Summary
De antimikrobielle egenskaber af metaller som kobber og sølv er blevet anerkendt i århundreder. Denne protokol beskriver pulserende laserablation i væsker, en metode til syntetisering af metal nanopartikler, der giver mulighed for at finjustere egenskaberne af disse nanopartikler for at optimere deres antimikrobielle virkninger.
Abstract
Fremkomsten af multidrugresistente bakterier er en global klinisk bekymring, der får nogle til at spekulere om vores tilbagevenden til en "pre-antibiotics" æra af medicin. Ud over bestræbelserne på at identificere nye antimikrobielle lægemidler med lille molekyl har der været stor interesse for brugen af metal nanopartikler som belægninger til medicinsk udstyr, sårforbindelser og forbrugeremballage på grund af deres antimikrobielle egenskaber. Det store udvalg af metoder til nanopartikelsyntese resulterer i et bredt spektrum af kemiske og fysiske egenskaber, som kan påvirke antibakteriel virkning. Dette manuskript beskriver den pulserende laserablation i væsker (PLAL) metode til at skabe nanopartikler. Denne fremgangsmåde muliggør finjustering af nanopartikelstørrelse, sammensætning og stabilitet ved anvendelse af efterbestrålingsmetoder såvel som tilsætning af overfladeaktive stoffer eller volumenudslipningsmidler. Ved at kontrollere partikelstørrelse og sammensætning er der et stort antal fysiske og kemiske egenskaber ved metal nanopaRtikler kan udforskes, som kan bidrage til deres antimikrobielle effekt og derved åbne nye veje til antibakteriel udvikling.
Introduction
Nanopartikler (NP'er) defineres generelt som partikler, der har mindst en dimension, der er mindre end 100 nm i længden. Traditionelle kemiske NP syntese metoder kræver typisk farlige reduktionsmidler, såsom borhydrider og hydraziner. I modsætning hertil er laserablation af faste metalmål nedsænket i et flydende medium (pulserende laserablation i væsker - PLAL) en miljøvenlig rute for NP-syntese, som opfylder alle 12 af Green Chemistry 1 , 2 principperne. I PLAL bestråles et neddykket metalmål ved gentagne laserimpulser. Når laseren ablater målet, frigives en tæt plume af atomklynger og damp i det flydende medium, hvor NP'er hurtigt koaleserer. NP'er produceret af PLAL er fint dispergeret i et vandigt medium, og størrelsen, polydispersiteten og sammensætningen af NP'erne kan let styres ved at variere den vandige ablationsvæske såvel som laserparAmeter 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 .
Nanopartikelegenskaber kan indstilles ved at justere et antal laserparametre, herunder: fluens, bølgelængde og pulsvarighed (gennemgået i reference 7 ). Laserfluens beregnes som pulsenergien divideret med området af laserplet på målfladen. De nøjagtige virkninger af fluens på størrelsen og polydispersiteten af NP er noget kontroversielle. Generelt har det vist sig, at der for 'lange' og 'ultrakort' pulserede lasersystemer er lave og høje fluensregimer, der producerer negative og positive tendenser i størrelse henholdsvis 8 , 9 , 10 , 11 . NP størrelse distributionOns kan måles empirisk ved hjælp af teknikker som dynamisk lysspredning og transmissionselektronmikroskopi (TEM) som beskrevet nedenfor.
Valget af laserbølgelængde kan påvirke de fysiske mekanismer, hvormed NP'erne dannes. Ved kortere (ultraviolette) bølgelængder kan høj energi fotoner bryde interatomiske bindinger 12 . Denne mekanisme for fotoablation er et eksempel på en top-down NP-syntese, fordi den resulterer i frigivelsen af ultra små fragmenter af materiale, der har tendens til at fremstille større mere polydisperse prøver ved quenching i nedsænkningsvæsken 12 , 13 , 14 . I modsætning hertil giver nær-infrarød ablation (A = 1,064 nm) en bottom-up-syntesemekanisme domineret af plasmaablation 12 . Laserabsorption ved målet frigør elektroner, der kolliderer med og efterfølgende fri, bundne elektroner. Som cOllisions stiger, materialet ioniseres og dermed antænder et plasma. Den omgivende væske begrænser plasmaet, forbedrer dets stabilitet og øger yderligere absorptionen 12 . Når det ekspanderende plasma blokeres af den begrænsende væske, kondenseres NP med forskellige geometrier 4 , 12 , 15 .
