Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

Bio-inspirert Polydopamine overflaten modifikasjon av Nanodiamonds og dens reduksjon av Silver nanopartikler

Published: November 14, 2018 doi: 10.3791/58458

Summary

En lettvinte protokoll er presentert for functionalize overflater av nanodiamonds med polydopamine.

Abstract

Overflate functionalization av nanodiamonds (NDs) er fortsatt utfordrende på grunn av mangfoldet av funksjonelle grupper på ND overflater. Her viser vi en enkel protokoll for multifunksjonelle overflaten endring av NDs ved hjelp av musling-inspirerte polydopamine (PDA) belegg. I tillegg kunne funksjonelle laget av PDA på NDs tjene som et reduksjonsmiddel syntetisere og stabilisere metall nanopartikler. Dopamin (DA) kan selv danner og spontant danne PDA lag på ND overflater om NDs og dopamin er bare blandet sammen. Tykkelsen på en PDA laget styres av varierende konsentrasjonen av DA. Et vanlig resultat viser at tykkelse av ~ 5 ~ 15 nm for PDA laget kan nås ved å legge til 50 til 100 µg/mL DA 100 nm ND suspensjoner. Videre PDA-NDs brukes som et medium til å redusere metall ioner, som Ag [(NH3)2]+, til sølv nanopartikler (AgNPs). Størrelsen på AgNPs stole på de innledende konsentrasjonene av Ag [(NH3)2]+. Sammen med en økning i konsentrasjonen av Ag [(NH3)2]+, antall NPs øker, samt diameter på NPs. I sammendraget, denne studien ikke bare presenterer en lettvint metode for å endre overflater av NDs med PDA, men også viser den forbedrede funksjonaliteten til NDs ved forankring ulike arter av interesse (for eksempel AgNPs) for avanserte programmer.

Introduction

Nanodiamonds (NDs), en roman basert materiale, har tiltrukket seg mye oppmerksomhet de siste årene for bruk i ulike programmer1,2. For eksempel gir høy flater NDS utmerket katalysator støtte for metall nanopartikler (NPs) på grunn av deres super kjemiske stabilitet og varmeledning3. Videre spille NDs viktige roller i bio-imaging, bio-sensing og narkotika-leveranser på grunn av sine fremragende biocompatibility og nontoxicity4,5.

Effektivt utvide sine evner, er det verdifullt å bøye funksjonelle arter på overflater av NDs, for eksempel proteiner og nukleinsyrer nanopartikler6. Selv om en rekke funksjonelle grupper (f.eks., hydroksyl, carboxyl, lactone, etc.) er opprettet på overflater av NDs under rensing, Bøyning rentene i de funksjonelle gruppene er fortsatt svært lav på grunn av lav tetthet av hver aktive kjemiske gruppen7. Dette resulterer i ustabil NDs, som pleier å samlet, begrense ytterligere program8.

Foreløpig er de mest vanlig metodene functionalize NDs, Kovalente Bøyning ved hjelp av kobber-fri Klikk kjemi9, Kovalente kombinasjon av peptid nucleic syrer (PNA)10og selv montert DNA11. Ikke-kovalente innpakning av NDs har også blitt foreslått, inkludert karbohydrat-endret BSA4og HSA12belegg. Men fordi disse metodene er tidkrevende og ineffektiv, er det ønskelig at en enkel og generelt gjelder metode kan utvikles for å endre overflater av NDs.

Dopamin (DA)13, kjent som en naturlig neurotransmitter i hjernen, var mye brukt for å følge og functionalizing nanopartikler, som gull nanopartikler (AuNPs)14, Fe2O315og SiO216 . Selv polymerized PDA lag berike amino og fenoliske grupper, som kan benyttes videre direkte redusere metall nanopartikler eller lett nakkens thiol/Amin-inneholder biomolecules på en vandig løsning. Denne enkle tilnærming ble nylig brukt til å functionalize NDs av Qin et al. og vårt laboratorium17,18, men DA derivater var ansatt å endre NDs via Klikk kjemi i tidligere studier19,20.

