над мишенью. Недостаточное перемешивание приводит к пагубным взаимодействиям между лазером и у....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Используя серебряные мишени, описанные выше параметры лазера и 60 мМ SDS в жидкости для абляции, серебряные NPs генерируются с характерным поглощением UV-VIS на SPR ( рисунок 2A ). Измерения TEM и DLS показывают средний диаметр NP приблизительно 25 нм до после облучения ( рисунок 2B ). Абляция серебряной мишени в течение 30 мин обычно дает концентрацию NP 200 мкг / мл. При оценке противомикробной токсичности NPN серебра 15 мкг /.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Воспроизводимые антимикробные эффекты НП требуют последовательного производства НП с аналогичными размерами и концентрациями. Поэтому крайне важно стандартизировать параметры лазера, включая флюенсы, длину волны и длительность импульса. Хотя динамическое рассеяние света является простым и быстрым методом оценки размера NP, точная количественная оценка распределения по размеру требует прямого измерения методом ТЕА. Поскольку каждый лазерный луч имеет четкие характеристики с точки зрения профиля и дивергенции мод, крайне .......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Эта работа была поддержана Национальным научным фондом (NSF присуждает CMMI-0922946 DB, CMMI-1300920 для DB и S.O'M. И CMMI-1531789 для S.O'M., DB и EAK) и Бюджетный научно-исследовательский грант Буша для EAK и S.O'M.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Наносекундный Nd:YAG лазер | Ekspla | NL303 | |
| Моторизованный xy сканирующий столик | Standa | 8MTF | |
| UV-VIS спектрофотометр | Agilent | Cary 60 | |
| Блок динамического рассеяния света | Malvern | Zetasizer ZS 90 | |
| Микровесы | Maktek | TM 400 | |
| Просвечивающий электронный микроскоп | Zeiss | EM 902 | |
| Мишень из серебряной фольги | Alfa Aesar | 12127 | |
| 250 мм фокусного расстояния объектив | Edmund Optics | 69-624 | |
| Медные сетки TEM | Pacific Grid-Tech | Cu-400LD | Lacey/тонкопленочная сетка |
| с покрытиемE. coli MG1655 | ATCC | 47076 | |
| Bacto triptone | BD Biosciences | ||
| Экстракт дрожжей | BD Biosciences | 212750 | |
| Хлорид натрия | Fisher Scientific | BP3581 | |
| Бакто-агар | BD Biosciences | 214010 | |
| Додецилсульфат натрия | Fisher Scientific | BP166-100 | |
| Поливинилпирролидон | Fisher Scientific | BP431-100 | |
| Диск из нержавеющей стали (для стадии абляции) | Metal Remnants, Inc. | Н/Д | Диаметр 1,5 дюйма, 16 калибр |
| Стакан | Fisher Scientific | 02-540G | |
| Магнитная мешалка | Fisher Scientific | 14-513-57 | |
| Магнитная мешалка | Fisher Scientific | 11-100-49SH | |
| Лазерный измеритель энергии и мощности | Coherent | 1098579 | |
| Углеродная лента | Shinto Chemitron Co. Ltd. | STR Лента | |
| Ультразвуковая водяная баня | Branson | 1510 | |
| Воздушный компрессор | GMC | Syclone 3010 | Для сушки мишени для абляции 75 |
| мм фокусное расстояние линзы | Edmund Optics | 34-096 | Фокусирующая линза для постоблучения |
| Кварцевая кювета | Precision Cells Inc | 21UV40 | 50 мм световой путь (для постоблучения) |
| Канамицин | Fisher Scientific | BP906-5 | |
| Световой микроскоп | Nikon | 50i | Этот микроскоп используется для фокусировки лазера на стадии абляции. Именно этой модели уже нет, но подойдет любой световой микроскоп с объективом 4X. |
| ПЗС-камера | AmScope | MT5000-CCD | |
| микрометрическая горка | Ted Pella | 2280-70 |
Ссылки
- Amendola, V., Meneghetti, M. What controls the composition and the structure of nanomaterials generated by laser ablation in liquid solution? Phys Chem Chem Phys. 15 (9), 3027-3046 (2013).
- Anastas, P., Eghbali, N. Green chemistry: principles and practice....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