Valget af laserpulsvarighed kan yderligere påvirke NP-dannelsesprocessen. Almindeligt anvendte langpulserede lasere med pulsvarigheder større end et par picosekunder omfatter alle milli-, mikro-, nano- og nogle picosecond-pulserende lasere. I dette pulsbredderegime er laserpulsvarigheden længere end elektronfonon-ækvilibreringstiden, som typisk er i rækkefølge af nogle få picosekunder 4 , 16 , 17 , 18 , 19. Dette resulterer i udslip af energi i det omgivende ablationsmedium og dannelsen af NP'er ved termiske mekanismer såsom termionisk emission, fordampning, kogning og smeltning 1 , 20 .
Den antibakterielle aktivitet af NP'er påvirkes stærkt af partikelstørrelse 21 , 22 , 23 , 24 . For at forbedre størrelsesreduktion og monodispersitet kan NP'erne bestråles en anden gang ved anvendelse af en laser med en bølgelængde nær NP's overfladeplasmonresonans (SPR). Den indfaldende laserstråling absorberes af NP'en gennem excitation af SPR. Fragmentering af NP kan forekomme ved enten termisk fordampning 25 , 26 eller Coulomb eksplosion 27 , 28 . Fotoexcitationen hæver tHan temperaturen af NP over smeltepunktet, hvilket resulterer i afstivning af det ydre lag af partiklen. Det har vist sig, at tilsætningsmidler såsom polyvinylpyrrolidon (PVP) eller natriumdodecylsulfat (SDS) til opløsningen i høj grad kan forbedre efterbestrålingseffekter 5 . Virkningen af tilsætningen af forskellige opløste stoffer er blevet beskrevet i flere rapporter 1 , 4 , 6 . Den nemme manipulation af NP-egenskaber ved PLAL giver en ny metode til udvikling af nye NP-baserede antimikrobielle stoffer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Fokusering af Nanosecond Laser og Measurement Fluence
- Saml ablationapparatet ved at placere en magnetisk omrøringsstang og et porøst ablationsstadium inde i et 50 ml glasbæger.
BEMÆRK: Ablationsfasen består af en 3,81 cm diameter, 1,6 mm tykk rustfrit stålplatform med huller på 0,65 cm diameter og seks huller på 0,50 cm diameter boret i mønsteret illustreret i figur 1 . Formålet med disse huller er at tillade væsken at bevæge sig over målet, så partiklerne ikke akkumuleres umiddelbart over målet. Utilstrækkelig blanding fører til skadelige interaktioner mellem laseren og de allerede dannede partikler. Derudover er tre # 29 (8-32) tappede huller placeret i nærheden af platformens omkreds for at acceptere sætskruer, der tjener som ben til at hæve platformen og give plads til en magnetisk omrøringsbjælke ( figur 1A ).- Placer bægeret på en magnetiskRørpladen og sæt omrøringspladen på et xy-translationsstrin for at muliggøre bevægelse af målet under ablation ( figur 1A ).
- Indstil Nd: YAG-laseren til at fungere ved den grundlæggende bølgelængde på 1,064 nm, med en pulsvarighed på 5 ns og en pulsrepetitionshastighed på 10 Hz. Mål energien pr. Puls med en laser effekt og energimåler. Den krævede energi er 240-250 mJ.
- Fokus strålen under målet på ablationsfasen ved hjælp af en 250 mm brændvidde konvergerende linse (NA = 0,05).