Her beskriver vi en enkel PDA-baserte overflaten modifisering metoden som effektivt functionalizes NDs. Varierende konsentrasjonen av DA, kan vi styre tykkelsen på en PDA laget fra et par nanometers titalls nanometer. I tillegg er de metall nanopartikler direkte redusert og stabilisert på PDA overflaten uten behov for ekstra giftige reduksjon agenter. Størrelsen på silver nanopartikler avhenger av første konsentrasjonen av Ag [(NH3)2]+. Denne metoden kan godt kontrollerte avsetning av PDA på overflater av NDs og syntese av ND konjugert AgNPs, som dramatisk utvider funksjonaliteten til NDs gode nano-plattformer av catalyst støtter, bio-avbildning, og Bio-sensorer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Forberedelse av reagenser

FORSIKTIG: Les og forstå alle relevante sikkerhetsdatablader (MSDS) før bruk. Noen av kjemikaliene er giftig og flyktige. Følg spesiell håndteringsprosedyrer og lagringsbehov. Under eksperimentelle prosedyren, bruk personlig verneutstyr, som hansker, vernebriller og en lab coat for å unngå potensielle farer.

  1. Utarbeidelse av Tris-HCl buffer
    1. Oppløse 30.29 g Tris pulver i 100 mL deionisert H2O, kontroller at pulveret oppløsning helt, og deretter overføre løsningen til en 250 mL-volumetriske kolbe.
    2. Legge til deionisert H2O omfanget av 250 mL i volumetriske flasken gi 1,0 M Tris bufferen.
    3. Fortynne 1,0 M Tris bufferen 100 ganger til gi 0,01 M Tris bufferen og justere pH til 8,5 ved hjelp av 1,0 M HCl standard løsning.
    4. Bruke en pH-meter for å kalibrere pH verdien av 0,01 M Tris-HCl bufferen.
  2. Utarbeidelse av ND suspensjoner
    1. Fortynne 100 nm monokrystallinske ND hjuloppheng (1.0 mg/mL) 50 ganger med 0,01 M Tris-HCl bufferen gi 0.02 mg/mL ND suspensjoner.
  3. Utarbeidelse av dopamin løsning
    1. Oppløse 20 mg av dopamin hydrochloride i 2.0 mL 0,01 M Tris-HCl bufferen å gi 10 mg/mL DA løsning.
      Merk: DA løsningen må ferskt tilberedt og brukes innen 15 min.
  4. Utarbeidelse av Ag [(NH3)2] OH løsning
    1. Oppløse 100 mg av AgNO3 solid i 10 mL deionisert H2O gi 10 mg/mL AgNO3 -løsning.
    2. Legge til 1,0 M ammonium hydroksid (NH3· H2O) dropwise til AgNO3 løsningen til gul bunnfall former og deretter legge den NH3· H2O løsning til nedbør forsvinner.
      Merk: Kontroller minimum volumet krevde; forberede umiddelbart før bruk og kast umiddelbart etter bruk.
      FORSIKTIG: Legge til NH3· H2O i avtrekksvifte med ansikt skjold, hansker og beskyttelsesbriller.

2. Syntese PDA lag på overflaten av NDs (PDA-NDs)

  1. Legge ferskt tilberedte DA løsningen (10 mg/mL) ND suspensjoner gi variert siste konsentrasjoner av 50, 75, 100 µg/mL DA. Lydstyrken totale reaksjon til 1,0 mL, overføre det til en 10 mL-test-rør og kraftig rør ved 25 ° C, i mørket 12 h.
  2. Sentrifuge PDA-NDs løsningen for 2t 16.000 x g, fjerne nedbryting og vask tre ganger med deionisert vann 1t på 16 000 x g hver gang.
  3. Nytt spre PDA-NDs i 200 µL deionisert vann med sonication for 30 s. PDA - belagt NDs vil være klar for videre bruk.

