Waiting
Login processing...

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

Chemistry

Modificación de superficie bio-inspirado de la Polydopamine de nano-diamantes y su reducción de nanopartículas de plata

Published: November 14, 2018 doi: 10.3791/58458

Summary

Se presenta un protocolo fácil para funcionalizar las superficies de nano-diamantes con polydopamine.

Abstract

Funcionalización superficial de nano-diamantes (NDs) es todavía un reto debido a la diversidad de grupos funcionales en las superficies de ND. Aquí, demostramos un protocolo simple para la modificación de superficie multifuncional de NDs mediante el uso de capa de polydopamine inspirado en mejillón (PDA). Además, la capa funcional del PDA en NDs podría servir como un agente de reducción para sintetizar y estabilizar las nanopartículas metálicas. Dopamina (DA) puede uno mismo-polimerizarse y espontáneamente forman capas de PDA en superficies ND si el NDs y dopamina simplemente se mezclan. El espesor de una capa de PDA es controlado variando la concentración de DA. Un resultado típico muestra un espesor de ~ 5 ~-15 nm de la capa PDA se puede llegar mediante la adición de 50 a 100 μg/mL de DA a suspensiones de ND de 100 nm. Por otra parte, el PDA-NDs se utilizan como sustrato para reducir los iones metálicos, tales como Ag [(NH3)2]+, para las nanopartículas (AgNPs) de plata. Los tamaños de las AgNPs dependen de las concentraciones iniciales de Ag [(NH3)2]+. Junto con un aumento en la concentración de Ag [(NH3)2]+, el número de NPs aumenta, así como los diámetros de lo NPs. En Resumen, este estudio no sólo presenta un método fácil para modificar las superficies de NDs con PDA, sino que también demuestra la funcionalidad mejorada de NDs por anclaje de diversas especies de interés (como AgNPs) para aplicaciones avanzadas.

Introduction

Nano-diamantes (NDs), un nuevo material basado en el carbón, han atraído una atención considerable en los últimos años para su uso en diversas aplicaciones1,2. Por ejemplo, las altas áreas superficiales de NDs apoyar excelente catalizador de nanopartículas metálicas (NPs) debido a su estabilidad química súper y conductividad térmica3. Además, NDs juegan un papel importante en la proyección de imagen de bio, bio-detección y administración de fármacos debido a su excelente biocompatibilidad y nontoxicity4,5.

Para eficientemente ampliar sus capacidades, es valiosa para conjugar especies funcionales en las superficies de NDs, como proteínas, ácidos nucleicos y nanopartículas6. Aunque una variedad de grupos funcionales (por ej., hidroxilo, carboxilo, lactona, etc.) se crean en las superficies de NDs durante su purificación, los rendimientos de la conjugación de los grupos funcionales son todavía muy bajos debido a la baja densidad de cada uno grupo químico activo7. Esto se traduce en NDs inestables, que tienden a agregado, limitar la aplicación8.

Actualmente, los métodos más comunes utilizados para funcionalizar NDs, son Conjugación covalente mediante el uso de química cobre-libre clic9, acoplamiento covalente de péptidos ácidos nucleicos (PNA)10y uno mismo-montado ADN11. También se ha propuesto la envoltura no covalentes de NDs, incluyendo hidratos de carbono modificados BSA4y la capa de12HSA. Sin embargo, porque estos métodos son lentos e ineficientes, es deseable que se puede desarrollar un método simple y de aplicación general para modificar las superficies de NDs.

Dopamina (DA)13, conocido como un neurotransmisor natural en el cerebro, era ampliamente utilizado para adherir y funcionales nanopartículas, nanopartículas de oro (AuNPs)14, Fe2O315y SiO216 . Capas de PDA Auto polimerizadas enriquecen los grupos aminos y fenólicos, que pueden ser utilizados además para reducir directamente nanopartículas metálicas o fácilmente inmovilizar biomoléculas tiol/amina-que contiene en solución acuosa. Este enfoque simple se aplicó recientemente para funcionalizar NDs por Qin et al. y nuestro laboratorio17,18, aunque DA derivados fueron empleados para modificar NDs vía química clic en anteriores estudios19,20.