BEMÆRK: Den indkommende stråle har en radius på 4.025 mm, og der kræves en objektivhøjde på 161 mm for at opnå den ønskede spotstørrelse. Den optimale pletstørrelse bestemmes empirisk. En større pletstørrelse anvendes til at reducere virkningen af afskærmning ved hjælp af NP'er, der er til stede i opløsningen. Dette er afbalanceret med den kendsgerning, at stigende pletstørrelse kræver højere energi til at opretholde tilstrækkelig fluens. - Bestem pletstørrelsen ved at placere et metalmål (se sektionN 2) på scenen og ablaterer med flere laserimpulser. Se det ablaterede mål sammen med en mikrometer dias på et CCD kameraudstyret lysmikroskop (4X objektiv) for at måle spotstørrelsen ( Figur 1A ).
BEMÆRK: For apparatet her giver ablationssystemet en pletstørrelse med et gennemsnitligt område på 5,51 mm 2 . Pletstørrelsen forbliver i dette område for hver ablation. - Beregn fluens ved at dividere pulsenergien ved spotområdet. For apparatet her er fluensen 4,80 J / cm2.
2. Syntese af sølv nanopartikler ved pulserende laserablation i væske
- Væg et fladt sølvmål med en mikrobalance for at opnå præablationsmassen.
- Fastgør sølvmålet til det porøse stadium ved hjælp af dobbeltsidet carbon tape. Tilsæt 40 ml ablationsvæske til bægeret ( figur 1A ). Den flydende højde over målet er 11 mm.
BEMÆRK: Typisk ablation liqUids er vandige opløsninger indeholdende enten 60 mM SDS eller 2 mM PVP for at forøge monodispersitet. - Flyt det computerstyrede motoriserede xy-trin i et elliptisk mønster (dimensioner: hovedakse = 2,09 cm, mindre akse = 0,956 cm, areal = 1,57 cm 2 ) under konstant omrøring ved en hastighed på 0,42 cm / s og ablate målet I 20-40 min.
BEMÆRK: Koncentrationen af NP'er stiger med længere ablationstider. Sørg for, at omrøringen er tilstrækkelig kraftig til at holde NP-koncentrationen ensartet i hele opløsningen for at minimere afskærmningseffekter 7 .
3. Karakterisering af metal nanopartikler
- Saml nanopartiklerens opløsning fra bægeret ved dekantering. Bekræft forekomsten af nanopartikler ved at måle deres UV-synlige lysspektre (200-1,100 nm).
BEMÆRK: NP'erne har en peakabsorption ved overfladens plasmonresonans (SPR) bølgelængde. For sølv er SPR centreret ved 400 nm. Meget koncentreret NPOpløsninger kræver fortynding inden måling af UV-VIS-spektret for at sikre, at absorbansaflæsningerne forbliver inden for spektrofotometerets lineære område. - Mål den hydrodynamiske diameter af NP'erne ved dynamisk lysspredning (DLS) ved hjælp af en nummerfordelingsanalysemetode 29 .
- Fortynd NP-opløsningen 1:40 i ablationsopløsningen og pipetter 1 ml i en 1 cm plastkuvette. Ved hjælp af en måleringsvinkel på 180 ° måles lysdisplayet ved en bølgelængde på 633 nm for at bestemme NP-diameteren ifølge Stokes-Einstein-ligningen:
Hvor d er den hydrodynamiske radius, k er Boltzmanns konstant, T er absolut temperatur, η er viskositet og D translationsdiffusionskoefficient eller hastighed for brunisk bevægelse.
- Fortynd NP-opløsningen 1:40 i ablationsopløsningen og pipetter 1 ml i en 1 cm plastkuvette. Ved hjælp af en måleringsvinkel på 180 ° måles lysdisplayet ved en bølgelængde på 633 nm for at bestemme NP-diameteren ifølge Stokes-Einstein-ligningen:
- Bekræft NP-størrelse og form ved hjælp af transmissionselektronmikroScopy (TEM) 30 .