3. Reduksjon av AgNPs på overflaten av PDA-NDs (AgNPs-PDA-NDs)

  1. Fortynne 40 µL av pre syntetisert PDA-NDs i trinn 2.3 to ganger med deionisert vann. Legg til Ag [(NH3)2] OH løsning å gi ulike siste konsentrasjoner av Ag [(NH3)2]+ (0,08, 0,16, 0.24, 0.40 og 0,60 mg/mL).
  2. Juster endelige volumet til 100 µL i et 1,5 mL-sentrifuge rør ved å legge deionisert vann, etterfulgt av sonication i 10 min.
  3. Sentrifuge AgNPs-PDA-NDs i 15 min 16.000 x g for å fjerne gratis sølv ioner, kaste nedbryting etter sentrifugering, legge 100 µL deionisert vann og vask tre ganger med deionisert vann 16.000 x g i 5 min hver gang.
  4. Å spre AgNPs-PDA-NDs i 100 µL av deionizedwater med sonication for 30 å forberede for videre bruk.

4. Analyse av PDA-NDs og AgNPs-PDA-NDs klynger

  1. UV-synlig (UV) spectra
    1. Bruk til UV spectra overvåke gjennomsnittlige størrelsesDistribusjon av AgNPs på PDA-ND overflater. Overføre AgNPs-PDA-NDs prøvene forberedt i trinn 3.4 med variert konsentrasjoner av Ag [(NH3)2] OH i 1 cm-kvarts cuvette og overvåke opptaket på en skanning bølgelengde på 250 til 550 nm.
  2. Overføring valget mikroskopi (TEM)
    1. Plass karbon belagt kobber rutenettet på et glass lysbilde pakket med parafilm å holde rutenettene i stedet. Sett inn av objektglass med vedlagte TEM rutenett i plasma renere. Slå på plasma renere og vakuumpumpe. Etter 5 min, slå på plasma og utslipp rutenett med et middels effekt i 3 minutter.
    2. Innskudd 5 µL av prøvene på karbon filmen belagt Cu-nett for 3 min. Bruk filter papir å veken av ekstra prøven fra kanten av rutenettet. Deretter, sette en dråpe deionisert vann i rutenettet for 15 s fjerne salter, deretter veken av vannet med filter papir. Gjenta vaskemaskin to ganger og la rutenettet til luft tørr for videre bruk.
    3. Visualisere prøvene av TEM, vanligvis på 38 000 X forstørrelse. Opererer på 200 KV.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Dannelsen av PDA lag ND flater ble analysert av TEM (figur 1). Ulike tykkelser PDA lag ble observert som høyere konsentrasjoner av DA førte til tykkere PDA lag. Dessuten, etter en encapsulating reaksjon, fargen på NDs løsningen endret fra fargeløs til mørk, mens høyere første konsentrasjonen av DA var, jo mørkere løsningen ble.

Figur 2 beskriver reduksjon av Ag [(NH3)2]+ å AgNPs på overflaten av 100 nm PDA-ND overflater. StørrelsesDistribusjon av AgNPs, beregnet ved TEM, ble brukt til å bestemme avhengigheten av den opprinnelige konsentrasjonen av Ag [(NH3)2]+ på størrelsen på AgNPs.

Flytskjema i Figur 3 presenterer to-trinns prosedyre for functionalizing overflaten av NDs av PDA og redusere metall ioner i NPs på PDA-ND lag.

Dannelsen av AgNPs på ND overflaten ble overvåket av UV-vis spectra (Figur 4). Intensiteten av toppene på ~ 400 nm økt, sammen med en økning i konsentrasjonen av sølv løsning mens toppene viste en rød-shift, indikerer dannelsen av AgNPs med økt størrelser.