Aquí, describimos un método simple modificación superficial basado en PDA que eficientemente functionalizes NDs. Variando la concentración de DA, podemos controlar el espesor de una capa de PDA de unos pocos nanómetros a decenas de nanómetros. Además, las nanopartículas metálicas son directamente reducidas y estabilizadas en la superficie de la PDA sin necesidad de agentes de reducción tóxicos adicionales. Los tamaños de las nanopartículas de plata dependen de las concentraciones iniciales de Ag [(NH3)2]+. Este método permite la deposición bien controlada de PDA en las superficies de la NDs y la síntesis de ND conjugado AgNPs, , que extiende notablemente la funcionalidad de NDs como excelentes nano-plataformas de catalizador, la bio-proyección de imagen, y Bio-sensores.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Preparación de los reactivos

PRECAUCIÓN: Por favor lea y entienda todas las hojas de datos de seguridad del material (MSDS) antes de su uso. Algunos de los productos químicos son tóxicos y volátiles. Por favor, siga los procedimientos especiales de manejo y almacenamiento requisitos de almacenamiento. Durante el procedimiento experimental, utilizar equipo de protección personal como guantes, gafas de seguridad y una bata de laboratorio para evitar los posibles peligros.

  1. Preparación del tampón Tris-HCl
    1. Disolver 30,29 g de Tris en polvo en 100 mL de desionizada H2O, que el polvo se disuelva por completo y luego transferir la solución a un matraz de 250 mL-volumétrico.
    2. Añadir desionizada H2O a la escala de 250 mL en el matraz aforado a 1,0 M de tampón Tris.
    3. Diluir el tampón Tris de 1,0 M 100 veces a dar 0.01 M Tris buffer y ajustar el pH a 8.5 con solución estándar de HCl de 1.0 M.
    4. Utilice un medidor de pH para calibrar el pH del buffer 0.01 M Tris-HCl.
  2. Preparación de suspensiones de ND
    1. Diluir 100 nm de monocristalino ND suspensiones (1.0 mg/mL) 50 veces con el buffer M Tris-HCl 0,01 a 0,02 mg/mL de suspensiones de ND.
  3. Preparación de solución de dopamina
    1. Disolver 20 mg de clorhidrato de dopamina en 2,0 mL de 0.01 M Tris-HCl buffer DA solución a 10 mg/mL.
      Nota: La solución DA debe ser recién preparada y utilizada dentro de 15 minutos.
  4. Preparación de solución de Ag [(NH3)2] OH
    1. Disolver 100 mg de AgNO3 sólido en 10 mL de desionizada H2O a 10 mg/mL solución de AgNO3 .
    2. Añadir 1,0 M hidróxido de amonio (NH3· H2O) gota a gota a la solución de AgNO3 hasta amarillo precipitar las formas y, a continuación, continúe agregando el NH3· H2O la solución hasta que desaparezca la precipitación.
      Nota: Haga el volumen mínimo requerido; preparar inmediatamente antes de su uso y desechar inmediatamente después del uso.
      Atención: Añadir NH3· H2O en campana con cara protectores, guantes y gafas.

2. Síntesis PDA capa en la superficie de NDs (PDA-NDs)

  1. Añadir la solución recién preparada de DA (10 mg/mL) para las suspensiones de ND para dar variadas concentraciones finales de 50, 75, 100 μg/mL de DA. Ajustar el volumen de reacción total a 1,0 mL, transferir a un tubo de 10 mL-ensayo y revuelva vigorosamente a 25 ° C, en la oscuridad durante 12 h.
  2. Centrifugue la solución PDA-NDs por 2 h a 16.000 x g, quite el sobrenadante y lavar tres veces con agua desionizada por 1 h a 16, 000 x g cada vez.
  3. Volver a dispersar las PDA-NDs en 200 μL de agua desionizada con sonicación durante 30 s. El PDA recubierto NDs estará listo para su uso posterior.

3. Reducción de AgNPs sobre la superficie del PDA-NDs (AgNPs-PDA-NDs)

  1. Diluya 40 μl de las PDA-NDs previamente sintetizadas en 2.3 paso dos veces con agua desionizada. Solución de OH de [(NH3)2] agregar Ag a diferentes concentraciones finales de Ag [(NH3)2]+ (0.08, 0.16, 0.24, 0,40 y 0,60 mg/mL).
  2. Ajustar el volumen final a 100 μL en un tubo de 1,5 mL-centrífuga mediante la adición de agua desionizada, seguido de sonicación durante 10 minutos.
  3. Centrifugue las AgNPs-PDA-NDs durante 15 min a 16.000 x g para eliminar los iones de plata libre, descartar el sobrenadante después de centrifugación, añadir 100 μl de agua desionizada y lavar tres veces con agua desionizada a 16.000 x g durante 5 minutos cada vez.
  4. Volver a dispersar las AgNPs-PDA-NDs en 100 μl de deionizedwater con la sonicación durante 30 s para preparar para su uso posterior.