BEMÆRK: Den hydrodynamiske diameter målt ved hjælp af DLS er større end størrelsen målt ved anvendelse af TEM på grund af opløsningsmiddellaget omkring NP'erne.- Fortynd NP-opløsningen 1:40 i dobbeltdestilleret vand for at fjerne eventuelle overskydende additiver ( f.eks. SDS eller PVP), der kan forstyrre billeddannelsen. Dråbevis 2 μL opløsningen på et TEM-grid af kobber, der er for-belagt med lacey / tynd carbonfilm (kommercielt tilgængelig, se Materialelisten) og tørre natten over ved stuetemperatur under vakuum i en ekssikator.
- NP'erne skal vurderes for at vurdere størrelse og form som beskrevet i reference 30 .
- For at beregne NP-koncentrationen, løsnes eventuelle løst fastgjorte NP'er fra det ablaterede metalmål (trin 2.3) ved at placere målet i et sonicerende vandbad indeholdende destilleret vand i 1 min.
- Tør målet under en trykluftstrøm i 1 min. Mål massen af taRget på en mikrobalance. Kvantificere massen af NP'er i opløsning som forskellen i vægt før og efter ablation, hvilket antages at være et resultat af udstødning af metal nanopartikler i opløsningen.
4. Efterbestråling
- Fortynd NP'erne til en maksimal koncentration på 100 μg / ml i samme ablationsopløsning anvendt i 2.2. Denne koncentrationsgrænse er kritisk for at sikre ensartet bestråling.
- Overfør 15-17 ml af de fortyndede NP'er til en kvartskuvette, der indeholder en omrøringsstang ( figur 1B ). Placér kuvetten på en magnetisk omrøringsplade, der er justeret parallelt med den indkommende laser.
- Brug et Nd: YAG lasersystem til at producere 25 ps 532 nm laserimpulser og en 75 mm brændvidde lins for at fokusere laser i midten af opløsningen. Bestråle opløsningen i 30 minutter til flere timer afhængigt af den ønskede størrelse.
BEMÆRK: Den samlede leverede energi afhænger af opløsningens koncentration og tBestråling og kan variere fra 0,5 mJ til 3,5 mJ. For apparatet her giver 30 min efterbestråling af en gennemsigtig lavkoncentrationsprøve (<50 μg / ml) sølv NP'er med en diameter på 10 nm.
5. Måling af de antibakterielle egenskaber af nanopartiklerne
BEMÆRK: Toksiciteten af sølv-NP'er mod både Gram-positive ( Bacillus subtilis ) og Gram-negative ( Escherichia coli ) blev testet 31 . Metoden er let tilpasset enhver art; Men den effektive dosis af nanopartikler kan variere betydeligt og skal bestemmes empirisk. Her anvendes E. coli som model system til beskrivelse af metoden.
- Voks E. coli- kulturer (stamme MG1655) natten over ved 37 ° C i Luria Broth (LB) indeholdende 10 g / l Bacto trypton, 5 g / l gærekstrakt og 10 g / l natriumchlorid. Fortynd de overnattende kulturer til en optisk densitet (A = 600Nm) på 0,01 i frisk LB.
- Hvis NP'erne blev syntetiseret i ablationsmedier, der indeholder tilsætningsstoffer ( fx SDS eller PVP), tilsættes det pågældende kemikalie til LB'et, så koncentrationen forbliver konstant ved tilsætning af NP'erne.
BEMÆRK: I et typisk eksperiment ablateres et sølvmål i en 60 mM SDS-opløsning til opnåelse af en 100 μg / ml opløsning af NP'er. Hvis den endelige koncentration af NP'er i dyrkningsmediet er 10 μg / ml, fremstilles LB indeholdende 6 mM SDS ( dvs. 1/10 koncentrationen af SDS i ablationsvæsken). Der er ingen negativ effekt på bakteriens vækst ved anvendelse af disse koncentrationer. Dette er vist i -AgNP-kontrollen i figur 3 . - Tilsæt NP'erne til de fortyndede kulturer i koncentrationer fra 0-50 μg / ml og dyrk kulturerne med omrystning ved 37 ° C i yderligere 2 timer. Som en positiv kontrol for toksicitet behandler E. coli med et antibiotikum ( f.eks. 30 μg / ml kanamycin).