Figure 1
Figur 1 . Karakteristikk av tykkelser på PDA lag på overflater av 100 nm NDs med variert konsentrasjoner av DA (0, 50, 75 og 100 μg/mL) og deres tilsvarende TEM bilder. Gjennomsnittlig tykkelser på hvert PDA lag er ~ 5 nm (B) ~ 10 nm (C) og ~ 15 nm (D), henholdsvis. Innfelt fotografiet viser kolorimetrisk endringen i de tilsvarende prøvene. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2 . Karakterisering av AgNPs-PDA-NDs. TEM bilder av AgNP-PDA-NDs og størrelsesDistribusjon av AgNPs ved å legge til 0,4 mg/mL (A) og 0.6 mg/mL (B) av [Ag(NH3)2]+, henholdsvis. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3 . Veggen diagram diagram av overflaten functionalization NDS. Totrinns functionalization på overflaten av NDs: (1) overflatebelegg NDs med DA polymerisasjon; (2) reduksjon av metall ioner i NPs på PDA laget. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4 . Karakteristikk av redusert AgNPs på overflater av NDs, via UV-vis spektroskopi. Dette tallet har blitt endret og gjengitt med tillatelse fra Zeng et al. 17. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Table 1
Tabell 1 . Tykkelsen på PDA laget og størrelsen på redusert AgNPs. Validering av de matematiske modellene med eksperimentelle data. Tykkelsen på PDA lag bestemmes av første konsentrasjonen av DA, og forholdet mellom første konsentrasjoner av [Ag (NH3)2]+ er forenlig med gjennomsnittlig radius cubed av AuNPs.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne artikkelen inneholder en detaljert protokoll for overflate functionalization NDS med selv polymerized DA belegg og reduksjon av Ag [(NH3)2]+ å AgNPs på PDA lag (Figur 3). Strategien er produsere ulike tykkelser på PDA lag ved å endre konsentrasjonen av DA. Størrelsen på AgNPs kan også styres ved å endre den opprinnelige konsentrasjonen av metall ion løsning. TEM bildet i figur 1A viser ubestrøket 100 nm NDs som stelte skjemaet microclusters og aggregat. Når NDs var innkapslet med PDA, rundt PDA lagene viste som en tynn ring NDs. Tykkelser på PDA lag, målt i TEM bilder, var rundt 5 nm, 10 nm og 15 nm, som tilsvarte de endelige DA konsentrasjonene av 50 µg/mL, 75 µg/mL og 100 µg/mL, henholdsvis. Fargen på NDs suspensjon ble observert for å endre fra fargeløs til mørk følgende PDA belegg, indikerer vellykket innpakning av PDA ND flater og viser at tykkelsen på PDA var avhengig av konsentrasjonen av DA. Merk: den avgjørende faktoren som påvirker DA polymerisasjon er pH tilstanden (mest gunstige verdien er 8,523). Nøyaktig pH verdien av en løsning er gunstig for kontroll tykkelser på PDA lag. I tillegg er rask agitasjon under polymerisasjon nødvendig for disaggregation av NDs og dannelsen av en uniformerte PDA-lag. Derfor, denne metoden er ikke effektiv for alle partikler som er ustabile i alkaliske løsninger.

For å beskrive de innflytelsesrike faktorene som bidro til tykkelsen på PDA, vi introdusere ligning (1) å beskrive dannelsen av en PDA laget på ND overflater. Dette er basert på kinetic ligningen PDA program på nanopartikler fra tidligere rapporter21,22. Første konsentrasjonen av DA (C1, m/v), reaksjonstid (t) og tykkelsen på PDA laget (d), er som følger:

Equation 1(1)

R er radius av NDs (antar NDs er kuler), p1 er tettheten av PDA, V1 er reaksjonen volumet, N1 er antall NDs og strikk1 er en konstant knyttet til pH-verdier, delvis Trykk på O2, omgivelsestemperatur og lysstyrke23. Derfor tykkelsen på en PDA-lag kan være skrevet som ligning (2)

Equation 2(2)

Eller hvis vi skrive ligning (1) (3):

Equation 3(3)

Deretter eliminere d3 og 3d2R fordi d er langt mindre enn R (d<<R).

Endelig, d kan uttrykkes som ligning (4)

Equation 4(4)

Belegg prosessen bedt 12 h, med DA blir helt fortært og overvåket av UV-vis spectra. Derfor Equation 5 var en konstant, og verdien av d var direkte proporsjonal med de første konsentrasjonene av DA (C-1), som ble bekreftet av vår eksperimentelle resultater (tabell 1). Merk sammen med økningen i tykkelser på PDA lag, akkumulering hastigheter på lagene var lavere på grunn av økningen i flater av NDs-PDA.

