Nanodiamonds के जैव-प्रेरित Polydopamine सतह संशोधन और चांदी के नैनोकणों की कमी
Summary
polydopamine के साथ nanodiamonds की सतहों को functionalize करने के लिए एक सतही प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया गया है ।
Abstract
सरफेस functionalization ऑफ nanodiamonds (एनडीएस) अभी भी एनडी सतहों पर कार्यात्मक समूहों की विविधता के कारण चुनौतीपूर्ण है । यहां, हम कौड़ी-प्रेरित polydopamine (पीडीए) कोटिंग का उपयोग करके एनडीएस की बहुआयामी सतह संशोधन के लिए एक सरल प्रोटोकॉल का प्रदर्शन । इसके अलावा, एनडीएस पर पीडीए के कार्यात्मक परत एक एजेंट को कम करने के लिए संश्लेषित और धातु नैनोकणों स्थिर के रूप में सेवा कर सकता है । डोपामाइन (डीए) आत्म polymerize और सहज एन डी पर पीडीए परतों फार्म कर सकते है अगर एनडीएस और डोपामाइन बस एक साथ मिश्रित कर रहे हैं । एक पीडीए परत की मोटाई दा की एकाग्रता बदलती द्वारा नियंत्रित किया जाता है । एक ठेठ परिणाम से पता चलता है कि पीडीए परत के ~ 5 से ~ 15 एनएम के एक मोटाई १०० एनएम एन डी सस्पेंशन करने के लिए १०० µ g/ इसके अलावा, पीडीए-एनडीएस एक सब्सट्रेट जैसे धातु आयनों को कम करने के लिए के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं, एजी के रूप में [(NH3)2]+, सिल्वर नैनोकणों (AgNPs) । AgNPs के आकार एजी के प्रारंभिक सांद्रता पर भरोसा [(एनएच3)2]+। एजी की एकाग्रता में वृद्धि के साथ [(NH3)2]+, एनपीएस की संख्या बढ़ जाती है, साथ ही एनपीएस का व्यास बढ़ता है । संक्षेप में, इस अध्ययन के लिए न केवल पीडीए के साथ एनडीएस की सतहों को संशोधित करने के लिए एक सतही विधि प्रस्तुत करता है, लेकिन यह भी उंनत अनुप्रयोगों के लिए ब्याज की विभिंन प्रजातियों (जैसे AgNPs) लंगर द्वारा एनडीएस की बढ़ी कार्यशीलता को दर्शाता है ।
Introduction
Nanodiamonds (एनडीएस), एक उपंयास कार्बन आधारित सामग्री, विभिंन अनुप्रयोगों1,2में उपयोग के लिए हाल के वर्षों में काफी ध्यान आकर्षित किया है । उदाहरण के लिए, एनडीएस के उच्च सतह क्षेत्रों धातु नैनोकणों (एनपीए) के लिए उत्कृष्ट उत्प्रेरक समर्थन अपने सुपर रासायनिक स्थिरता और थर्मल चालकता3की वजह से प्रदान करते हैं । इसके अलावा, एनडीएस जैव इमेजिंग, जैव संवेदन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, और उनके बकाया अनुकूलता और नशा4,5के कारण दवा वितरण ।
कुशलतापूर्वक अपनी क्षमताओं का विस्तार करने के लिए, यह संयुग्मी जैसे प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, और नैनोकणों6के रूप में एनडीएस की सतहों पर कार्यात्मक प्रजातियों के लिए मूल्यवान है । हालांकि कार्यात्मक समूहों की एक किस्म (जैसे, हाइड्रॉक्सिल, carboxyl, लैक्टोन, आदि) उनकी शुद्धि के दौरान एनडीएस की सतहों पर बनाए जाते हैं, कार्यात्मक समूहों की विकार पैदावार अभी भी बहुत कम है क्योंकि प्रत्येक के कम घनत्व के सक्रिय रासायनिक समूह7. अस्थिर एनडीएस में यह परिणाम है, जो कुल करने के लिए करते हैं, आगे आवेदन8सीमित ।