- Efter 2 timers inkubation fortyndes dyrkningsprøverne 1:10 i frisk LB og spot 10 μl dråber af hver fortynding på LB agarplader. Typisk er 10 4 -10 8 gange fortyndinger tilstrækkelige til at se individuelle kolonier.
- Når dråberne er blevet absorberet, inkuberes pladerne natten over ved 37 ° C og tæller kolonidannende enheder (cfu) den følgende morgen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Ved anvendelse af sølvmål fremstilles de ovenfor beskrevne laserparametre og 60 mM SDS i ablationsvæsken, sølv NP'er med den karakteristiske UV-VIS-absorbans ved SPR ( figur 2A ). TEM og DLS målinger afslører en gennemsnitlig NP diameter på ca. 25 nm før efterbestråling ( Figur 2B ). Ablation af sølvmålet i 30 minutter giver typisk en NP-koncentration på 200 μg / ml. Ved vurdering af den antimikrobielle toksicitet af sølv-NP'er hæmmer 15 μg / ml stærkt E. coli- vækst ( Figur 3 ).
Figur 1 : Apparatkonfigurationer. ( A ) For PLAL-processen er Nd: YAG-laseren, der opererer ved en bølgelængde på 1,064 nmFokuseret gennem en 250 mm brændvidde linse til at producere en pletstørrelse på 5,51 mm 2 på måletrinnet. Spotstørrelsesbilledet er taget med et CCD-kamera kombineret med et optisk mikroskop. Ablationsmålet er sat på et porøst stadium med ti huller på 0,65 cm og seks huller på 0,50 cm diameter. Yderligere 3 huller er tappet til sæt skruer, der fungerer som ben for at understøtte scenen over omrøringsstangen. ( B ) Ved efterbestråling indstilles Nd: YAG laserudgangen til 532 nm og fokuseres gennem en 75 mm brændvidde-linse på midten af en kvartskuvette indeholdende NP'er. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2 : Karakterisering af sølv nanopartikler. A ) UV-VIS-spektret af sølv-NP'er viser en karakteristisk top ved SPR-bølgelængden (400 nm). ( B ) Størrelsesfordelingen af sølv-NP'erne før efterbestråling blev målt af TEM. Indsætet viser et repræsentativt TEM billede af AgNPs (85.000X forstørrelse, Scale bar = 100 μm). Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3 . Antimikrobielle virkninger af sølv nanopartikler. E. coli- celler blev behandlet i 2 timer med varierende koncentrationer af sølv-NP'er. Seriefortyndinger af kulturer blev udpladet på LB-agar for at bestemme bakteriel levedygtighed. Celler blev behandlet med 30 μg / ml kanamycin som en positiv kontrol. Bemærk at cellenJeg modtager ikke AgNP'er (-AgNP-prøve) blev dyrket i nærvær af 6 mM SDS for at sikre, at det overfladeaktive middel ikke uafhængigt resulterede i toksicitet. Figuren er en sammensætning af kolonier på to plader fra samme eksperiment og er et repræsentativt resultat (n = 5). Klik her for at se en større version af denne figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Reproducerbare antimikrobielle virkninger af NP'er kræver konsekvent produktion af NP'er med tilsvarende størrelser og koncentrationer. Derfor er det kritisk at standardisere laserparametre, herunder fluens, bølgelængde og pulsvarighed. Mens dynamisk lysspredning er en nem og hurtig metode til estimering af NP-størrelse, kræver præcis kvantificering af størrelsesfordelingen direkte måling af TEM. Da hver laserstråle har forskellige karakteristika med hensyn til tilstandsprofil og divergens, er det afgørende at anvende en empirisk proces for at give den optimale fluens og flydende højde over målet. Da nanopartiklernes størrelse kan justeres ved efterbestråling, kan effektiviteten af partikelproduktionen optimeres gennem målmassetab og optiske densitetsmålinger.