Tilstedeværelsen av catechol gruppene i PDA har vist seg å indusere direkte vekst av nanopartikler ved reduksjon av metall prekursorer og deres immobilisering på en PDA-belagt overflaten24,25,26, 27. Etter belegg 100 nm NDs med en PDA laget (~ 15 nm), de resulterende PDA-NDs ble brukt som et medium for å syntetisere AgNPs fra en metall ion løsning, med hjelp av sonication. Som vist i figur 2, med økning av [Ag (NH3)2]+ konsentrasjon, størrelsen på AgNPs økt fra ~ 24 nm til ~ 28 nm og antall NPs hevet fra 97 til 117, tilsvarer [Ag (NH3)2] + konsentrasjon av 0,4 til 0.6 mg/mL, henholdsvis. Dette fenomenet kan også være preget av UV-vis spektroskopi. Absorbansen toppen av nanopartikler gradvis dukket opp som konsentrasjonen av [Ag (NH3)2]+ økt (Figur 4). For eksempel maksimal absorbansen av nanopartikler, dannet ved å redusere 0,4 og 0.6 mg/mL av [Ag (NH3)2]+, er 410 og 430 nm, som tilsvarer AgNPs med diameter på ∼20 og ∼30 nm, henholdsvis. Dette stemmer overens med TEM observasjon17.

Diameteren på redusert AgNPs følger første ordre lineære differensial ligning (5), som er lik seeded vekst syntese av AuNPs28, der S er areal på PDA-NDs, C2  er de første konsentrasjonene av Ag [(NH3)2]+, t er reaksjonstid, r er radius for AgNPs, k-2 er en konstant, p2 er tettheten av Ag V2 er reaksjonen volumet N2 er antall AgNPs og tilsvarer til S · n, der n er gjennomsnittlig antall aktive catechol grupper som kan redusere Ag [(NH3)2]+. AgNPs behandles som kuler:

Equation 6(5)

I ligningen, ble antall AgNPs antatt for å være direkte proporsjonal med areal på PDA, som avhengig tykkelser på PDA lagene. På overflaten av PDA lag, AgNPs vokste med kontinuerlig reduksjon av Ag [(NH3)2]+, mens metall (0) obligasjoner på O-stedet for PDA som frø forløperen til AgNPs. Antall AgNPs er proporsjonal med O-området på PDA, som er direkte proporsjonal med areal23,29,30,31. På den annen side, de reduserte AgNPs er fordelt jevnt på PDA overflaten fordi Ag [(NH3)2]+ ble redusert med uniformerte catechol gruppene på PDA lag. Eksperimentelle resultater viste at jo høyere de første konsentrasjonene av Ag [(NH3)2]+ var, jo større AgNPs var, men med et tilsvarende antall NPs på hver ND. Forholdet mellom første konsentrasjoner av [Ag (NH3)2]+ (C2) ratio (0.6 mg / mL: 0,4 mg / mL = 1.5) var forenlig med gjennomsnittlig radius cubed [(14/12)3= 1.588]. Derfor, hvis en høyere tetthet av partikler på PDA-NDs, et tykkere lag av PDA-NDs bør velges, men hvis større størrelsene av NPs er nødvendig, en lengere reduksjon varigheten ville møte kravet.

Fjerne Ureagert [Ag (NH3)2]+ under en renselsesprosess, anbefales en høy sentrifugering hastighet på grunn av lav tetthet av NDs. Jo høyere sentrifugering hastigheten er, jo kortere rensing varigheten vil være, som gir bedre kontroll med størrelsen på AgNPs. I tillegg er sonication en uunnværlig tilnærming for å få jevn AgNPs. Prøver bør være sonicated i flere minutter først før Ag [(NH3)2]+ løsninger er lagt.

