En lettvinte protokoll er presentert for functionalize overflater av nanodiamonds med polydopamine.
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.
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.
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 …
The authors have nothing to disclose.
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
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 |