I modsætning til konventionelle kemiske syntesemetoder har laserablation i væsker den fordel at producere nanopartikler i enten rent vand eller en overfladeaktivt sol ution. Der er ingen forstadieforbindelser til at forurene kulturerne og virke som interferenser. Forskere kan producere nanopartiklerne i laboratoriet på kort tid til øjeblikkelig brug. Teknikken er meget reproducerbar og kræver ikke specialuddannelse eller personale. Det er dog vigtigt at bemærke begrænsningerne af denne metode. For det første kan mangfoldigheden i nanopartiklernes former, der produceres ved laserablation i væsker, variere over et bredt spektrum. Hvis man er forpligtet til at målrette bestemte aspektforhold eller andre formparametre, ville det kræves stærkt iterativ behandling, hvis det overhovedet er muligt. Måske er den mest begrænsede begrænsning af denne teknik, at eksperimenter, som kræver store masser af nanopartikler, vil være vanskelige. Gramskala syntese kan forekomme, men det er udfordrende og kræver specialiseret laserudstyr 32 , 33 , 34 .
Det er vigtigt at bemærke, at mange metal NP'er er lysfølsomme. Bestråling af sølvnanopartikler med synligt lys resulterer i øget antibakteriel toksicitet 31. Den forbedrede effekt skyldes en forøgelse af sølvionfrigivelsen fra NP'erne. , Er det vigtigt at overveje, om PLAL-metoden skal udføres, og lagre de resulterende NP'er beskyttet mod lys.Endelig er valget af overfladeaktive stoffer og volumen-ekskludere ( fx SDS og PVP) for at reducere NP-størrelse afgørende, når man studerer den antimikrobielle styrke af NP'er. Det er vigtigt at udføre kontrolforsøg for at sikre, at additiverne ikke er giftige alene. For eksempel tolererer E. coli SDS i koncentrationer op til 10 mM; B. subtilis er imidlertid meget mere følsom 31 . Når man arbejder med B. subtilis, kan derfor ikke-toksiske koncentrationer af PVP (2 mM) tilsættes til ablationsvæsken for at opnå 25 nmpartikler.
Laserablation i væsker sammen med efterbestråling kan bruges til at fremstille nanopartikler fordelinger med en række dispersioner og størrelser. Dette vil lette undersøgelser med forskellige bakterier, metaller og lige legeringer. Anvendelsen af PLAL til nanopartikelsyntese giver en ny metode til udvikling af antimikrobielle NP'er til bekæmpelse af den stadigt voksende udfordring af antibakteriel resistens.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet af National Science Foundation (NSF tildeler CMMI-0922946 til DB, CMMI-1300920 til DB og S.O.M, og CMMI-1531789 til S.O'M., DB og EAK) og en Busch Biomedicinsk Forskning Bevilgning til EAK og S.O'M.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Nanosecond Nd:YAG laser | Ekspla | NL303 | |
| Motorized xy scanning stage | Standa | 8MTF | |
| UV-VIS spectrophotometer | Agilent | Cary 60 | |
| Dynamic light scattering unit | Malvern | Zetasizer ZS 90 | |
| Microbalance | Maktek | TM 400 | |
| Transmission electron microscope | Zeiss | EM 902 | |
| Silver foil target | Alfa Aesar | 12127 | |
| 250 mm focal length lens | Edmund Optics | 69-624 | |
| Copper TEM grids | Pacific Grid-Tech | Cu-400LD | Lacey/thin film coated grid |
| E. coli MG1655 | ATCC | 47076 | |
| Bacto tryptone | BD Biosciences | 211705 | |
| Yeast extract | BD Biosciences | 212750 | |
| Sodium chloride | Fisher Scientific | BP3581 | |
| Bacto agar | BD Biosciences | 214010 | |
| Sodium dodecyl sulfate | Fisher Scientific | BP166-100 | |
| Polyvinylpyrrolidone | Fisher Scientific | BP431-100 | |
| Stainless steel disc (for ablation stage) | Metal Remnants, Inc. | N/A | 1.5 inch diameter, 16 gauge |
| Beaker | Fisher Scientific | 02-540G | |
| Magnetic stir bar | Fisher Scientific | 14-513-57 | |
| Magnetic stir plate | Fisher Scientific | 11-100-49SH | |
| Laser energy and power meter | Coherent | 1098579 | |
| Carbon tape | Shinto Chemitron Co. Ltd. | STR Tape | |
| Sonicating water bath | Branson | 1510 | |
| Air compressor | GMC | Syclone 3010 | For drying ablation target |
| 75 mm focal length lens | Edmund Optics | 34-096 | Focusing lens for post-irradiation |
| Quartz cuvette | Precision Cells Inc | 21UV40 | 50 mm light path (for post-irradiation) |
| Kanamycin | Fisher Scientific | BP906-5 | |
| Light microscope | Nikon | 50i | This microscope is used to focus the laser on the ablation stage. This particular model is no longer available, but any light microscope with a 4X objective will work. |
| CCD camera | AmScope | MT5000-CCD | |
| Micrometer slide | Ted Pella | 2280-70 |
References
- 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. Chem Soc Rev. 39 (1), 301-312 (2010).
- Mafune, F., Kohno, J. Y., Takeda, Y., Kondow, T., Sawabe, H. Formation of Gold Nanoparticles by Laser Ablation in Aqueous Solution of Surfactant. J Phys Chem B. 105 (22), 5114-5120 (2001).
- Rao, S. V., Podagatlapalli, G. K., Hamad, S. Ultrafast laser ablation in liquids for nanomaterials and applications. J Nanosci Nanotechnol. 14 (2), 1364-1388 (2014).
- Tsuji, T., et al. Preparation of silver nanoparticles by laser ablation in polyvinylpyrrolidone solutions. Appl Surf Sci. 254 (16), 5224-5230 (2008).
- Zeng, H., et al. Nanomaterials via laser ablation/irradiation in liquid: a review. Adv Funct Mater. 22 (7), 1333-1353 (2012).
- Naddeo, J. J., et al. Antibacterial Properties of Nanoparticles: A Comparative Review of Chemically Synthesized and Laser-Generated Particles. Adv. Sci. Eng. Med. 7 (12), 1044-1057 (2015).
- Elsayed, K. A., Imam, H., Ahmed, M. A., Ramadan, R. Effect of focusing conditions and laser parameters on the fabrication of gold nanoparticles via laser ablation in liquid. Opt. & Laser Tech. 45, 495-502 (2013).
- Kabashin, A. V., Meunier, M. Synthesis of colloidal nanoparticles during femtosecond laser ablation of gold in water. J Appl Phys. 94 (12), 7941-7943 (2003).
- Nichols, W. T., Sasaki, T., Koshizaki, N. Laser ablation of a platinum target in water I. Ablation mechanisms. J Appl Phys. 100 (11), 114911 (2006).
- Povarnitsyn, M. E., Itina, T. E., Levashov, P. R., Khishchenko, K. V. Mechanisms of nanoparticle formation by ultra-short laser ablation of metals in liquid environment. Phys Chem Chem Phys. 15 (9), 3108-3114 (2013).
- Mortazavi, S. Z., Parvin, P., Reyhani, A., Golikand, A. N., Mirershadi, S. Effect of Laser Wavelength at IR (1064 nm) and UV (193 nm) on the Structural Formation of Palladium Nanoparticles in Deionized Water. J Phys Chem C. 115 (12), 5049-5057 (2011).
- Kim, J., Reddy, D. A., Ma, R., Kim, T. K. The influence of laser wavelength and fluence on palladium nanoparticles produced by pulsed laser ablation in deionized water. Solid State Sci. 37, 96-102 (2014).
- Mortazavi, S. Z., Parvin, P., Reyhani, A., Mirershadi, S., Sadighi-Bonabi, R. Generation of various carbon nanostructures in water using IR/UV laser ablation. J Phys D: Appl Phys. 46 (16), 165303 (2013).
- Hunter, B. M., et al. Highly active mixed-metal nanosheet water oxidation catalysts made by pulsed-laser ablation in liquids. J Am Chem Soc. 136 (38), 13118-13121 (2014).
- Momma, C., et al. Short-pulse laser ablation of solid targets. Opt Commun. 129 (1), 134-142 (1996).
- Sonntag, S., Roth, J., Gaehler, F., Trebin, H. R. Femtosecond laser ablation of aluminium. Appl Surf Sci. 255 (24), 9742-9744 (2009).
- Yamashita, Y., Yokomine, T., Ebara, S., Shimizu, A. Heat transport analysis for femtosecond laser ablation with molecular dynamics-two temperature model method. Fusion Eng Des. 81 (8), 1695-1700 (2006).
- Zhigilei, L. V., Lin, Z., Ivanov, D. S. Atomistic modeling of short pulse laser ablation of metals: connections between melting, spallation, and phase explosion. J Phys Chem C. 113 (27), 11892-11906 (2009).
- Schmidt, M., et al. Lasers in Manufacturing 2011 - Proceedings of the Sixth International WLT Conference on Lasers in Manufacturing Metal Ablation with Short and Ultrashort Laser Pulses. Physics Procedia. 12, 230-238 (2011).
- Azam, A., Ahmed, A. S., Oves, M., Khan, M. S., Memic, A. Size-dependent antimicrobial properties of CuO nanoparticles against Gram-positive and-negative bacterial strains. Int. J. Nanomed. 7, 3527-3535 (2012).
- Ivask, A., et al. Size-dependent toxicity of silver nanoparticles to bacteria, yeast, algae, crustaceans and mammalian cells in vitro. PLoS One. 9 (7), e102108 (2014).
- Kim, T. H., et al. Size-dependent cellular toxicity of silver nanoparticles. J Biomed Mater Res A. 100 (4), 1033-1043 (2012).
- Raghupathi, K. R., Koodali, R. T., Manna, A. C. Size-dependent bacterial growth inhibition and mechanism of antibacterial activity of zinc oxide nanoparticles. Langmuir. 27 (7), 4020-4028 (2011).
- Plech, A., Kotaidis, V., Gresillon, S., Dahmen, C., von Plessen, G. Laser-induced heating and melting of gold nanoparticles studied by time-resolved x-ray scattering. Phys Rev B. 70 (19), 195423 (2004).
- Takami, A., Kurita, H., Koda, S. Laser-Induced Size Reduction of Noble Metal Particles. J Phys Chem B. 103 (8), 1226-1232 (1999).
- Kamat, P. V., Flumiani, M., Hartland, G. V. Picosecond Dynamics of Silver Nanoclusters. Photoejection of Electrons and Fragmentation. J Phys Chem B. 102 (17), 3123-3128 (1998).
- Yamada, K., Tokumoto, Y., Nagata, T., Mafune, F. Mechanism of laser-induced size-reduction of gold nanoparticles as studied by nanosecond transient absorption spectroscopy. J Phys Chem B. 110 (24), 11751-11756 (2006).
- Pecora, R. Dynamic Light Scattering Measurement of Nanometer Particles in Liquids. J. Nanoparticle Res. 2 (2), 123-131 (2000).
- Pyrz, W. D., Buttrey, D. J. Particle size determination using TEM: a discussion of image acquisition and analysis for the novice microscopist. Langmuir. 24 (20), 11350-11360 (2008).
- Ratti, M., et al. Irradiation with visible light enhances the antibacterial toxicity of silver nanoparticles produced by laser ablation. Appl Phys A. 122 (4), 1-7 (2016).
- Sajti, C. L., Sattari, R., Chichkov, B. N., Barcikowski, S. Gram Scale Synthesis of Pure Ceramic Nanoparticles by Laser Ablation in Liquid. J Phys Chem C. 114 (6), 2421-2427 (2010).
- Streubel, R., Barcikowski, S., Gokce, B. Continuous multigram nanoparticle synthesis by high-power, high-repetition-rate ultrafast laser ablation in liquids. Opt Lett. 41 (7), 1486-1489 (2016).
- Streubel, R., Bendt, G., Gokce, B. Pilot-scale synthesis of metal nanoparticles by high-speed pulsed laser ablation in liquids. Nanotechnology. 27 (20), 205602 (2016).