4. Análisis de PDA-NDs y racimos AgNPs-PDA-NDs

  1. Espectros ULTRAVIOLETA-visible (UV)
    1. Utilizar los espectros de UV para supervisar la distribución de tamaño medio de AgNPs sobre superficies de PDA-ND. Transferir las muestras AgNPs-PDA-NDs preparadas en el paso 3.4 con diversas concentraciones de Ag [(NH3)2] OH en 1 cubeta de cuarzo de cm y monitorear la absorción en una longitud de onda de la exploración de 250 a 550 nm.
  2. Microscopía de la elección de transmisión (TEM)
    1. Coloque las rejillas de cobre recubiertas de carbón sobre un portaobjetos de vidrio envuelto con parafilm para mantener las rejillas en su lugar. Inserte el portaobjetos de vidrio con rejillas TEM de adjunto en el limpiador de plasma. Encienda el limpiador de plasma y la bomba de vacío. Después de 5 minutos, encienda el plasma y las rejillas con un nivel de potencia media durante 3 minutos la descarga.
    2. Depósito 5 μl de las muestras en la película de carbón recubierto Cu-rejillas para papel de filtro de uso de 3 minutos a la mecha de la adicional de la muestra del borde de la rejilla. Luego, depositar una gota de agua desionizada en la parrilla por 15 s para eliminar las sales, entonces mecha fuera del agua con papel de filtro. Repita el procedimiento de lavado dos veces y deje que la rejilla de aire seco para su uso posterior.
    3. Visualizar las muestras por TEM, típicamente con 38.000 aumentos. Operar a 200 KV.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

La formación de las capas del PDA en las superficies de la ND se analizaron por TEM (figura 1). Se observaron diferentes espesores de capas de PDA como concentraciones más altas de DA a capas más gruesas de la PDA. Además, después de una reacción de encapsulado, el color de la solución NDs cambia de incoloro a oscuras, mientras que la mayor fue la concentración inicial de DA, se convirtió en el más oscuro la solución.

Figura 2 describe la reducción de Ag [(NH3)2]+ a AgNPs sobre la superficie de superficies de nm ND PDA 100. La distribución de tamaño de AgNPs, calculado por TEM, se utilizaron para determinar la dependencia de la concentración original de Ag [(NH3)2]+ en los tamaños de las AgNPs.

El diagrama de flujo en la figura 3 presenta el procedimiento de dos etapas funcionales de la superficie de NDs por PDA y para reducir los iones metálicos en NPs en las capas de PDA-ND.

La formación de AgNPs sobre la superficie de la ND fue monitoreada por los espectros UV-vis (figura 4). La intensidad de los picos en ~ 400 nm aumentado, junto con un aumento en la concentración de la solución de plata mientras que los picos demostraron un cambio roja, que indica la formación de AgNPs con tamaños crecientes.

