Ultrafiltración de flujo tangencial (TFU) es un método de recirculación para la separación basada en el peso de muestras biológicas. TFU fue adaptado al tamaño-select (1-20 nm de diámetro) y muy concentrar un gran volumen de polidispersos nanopartículas de plata (4 ml L de 15,2 g<sup> -1</sup> Hasta 4 ml de 8,539.9 g ml<sup> -1</sup>) Con la agregación mínima.
Hoy en día, AGNPS son ampliamente utilizados en la fabricación de productos de consumo, 1 desinfectantes de agua, 2 terapéuticos, 1, 3 y dispositivos biomédicos 4 debido a sus propiedades antimicrobianas potentes. 3-6 Estas aplicaciones de nanopartículas están fuertemente influenciadas por el tamaño y estado de agregación AgNP . Muchos de los retos existentes en la fabricación controlada 7 y tamaño de aislamiento basado en 4,8 de AGNPS no funcionalizado, homogéneos que estén libres de recubrimiento químicamente agresivo / agentes estabilizadores o disolventes orgánicos. 7-13 Limitaciones emergen de la toxicidad de los reactivos, los altos costos o reducirse eficiencia de los métodos de síntesis de AgNP o aislamiento (por ejemplo, centrifugación, solubilidad dependiente del tamaño, cromatografía de exclusión molecular, etc.) 10,14-18 Para superar esto, se mostró recientemente que el ST permite un mayor control sobre el tamaño, concentración y agregación estado de Creighton AGNPS (300ml de 15,3 mg ml -1 a 10 ml de 198,7 mg ml -1) que los métodos convencionales de aislamiento tales como ultracentrifugación. 19
ST es un método de recirculación comúnmente utilizado para el aislamiento basado en el peso de proteínas, virus y células. 20,21 Brevemente, la muestra de líquido se hace pasar a través de una serie de membranas de fibra hueca con un tamaño de poro en el intervalo de 1.000 kD a 10 kD. Componentes más pequeños suspendido o disuelto en la muestra pasará a través de la barrera porosa junto con el disolvente (filtrado), mientras que los constituyentes mayores son retenidas (retenido). TFU puede ser considerado un "verde" método, ya que no daña la muestra ni requiere disolvente adicional para eliminar el exceso de reactivos tóxicos y subproductos. Además, AFT se puede aplicar a una gran variedad de nanopartículas como ambos filtros hidrófobos e hidrófilos están disponibles.
Los dos objetivos principales de este estudio fueron: 1) para ilustrarlos aspectos experimentales de la TFU enfoque a través de una experiencia de video invitado y 2) para demostrar la viabilidad del método de AFT para grandes volúmenes de nanopartículas coloidales y menores volúmenes de retenido. En primer lugar, AGNPS unfuctionalized (4 L, 15,2 mg ml -1) se sintetizaron usando el método bien establecido Creighton 22,23 por la reducción de AgNO 3 con NaBH 4. AgNP polidispersidad fue minimizado a continuación a través de una TFU 3-paso utilizando un filtro de 50-nm (460 cm 2) para eliminar AGNPS y AgNP agregados-mayor que 50 nm, seguido por dos 100-kD (200 cm 2 y 20 cm 2) filtros para concentrar los AGNPS. Las muestras representativas se caracterizaron mediante microscopía electrónica de transmisión, UV-Vis espectrofotometría de absorción, espectroscopia Raman, y plasma acoplado inductivamente espectroscopia de emisión óptica. El retenido final consistió altamente concentrado (4 ml, 8,539.9 mg ml -1) todavía humilde agregada y homogéneaAGNPS de 1-20 nm de diámetro. Esto corresponde a un rendimiento de concentración de plata de aproximadamente 62%.
UV-Vis Espectrofotometría de absorción y espectroscopia Raman de AGNPS coloidales
Es bien sabido que el número de picos de resonancia de plasmones superficiales en el espectro de absorción de un coloide disminuye a medida que la simetría de los aumentos AGNPS. Además, AgNP agregación conduce a la aparición de picos más amplios o rojo cambió-. 25,26 La presencia de un único pico agudo y simétrico SPR a 394 nm es indicativo de AGNPS pequeñas, esféricas de agregación mode…
The authors have nothing to disclose.
Los fondos de la Fundación Nacional de Ciencia a través de la NUE en Ingeniería y los Programas LEADER Consorcio se agradece.
Silver nitrate (AgNO3) | Acros Organics Inc. | CAS: 7761-88-8 | |
Sodium borohydride (NaBH4) | Acros Organics Inc. | CAS: 16940-66-2 | |
Nitric acid (HNO3, Optima) | Fisher Scientific Inc. | A467-1 | Trace metal grade for ICP analysis |
10,000 μg ml-1 silver standard, EnviroConcentrate | Ultra Scientific | US-IAA-047 | |
KrosFlo Research IIi Tangential Flow Filtration System | Spectrum Laboratories Inc. | SYR2-U20-01N | |
0.05 μm PS (0.5 mm) 460 cm2 | Spectrum Laboratories Inc. | X30S-900-02N | |
Midi 100 kD PS 200 cm2 | Spectrum Laboratories Inc. | X3-100S-901-02N | |
Micro100 kD PS 20 cm2 | Spectrum Laboratories Inc. | X1AB-300-10N | |
MasterFlex C-Flex tubing L/S Size 17 | Cole-Palmer Instrument Co. | 06424-17 | |
MasterFlex C-Flex tubing L/S Size 14 | Cole-Palmer Instrument Co. | 06424-14 | |
Cary 50 UV-VIS-NIR spectrophotometer | Varian Inc. | ||
LabRam HR 800 system | Horiba Jobin Yvon Inc. | ||
Varian 710ES ICP-OES | Varian Inc. |
Table 1. Specific reagents and equipment.