वर्तमान में, सबसे आम तरीकों functionalize एनडीएस के लिए इस्तेमाल किया, तांबे का उपयोग करके आबंध विकार हैं-मुफ्त क्लिक रसायन विज्ञान9, आबंध लिंकेज के पेप्टाइड न्यूक्लिक एसिड (ॄणा)10, और आत्म-डीएनए11इकट्ठे । एनडीएस की गैर आबंध लपेटन भी प्रस्तावित किया गया है, जिसमें कार्बोहाइड्रेट संशोधित BSA4, और HSA12कोटिंग शामिल है । हालांकि, क्योंकि इन तरीकों समय लेने वाले और अक्षम हैं, यह वांछनीय है कि एक सरल और आम तौर पर लागू विधि एनडीएस की सतहों को संशोधित करने के लिए विकसित किया जा सकता है ।
डोपामाइन (डीए)13, मस्तिष्क में एक प्राकृतिक न्यूरोट्रांसमीटर के रूप में जाना जाता है, व्यापक रूप से इस तरह के गोल्ड नैनोकणों (AuNPs)14, Fe2ओ315, और सिइओ216 के रूप में पालन और functionalizing नैनोकणों, के लिए इस्तेमाल किया गया था . स्व-बहुलक पीडीए परतों एमिनो और phenolic समूहों, जो आगे सीधे धातु नैनोकणों को कम करने के लिए या आसानी से स्थिर करने के लिए उपयोग किया जा सकता है को समृद्ध एक जलीय समाधान पर thiol/ यह सरल दृष्टिकोण हाल ही में किन एट अलद्वारा functionalize एनडीएस के लिए लागू किया गया था । और हमारी प्रयोगशाला17,18, हालांकि डीए डेरिवेटिव को संशोधित करने के लिए पहले अध्ययन में क्लिक रसायन विज्ञान के माध्यम से एनडीएस कार्यरत थे19,20।
यहां, हम एक सरल पीडीए आधारित सतह संशोधन विधि का वर्णन है कि कुशलतापूर्वक functionalizes एनडीएस । दा की एकाग्रता अलग करके, हम nanometers के दसियों के लिए कुछ nanometers से एक पीडीए परत की मोटाई को नियंत्रित कर सकते हैं । इसके अलावा, धातु नैनोकणों सीधे कम कर रहे है और अतिरिक्त विषाक्त कमी एजेंटों के लिए आवश्यकता के बिना पीडीए की सतह पर स्थिर । चांदी नैनोकणों के आकार एजी के प्रारंभिक सांद्रता पर निर्भर [(NH3)2]+। इस विधि एनडीएस की सतहों और एन डी संयुग्मित AgNPs, जो नाटकीय रूप से उत्कृष्ट नैनो-उत्प्रेरक का समर्थन करता है, जैव इमेजिंग के प्लेटफार्मों के रूप में एनडीएस की कार्यक्षमता का विस्तार के संश्लेषण पर पीडीए के अच्छी तरह से नियंत्रित जमाव की अनुमति देता है, और बायो-सेंसर ।
Protocol
Representative Results
Discussion
यह लेख स्वयं के साथ एनडीएस की सतह functionalization के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल बहुलक दा कोटिंग प्रदान करता है, और एजी की कमी [(NH3)2]+ को पीडीए परतों पर AgNPs (चित्रा 3) । रणनीति बस दा की एकाग्रता को बद?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अनुसंधान राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा समर्थित (CCF १८१४७९७) और मिसौरी विश्वविद्यालय के अनुसंधान बोर्ड, सामग्री अनुसंधान केंद्र, और कला और विज्ञान के कॉलेज मिसौरी विश्वविद्यालय और प्रौद्योगिकी के महाविद्यालय में
Materials
| Nanodiamond | FND Biotech, Inc. | brFND-100 | dispersed in water, and used without further purification |
| Dopamine hydrochloride | Sigma | H8502-25G | prepare freshly |
| Silver Nitrate | Fisher | S181-25 | |
| Ammonium Hydroxide | Fisher | A669S-500 | highly toxic |
| Tris Hydrochloride | Fisher | BP153-500 | |
| TEM grid carbon film | Ted Pella | 01843-F | 300 mesh copper |
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