Figure 1
Figura 1 . Caracterización de los espesores de PDA capas en las superficies de 100 nm NDs con variadas concentraciones de DA (0, 50, 75 y 100 μg/mL) y su correspondiente TEM imágenes. Los espesores promedio de cada capa de PDA están de ~ 5 nm (B), ~ 10 nm (C) y ~ 15 nm (D), respectivamente. La fotografía de detalle muestra el cambio colorimétrico en las muestras correspondientes. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2 . Caracterización de AgNPs-PDA-NDs. Imágenes TEM de AgNP-PDA-NDs y la distribución de tamaño de AgNPs añadiendo 0,4 mg/mL (A) y 0,6 mg/mL (B) de [Ag(NH3)2]+, respectivamente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3 . Esquema de tabla de pared de la funcionalización de superficies de NDs. Funcionalización de dos etapas de la superficie de NDs: (1) la capa superficial de NDs con polimerización DA; (2) la reducción de los iones del metal en NPs en la capa PDA. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4 . Caracterización de AgNPs reducida en las superficies de NDs, mediante espectroscopía UV-vis. Esta figura ha sido modificada y reproducido con permiso de Zeng et al. 17. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Table 1
Tabla 1 . El espesor de la capa de la PDA y el tamaño de reducción AgNPs. La validación de los modelos matemáticos con datos experimentales. El espesor de capa de PDA está determinado por la concentración inicial de la DA y el cociente de las concentraciones iniciales de [Ag (NH3)2]+ es consistente con el radio promedio de cubitos de AuNPs.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Este artículo proporciona un protocolo detallado para la funcionalización de superficies de NDs con auto polimerizado DA capa y la reducción de Ag [(NH3)2]+ a AgNPs sobre capas de PDA (figura 3). La estrategia es capaz de producir diferentes espesores de capas de PDA simplemente cambiando la concentración de DA. El tamaño de las AgNPs también puede controlarse mediante la alteración de la concentración original de solución del ion del metal. La imagen TEM en la figura 1 muestra las NDs de nm 100 sin recubrimiento que forma micromasas y agregados. Cuando NDs fueron encapsulados con PDA, las capas de PDA demostradas como un fino anillo alrededor de las NDs. Los espesores de las capas de la PDA, medida en las imágenes TEM, fueron alrededor de 5 nm, 10 nm y los 15 nm, lo que correspondió a las final DA las concentraciones de 50 μg/mL, 75 μg/mL y 100 μg/mL, respectivamente. El color de la suspensión de la NDs se observó que cambia de incoloro a PDA siguiente oscura capa, indicando la envoltura éxito de PDA en superficies de ND y demostrando que el grueso de la PDA era dependiente en la concentración de DA. Nota: el factor crítico que influye en la polimerización DA es la condición de pH (el valor más favorable es 8,523). El valor de pH exacto de una solución es beneficioso para el control de los espesores de las capas de la PDA. Además, es necesario el desglose de la NDs y la formación de una capa uniforme de PDA rápida agitación durante la polimerización. Por lo tanto, este método no es eficaz para todas las partículas que son inestables en soluciones alcalinas.

Para describir los factores influyentes que contribuyeron al grueso de la PDA, introducimos ecuación (1) para describir la formación de una capa de PDA en superficies de ND. Esto se basa en la ecuación cinética de la deposición de PDA en nanopartículas de anteriores informes21,22. Las concentraciones iniciales de DA (C1, m/v), tiempo de reacción (t) y el espesor de la capa PDA (d), son los siguientes:

Equation 1(1)

R es el radio de NDs (NDs suponiendo que son esferas), p1 es la densidad de la PDA, V1 es el volumen de reacción, N1 es el número de NDs y k1 es una constante relacionada con valores de pH, parciales presión de O2, temperatura, intensidad luminosa23. Por lo tanto, el espesor de una capa de PDA puede ser escrito como ecuación (2)

Equation 2(2)

O si nos reescribir ecuación (1) () 3):

Equation 3(3)

A continuación, eliminar d3 y 3d2R ya que d es mucho menor que R (d<<R).

Por último, la d puede ser expresado como ecuación (4)

Equation 4(4)

El proceso de recubrimiento requiere 12 h, con el DA está totalmente consumido y monitoreado por espectros UV-vis. Por lo tanto, Equation 5 fue una constante, y el valor de d fue directamente proporcional a la concentración inicial de la DA (C1), que fueron confirmada por los resultados experimentales (tabla 1). Tenga en cuenta, junto con el aumento de los espesores de las capas de la PDA, la velocidad de acumulación de las capas era más lenta debido a los aumentos en las superficies de la NDs-PDA.

Se ha demostrado la presencia de los grupos catecol en PDA para directamente inducir el crecimiento de las nanopartículas en la reducción de los precursores metálicos y su inmovilización en una PDA-revestido superficial24,25,26, 27. Después de la capa 100 nm NDs con una capa de PDA (~ 15 nm), el PDA-NDs resultantes fueron utilizados como sustrato para sintetizar AgNPs desde una solución de iones metálicos, con la ayuda de sonicación. Como se ve en la figura 2, con el aumento de [Ag (NH3)2]+ concentración, aumentar el tamaño de AgNPs de ~ 24 nm a ~ 28 nm y el número de NPs elevado del 97 al 117, correspondiente a la [Ag (NH3)2] + concentración de 0.4 a 0.6 mg/mL, respectivamente. Este fenómeno también puede ser caracterizado por espectroscopía UV-vis. El pico de absorción de las nanopartículas gradualmente apareció como la concentración de [Ag (NH3)2]+ aumentado (figura 4). Por ejemplo, la absorbancia máxima de las nanopartículas, formado por reducción de 0.4 y 0.6 mg/mL de [Ag (NH3)2]+, es 410 y 430 nm, que corresponde a AgNPs con los diámetros de ∼20 y ∼30 nm, respectivamente. Esto es consistente con TEM observación17.