Vi har vist en lettvint metode for overflate endring av NDs med selv polymerized PDA. Sammenlignet med metoden Klikk kjemi, denne strategien, ikke bare forbedrer ND dispersity og stabilitet, men også gir en reaktiv plattform (PDA layer) for potensielle etter modifikasjon ved å redusere den metall nanopartikler eller koble med amino/thiol tilknyttet arter. Tykkelsen på en PDA laget og størrelsen på nanopartikler ND flater kan endres ved å variere PDA og Ag [(NH3)2]+ konsentrasjoner. De kan også brukes til å redusere AuNPs eller andre edle metallet NPs. Ved å kombinere mangfoldet i PDA kjemi og de unike egenskapene til NDs, vil denne metoden åpne døren for å utvide NDS programmer i katalysator, energi og biomedisinsk områder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Denne forskningen ble støttet av National Science Foundation (CCF 1814797) og University of Missouri forskning styret, materiale Research Center, og College av kunst og vitenskap ved Missouri universitet for vitenskap og teknologi

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mochalin, V. N., Shenderova, O., Ho, D., Gogotsi, Y. The properties and applications of nanodiamonds. Nature Nanotechnology. 7 (1), 11-23 (2011).
  2. Kucsko, G., et al. Nanometre-scale thermometry in a living cell. Nature. 500 (7460), 54-58 (2013).
  3. Liu, J., et al. Origin of the Robust Catalytic Performance of Nanodiamond-Graphene-Supported Pt Nanoparticles Used in the Propane Dehydrogenation Reaction. ACS Catalysis. 7 (5), 3349-3355 (2017).
  4. Chang, B. -M., et al. Highly Fluorescent Nanodiamonds Protein-Functionalized for Cell Labeling and Targeting. Advanced Functional Materials. 23 (46), 5737-5745 (2013).
  5. Ho, D., Wang, C. H., Chow, E. K. Nanodiamonds: The intersection of nanotechnology, drug development, and personalized medicine. Science Advances. 1 (7), 1500439 (2015).
  6. Hsu, M. H., et al. Directly thiolated modification onto the surface of detonation nanodiamonds. ACS Applied Materials and Interfaces. 6 (10), 7198-7203 (2014).
  7. Krueger, A. Diamond Nanoparticles: Jewels for Chemistry and Physics. Advanced Materials. 20 (12), 2445-2449 (2008).
  8. Turcheniuk, K., Trecazzi, C., Deeleepojananan, C., Mochalin, V. N. Salt-assisted ultrasonic deaggregation of nanodiamond. ACS Applied Materials and Interfaces. 8 (38), 25461-25468 (2016).
  9. Akiel, R. D., Zhang, X., Abeywardana, C., Stepanov, V., Qin, P. Z., Takahashi, S. Investigating Functional DNA Grafted on Nanodiamond Surface Using Site-Directed Spin Labeling and Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy. Journal of Physical Chemistry B. 120 (17), 4003-4008 (2016).
  10. Gaillard, C., et al. Peptide nucleic acid-nanodiamonds: covalent and stable conjugates for DNA targeting. RSC Advances. 4 (7), 3566-3572 (2014).
  11. Zhang, T., et al. DNA-based self-assembly of fluorescent nanodiamonds. Journal of the American Chemical Society. 137 (31), 9776-9779 (2015).
  12. Liu, W., et al. Fluorescent Nanodiamond-Gold Hybrid Particles for Multimodal Optical and Electron Microscopy Cellular Imaging. Nano Letters. 16 (10), 6236-6244 (2016).
  13. Lee, H., Dellatore, S. M., Miller, W. M., Messersmith, P. B. Mussel-inspired surface chemistry for multifunctional coatings. Science. 318 (5849), 426-430 (2007).
  14. Wang, C., Zhou, J., Wang, P., He, W., Duan, H. Robust Nanoparticle-DNA Conjugates Based on Mussel-Inspired Polydopamine Coating for Cell Imaging and Tailored Self-Assembly. Bioconjugate Chemistry. 27 (3), 815-823 (2016).
  15. Liu, R., Guo, Y., Odusote, G., Qu, F., Priestley, R. D. Core-shell Fe3O4 polydopamine nanoparticles serve multipurpose as drug carrier, catalyst support and carbon adsorbent. ACS Applied Materials and Interfaces. 5 (18), 9167-9171 (2013).
