Nanodiamonds 및은 나노 입자의 그것의 감소의 바이오 영감 Polydopamine 표면 수정
Summary
손쉬운 프로토콜 functionalize polydopamine와 nanodiamonds의 표면에 제공 됩니다.
Abstract
Nanodiamonds (NDs)의 표면 기능화 ND 표면에 기능성 그룹의 다양성으로 인해 여전히 도전 이다. 여기, 우리가 홍합 영감 polydopamine (PDA) 코팅을 사용 하 여 NDs의 다기능 표면 수정에 대 한 간단한 프로토콜을 보여 줍니다. 또한, NDs에 PDA의 기능 계층 원제 합성 및 금속 나노 입자를 안정화 될 수 있습니다. 도파민 (DA) 자체 유해 하 고 자발적으로 NDs와 도파민 혼합 되 면 단순히 함께 PDA ND 표면에 레이어를 형성 수 있습니다. PDA 층의 두께 검사의 농도 변화에 의해 제어 됩니다. 전형적인 결과 보여줍니다 두께의 ~ 5 ~ 15 nm PDA 계층의 50 ~ 100 µ g/mL의 다 100 nm ND 정지를 추가 하 여 도달 될 수 있다. 또한, PDA-NDs Ag 등 금속 이온을 줄이기 위해 기판으로 사용 됩니다 [(NH3)2]+, 실버 나노 (AgNPs). Ag의 초기 농도에 의존 하는 AgNPs의 크기 [(NH3)2]+. Ag의 농도 증가 함께 [(NH3)2]+, NPs의 수 증가, NPs의 직경. 요약 하자면,이 연구 뿐만 아니라 PDA와 NDs의 서피스를 수정 하는 손쉬운 방법을 제공 하지만 또한 고급 응용 프로그램에 대 한 고정 (AgNPs) 같은 관심의 다양 한 종으로 NDs의 향상 된 기능을 보여 줍니다.
Introduction
Nanodiamonds (NDs), 새로운 탄소 기반 재료, 다양 한 응용 프로그램1,2에 사용 하기 위해 최근 몇 년 동안에서 상당한 관심을 받고 있다. 예를 들어, NDs의 높은 표면 지역 그들의 슈퍼 화학 안정성 및 열 전도도3금속 나노 입자 (NPs)에 대 한 우수한 촉매 지원을 제공합니다. 또한, NDs 바이오 이미징에 중요 한 역할, 바이오-감지, 및 그들의 뛰어난 생체 적합성 및 nontoxicity4,5인 약물 전달 재생합니다.
그들의 기능을 효율적으로 확장 하려면 기능 종의 표면에 NDs, 단백질, 핵 산 등 나노6켤레를 가치가 있다. 비록 다양 한 기능적인 그룹 (예., 수 산 기, carboxyl, lactone) 만들어집니다 그들의 정화 동안 NDs의 표면에 기능적인 그룹의 활용 수익률은 여전히 매우 낮은 각의 저밀도 때문에 활성 화학 그룹7. 이 하는 경향이 있는 불안정 한 NDs에서 결과 집계, 제한 추가 응용 프로그램8.
현재, NDs, functionalize 하는 데 사용 하는 가장 일반적인 방법 구리 무료 클릭 화학9, 펩타이드 핵 산 (PNA)10, 자기 조립된 DNA11의 공유 링크를 사용 하 여 공유 활용입니다. NDs의 비 공유 배치 또한 제안 되었습니다, 탄수화물 수정 BSA4, 그리고 HSA12코팅을 포함 하 여. 그러나,이 메서드는 시간이 많이 걸리며 비효율적, 그것은 바람직한 NDs의 서피스를 수정 하는 간단 하 고 일반적으로 적용 가능한 방법을 개발할 수 있습니다.
도파민 (DA)13, 두뇌, 자연 신경 전달 물질로 알려진 준수 및 나노, 금 나노 입자 (AuNPs)14, Fe2O315, SiO216 등 functionalizing 널리 이용 되었다 . 자체 생산 PDA 레이어 추가 직접 금속 나노 입자를 줄이기 위해 또는 쉽게 무력화 thiol/아민을 포함 하는 용액에 생체에 이용 될 수 있다 아미노산 및 페 놀 그룹을 풍요롭게. 이 간단한 접근은 최근 진 외NDs를 functionalize에 적용 됩니다. 그리고 우리의 실험실17,18, 비록 다 파생 상품 NDs 통해 클릭 화학 이전 연구19,20에 수정에 채택 되었다.
여기, 우리가 효율적으로 NDs functionalizes PDA 기반 표면 수정 방법을 설명 합니다. 다의 농도 변화 하 여 우리는 몇 나노미터에서 수십 나노미터의 PDA 층의 두께 제어할 수 있습니다. 또한, 금속 나노 입자는 직접 감소 하 고 추가 독성 감소 에이전트에 대 한 필요 없이 PDA 화면에서 안정. 나노 입자의 크기는 Ag의 초기 농도에 따라 달라 집니다 [(NH3)2]+. 이 방법을 사용 하면 NDs의 표면에 PDA의 잘 제어 증 착 및 ND의 합성 촉매의 우수한 나노 플랫폼 지원, 바이오 이미징, NDs의 기능을 크게 확장 AgNPs, 를 활용 하 고 바이오 센서입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 문서는 자체 생산 다 코팅, NDs의 표면 기능화 및 Ag의 감소에 대 한 상세한 프로토콜을 제공 합니다 [(NH3)2]+ AgNPs PDA 레이어 (그림 3)에 게. 전략은 단순히 검사의 농도 변경 하 여 다양 한 두께의 PDA 레이어를 만들 수 있는 AgNPs의 크기 또한 금속 이온 솔루션의 원래 농도 변경 하 여 제어할 수 있습니다. 그림 1A 에서 …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 국립 과학 재단 (CCF 1814797)에 의해 지원 되었다 및 미주리의 대학 연구 위원회, 소재 연구 센터, 예술의 대학 및 미주리 대학의 과학 및 기술에 과학
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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