El diámetro de reducción AgNPs sigue el diferencial lineal de primer orden ecuación (,5), que es similar a la síntesis de crecimiento semillas de AuNPs28, donde S es la superficie de PDA-NDs, C2  es la concentración inicial de Ag [(NH3)2]+, t es el tiempo de reacción, r es el radio de AgNPs, k2 es una constante, p2 es la densidad de Ag, V2 es el volumen de reacción, N2 es el número de AgNPs, y equivale a S · n, donde n es el número promedio de catecol activo grupos que puede reducir Ag [(NH3)2]+. Las AgNPs se tratan como esferas:

Equation 6(5)

En la ecuación, el número de AgNPs fue asumido para ser directamente proporcional a la superficie del PDA, que depende de los espesores de las capas de la PDA. En la superficie de las capas de la PDA, el AgNPs creció con la continua reducción de Ag [(NH3)2]+, mientras que los bonos de metal (0) en el sitio O de la PDA que sirve como el precursor de la semilla del AgNPs. El número de AgNPs es proporcional a la web O en el PDA, que es directamente proporcional a la superficie23,29,30,31. Por otro lado, las reducida AgNPs se distribuyen uniformemente en la superficie de la PDA porque el Ag [(NH3)2]+ fue reducido por los grupos catecol uniformados en las capas de la PDA. Los resultados experimentales mostraron que cuanto mayor sea la inicial concentración de Ag [(NH3)2]+ eran, cuanto mayor sea las AgNPs, pero con un número similar de NPs en cada ND. La relación de las concentraciones iniciales de [Ag (NH3)2]+ (C2) relación (0.6 mg / mL: 0.4 mg / mL = 1.5) eran constantes con el radio promedio de cubitos de [(14/12)3= 1.588]. Por lo tanto, si se desea una mayor densidad de partículas en las PDA-NDs, debe seleccionarse una capa más gruesa de PDA-NDs pero, si se necesitan grandes tamaños de NPs, una mayor duración de la reducción sería cumplir con el requisito.

Para eliminar el [Ag (NH3)2]+ durante el proceso de purificación, se recomienda una velocidad de centrifugación alta debido a la baja densidad de NDs. Cuanto mayor es la velocidad de centrifugación, cuanto menor sea la duración de la purificación será, lo que proporciona mejor control de los tamaños de AgNPs. Además, la sonicación es un enfoque indispensable para la obtención de AgNPs uniforme. Muestras deben ser sonicadas durante varios minutos al principio antes de Ag [(NH3)2]+ soluciones se agregan.

Hemos demostrado un método fácil para la modificación superficial de NDs con PDA Auto polimerizado. En comparación con el método de la química Click, esta estrategia no sólo mejora dispersity ND y la estabilidad, pero también proporciona una plataforma reactiva (capa de PDA) para potencial modificación posterior mediante la reducción de las nanopartículas metálicas o enlazando con amino/tiol Unido especies. El espesor de una capa de la PDA y el tamaño de las nanopartículas en las superficies de la ND se pueden cambiar variando la PDA y Ag [(NH3)2]+ concentraciones. También puede utilizarse para reducir AuNPs u otros NPs de metal noble. Al combinar la diversidad de la química del PDA y las propiedades únicas de NDs, este método abrirá la puerta para ampliar aplicaciones del ND en el catalizador, energía y áreas biomédicas.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

Esta investigación fue apoyada por la National Science Foundation (CCF 1814797) y la Universidad de Missouri investigación Board, centro de investigación de Material y la Facultad de Artes y Ciencias en la Universidad de Missouri de ciencia y tecnología

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

Química número 141 nano-diamantes polydopamine reducción nanopartículas de plata modificación superficial auto polimerización.
Modificación de superficie bio-inspirado de la Polydopamine de nano-diamantes y su reducción de nanopartículas de plata
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