  16. Liu, R., et al. Dopamine as a Carbon Source: The Controlled Synthesis of Hollow Carbon Spheres and Yolk-Structured Carbon Nanocomposites. Angewandte Chemie International Edition. 50 (30), 6799-6802 (2011).
  17. Zeng, Y., Liu, W., Wang, Z., Singamaneni, S., Wang, R. Multifunctional surface modification of nanodiamonds based on dopamine polymerization. Langmuir. 34 (13), 4036-4042 (2018).
  18. Qin, S., et al. Dopamine@Nanodiamond as novel reinforcing nanofillers for polyimide with enhanced thermal, mechanical and wear resistance performance. RSC Advances. 8 (7), 3694-3704 (2018).
  19. Barras, A., Lyskawa, J., Szunerits, S., Woisel, P., Boukherroub, R. Direct functionalization of nanodiamond particles using dopamine derivatives. Langmuir. 27 (20), 12451-12557 (2011).
  20. Khanal, M., et al. Toward Multifunctional "Clickable" Diamond Nanoparticles. Langmuir. 31 (13), 3926-3933 (2015).
  21. Rad, M. H., Zamanian, A., Hadavi, S. M. M., Khanlarkhani, A. A Two-Stage Kinetics Model for Polydopamine Layer Growth. A Two-Stage Kinetics Model for Polydopamine Layer Growth. Macromolecular Chemistry and Physics. , 1700505 (2018).
  22. Ball, V., Frari, D. D., Toniazzo, V., Ruch, D. Kinetics of polydopamine film deposition as a function of pH and dopamine concentration: Insights in the polydopamine deposition mechanism. Journal of Colloid and Interface Science. 386 (1), 366-372 (2012).
  23. Liu, Y., Ai, K., Lu, L. Polydopamine and its derivative materials: synthesis and promising applications in energy, environmental, and biomedical fields. Chemical Reviews. 114 (9), 5057-5115 (2014).
  24. Hu, J., Wu, S., Cao, Q., Zhang, W. Synthesis of core-shell structured alumina/Cu microspheres using activation by silver nanoparticles deposited on polydopamine-coated surfaces. RSC Advances. 6 (85), 81767-81773 (2016).
  25. Orishchin, N., et al. Rapid Deposition of Uniform Polydopamine Coatings on Nanoparticle Surfaces with Controllable Thickness. Langmuir. 33, 6046-6053 (2017).
  26. González, A. L., Noguez, C., Beránek, J., Barnard, A. S. Size, Shape, Stability, and Color of Plasmonic Silver Nanoparticles. Journal of Physical Chemistry C. 118 (17), 9128-9136 (2014).
  27. Muthuchamy, N., Gopalan, A., Lee, K. -P. A new facile strategy for higher loading of silver nanoparticles onto silica for efficient catalytic reduction of 4-nitrophenol. RSC Advances. 5 (93), 76170-76181 (2015).
  28. Bastus, N. G., Comenge, J., Puntes, V. Kinetically Controlled Seeded Growth Synthesis of Citrate-Stabilized Gold Nanoparticles of up to 200 nm: Size Focusing versus Ostwald Ripening. Langmuir. 27 (17), 11098-11105 (2011).
  29. Jana, J., Gauri, S. S., Ganguly, M., Dey, S., Pal, T. Silver nanoparticle anchored carbon dots for improved sensing, catalytic and intriguing antimicrobial activity. Dalton Transactions. 44 (47), 20692-20707 (2015).
  30. Zamudio, A., et al. Efficient anchoring of silver nanoparticles on N-doped carbon nanotubes. Small. 2 (3), 346-350 (2006).
  31. Modification of membranes with polydopamine and silver nanoparticles formed in situ to mitigate biofouling. U.S. Patent Application. Chen, K., Li, T. , 14/689,085 (2016).

Tags

Kjemi problemet 141 Nanodiamonds polydopamine reduksjon silver nanopartikler overflate endring selv polymerisasjon.
Bio-inspirert Polydopamine overflaten modifikasjon av Nanodiamonds og dens reduksjon av Silver nanopartikler
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Zeng, Y., Liu, W., Wang, R.More

Zeng, Y., Liu, W., Wang, R. Bio-inspired Polydopamine Surface Modification of Nanodiamonds and Its Reduction of Silver Nanoparticles. J. Vis. Exp. (141), e58458, doi:10.3791/58458 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter