Summary
Антимикробные свойства металлов, таких как медь и серебро, были признаны на протяжении веков. Этот протокол описывает импульсную лазерную абляцию в жидкостях, метод синтеза металлических наночастиц, который обеспечивает возможность тонкой настройки свойств этих наночастиц для оптимизации их антимикробных эффектов.
Abstract
Появление бактерий с множественной лекарственной устойчивостью является глобальной клинической проблемой, ведущей к размышлениям о нашем возвращении к эпохе «антибиотиков» до начала антибиотиков. В дополнение к усилиям по выявлению новых маломолекулярных противомикробных препаратов большой интерес представляет использование наночастиц металлов в качестве покрытий для медицинских устройств, раневых повязок и потребительской упаковки из-за их антимикробных свойств. Широкий спектр методов, доступных для синтеза наночастиц, приводит к широкому спектру химических и физических свойств, которые могут влиять на антибактериальную эффективность. В этой рукописи описывается метод импульсной лазерной абляции в жидкостях (PLAL) для создания наночастиц. Такой подход позволяет осуществлять точную настройку размера, состава и стабильности наночастиц с использованием методов пост-облучения, а также добавления поверхностно-активных веществ или объемных экскрементов. Контролируя размер и состав частиц, большой диапазон физических и химических свойств металлических наноповМогут быть исследованы, которые могут способствовать их антимикробной эффективности, открывая тем самым новые пути для развития антибактериальных средств.
Introduction
Наночастицы (NP) обычно определяются как частицы, которые имеют по меньшей мере один размер, длина которого меньше 100 нм. Традиционные химические методы синтеза NP обычно требуют опасных восстановителей, таких как борогидриды и гидразины. Напротив, лазерная абляция твердых металлических целей, погруженных в жидкую среду (импульсная лазерная абляция в жидкостях - PLAL), обеспечивает экологически чистый путь синтеза NP, который удовлетворяет всем 12 принципам зеленой химии 1 , 2 . В PLAL подводная металлическая мишень облучается повторными лазерными импульсами. Когда лазер удаляет мишень, плотный шлейф атомных кластеров и пара высвобождается в жидкую среду, где NP быстро сливаются. NP, полученные PLAL, тонко диспергированы в водной среде, а размер, полидисперсность и состав NP могут легко регулироваться путем изменения водной абляционной жидкости,1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 .
Характеристики наночастиц могут быть настроены путем корректировки ряда параметров лазера, включая: флюенс, длину волны и длительность импульса (см. Ссылку 7 ). Флюенс лазера рассчитывается как энергия импульса, деленная на площадь лазерного пятна на поверхности мишени. Точные эффекты флюенса по размеру и полидисперсности НП несколько противоречивы. В целом было показано, что для «длинных» и «ультракоротких» импульсных лазерных систем существуют режимы с низким и высоким уровнем флюенса, которые приводят к отрицательным и положительным тенденциям в размере, соответственно 8 , 9 , 10 , 11 . Размер дистрибутива NPМогут быть эмпирически измерены с использованием таких методов, как динамическое рассеяние света и просвечивающая электронная микроскопия (ТЕА), как описано ниже.
Выбор длины волны лазера может влиять на физические механизмы, с помощью которых формируются NP. При более коротких (ультрафиолетовых) длинах волн фотоны с высокой энергией способны разрушать межатомные связи 12 . Этот механизм фотоабразии является примером синтеза НП-нисходящего потока, поскольку он приводит к высвобождению сверхмалых фрагментов материала, которые, как правило, производят более крупные полидисперсные образцы при гашении в погружной жидкости 12 , 13 , 14 . Напротив, ближняя инфракрасная абляция (λ = 1,064 нм) дает механизм синтеза снизу вверх, в котором преобладает аблация плазмы 12 . Лазерное поглощение мишенью освобождает электроны, которые сталкиваются с, а затем свободными связанными электронами. Поскольку cУвеличиваются, материал ионизируется, тем самым воспламеняя плазму. Окружающая жидкость ограничивает плазму, повышает ее стабильность и дополнительно увеличивает поглощение 12 . По мере того, как расширяющаяся плазма гасится ограничивающей жидкостью, NPs конденсируются с различными геометриями 4 , 12 , 15 .
Выбор длительности лазерного импульса может еще больше повлиять на процесс формирования NP. Обычно используемые длинные импульсные лазеры с длительностью импульса, превышающей несколько пикосекунд, включают в себя все милли-микро, нано и некоторые пикосекундные импульсные лазеры. В этом широтно-импульсном режиме длительность лазерного импульса больше времени электрон-фононного уравновешивания, которое обычно составляет порядка нескольких пикосекунд 4 , 16 , 17 , 18 , 19, Это приводит к утечке энергии в окружающую среду абляции и образованию НП посредством тепловых механизмов, таких как термоэлектронное излучение, испарение, кипение и плавление 1 , 20 .
На антибактериальную активность НП сильно влияет размер частиц 21 , 22 , 23 , 24 . Чтобы улучшить уменьшение размера и монодисперсность, NP могут быть облучены во второй раз с использованием лазера с длиной волны вблизи поверхностного плазмонного резонанса (SPR) NP. Падающее лазерное излучение поглощается NP через возбуждение SPR. Фрагментация NP может происходить либо при термическом испарении 25 , 26, либо в кулоновском взрыве 27 , 28 . Фотовозбуждение поднимает tОн температуры НП выше точки плавления, что приводит к просачиванию внешнего слоя частицы. Было показано, что добавление агентов, таких как поливинилпирролидон (PVP) или додецилсульфат натрия (SDS) к раствору, может значительно улучшить эффекты после облучения 5 . Влияние добавления различных растворенных веществ описано в нескольких отчетах 1 , 4 , 6 . Легкость манипулирования NP-характеристиками PLAL дает новый метод для разработки новых противомикробных препаратов на основе NP.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Фокусировка наносекундного лазера и измеряемой плотности
- Соберите аппарат для абляции, помещая магнитную мешалку и пористую стадию абляции внутрь стеклянного стакана на 50 мл.
ПРИМЕЧАНИЕ. Стадия абляции состоит из платформы из нержавеющей стали толщиной 3,81 см, толщиной 1,6 мм с отверстиями диаметром 0,65 см и шести отверстий диаметром 0,50 см, просверленных в схеме, показанной на рисунке 1 . Цель этих отверстий - позволить жидкости перемещаться по мишени так, чтобы частицы не накапливались непосредственно над мишенью. Недостаточное перемешивание приводит к пагубным взаимодействиям между лазером и уже сформированными частицами. Кроме того, по периметру платформы расположены три отверстия № 29 (8-32) для установки установочных винтов, которые служат в качестве ножек для подъема платформы и обеспечивают пространство для магнитной мешалки ( рис. 1А ).- Поместите стакан на магнитныйПеремешивают пластину и устанавливают перемешивающую пластину на стадии xy-трансляции, чтобы обеспечить перемещение мишени во время абляции ( фиг. 1A ).
- Установите лазер Nd: YAG на основную длину волны 1,064 нм с длительностью импульса 5 нс и частотой повторения импульсов 10 Гц. Измерьте энергию на импульс с помощью измерителя мощности и энергии лазера. Требуемая энергия составляет 240-250 мДж.
- Сосредоточьте луч под мишенью на стадии абляции с помощью линзы с фокусным расстоянием 250 мм (NA = 0,05).
ПРИМЕЧАНИЕ. Входной луч имеет радиус 4,025 мм, а для достижения желаемого размера пятна требуется высота объектива 161 мм. Оптимальный размер пятна определяется эмпирически. Более крупный размер пятна используется для уменьшения эффекта экранирования NP, присутствующего в растворе. Это уравновешивается тем фактом, что увеличение размера пятна требует более высокой энергии для поддержания достаточной плотности. - Определите размер пятна, поставив металлическую мишень (см. РазделN 2) на ступени и абляции с несколькими лазерными импульсами. Просмотрите выделенную цель вместе с микрометрическим слайдом на светочувствительном микроскопе с камерой CCD (объектив 4X) для измерения размера пятна ( рисунок 1A ).
ПРИМЕЧАНИЕ. Для устройства здесь система абляции дает размер пятна со средней площадью 5,51 мм 2 . Размер пятна остается в этом диапазоне для каждой абляции. - Вычислите плотность, разделив энергию импульса на площадь пятна. Для устройства здесь плотность составляет 4,80 Дж / см 2 .
2. Синтез серебряных наночастиц путем импульсной лазерной абляции в жидкости
- Взвесьте плоскую серебряную мишень, используя микробаланс, чтобы получить массу перед аблацией.
- Прикрепите серебряную мишень к пористой стадии, используя двустороннюю углеродную ленту. Добавить 40 мл жидкости для удаления жидкости в химический стакан ( фиг. 1А ). Высота жидкости над мишенью составляет 11 мм.
ПРИМЕЧАНИЕ. Типичная абляция liqUids представляют собой водные растворы, содержащие либо 60 мМ SDS, либо 2 мМ ПВП для усиления монодисперсности. - При постоянном перемешивании перемещайте моторизированную xy-ступень с компьютерным управлением по эллиптической схеме (размеры: основная ось = 2,09 см, малая ось = 0,956 см, площадь = 1,57 см 2 ) со скоростью 0,42 см / с и снимите мишень В течение 20-40 мин.
ПРИМЕЧАНИЕ. Концентрация НП увеличивается с увеличением времени абляции. Убедитесь, что перемешивание достаточно энергично, чтобы поддерживать концентрацию NP равномерно во всем растворе для минимизации эффектов экранирования. 7 .
3. Характеризация металлических наночастиц
- Собирайте раствор наночастиц из стакана путем декантации. Подтвердите наличие наночастиц, измеряя их спектры ультрафиолетового излучения (200-1100 нм).
ПРИМЕЧАНИЕ. NP имеют максимальное поглощение на длине волны плазменного резонанса (SPR). Для серебра SPR центрируется на 400 нм. Высококонцентрированный НПРастворы требуют разбавления перед измерением спектра УФ-VIS, чтобы гарантировать, что показания поглощения остаются в пределах линейного диапазона спектрофотометра. - Измерьте гидродинамический диаметр NPs путем динамического рассеяния света (DLS) с использованием метода анализа распределения числа 29 .
- Разбавьте раствор NP раствора 1:40 в растворе для абляции и пипетируйте 1 мл в 1 см пластиковую кювету. Используя измерительный угол 180 ° , измерьте рассеяние света на длине волны 633 нм для определения диаметра NP согласно уравнению Стокса-Эйнштейна:
Где d - гидродинамический радиус, k - постоянная Больцмана, T - абсолютная температура, η - вязкость, D - коэффициент трансляционной диффузии или скорость броуновского движения.
- Разбавьте раствор NP раствора 1:40 в растворе для абляции и пипетируйте 1 мл в 1 см пластиковую кювету. Используя измерительный угол 180 ° , измерьте рассеяние света на длине волны 633 нм для определения диаметра NP согласно уравнению Стокса-Эйнштейна:
- Подтвердите размер и форму NP с помощью микропроцессораСкопировать (ТЕА) 30 .
ПРИМЕЧАНИЕ. Гидродинамический диаметр, измеренный с использованием DLS, больше, чем размер, измеренный с использованием TEM из-за слоя растворителя, окружающего NP.- Разбавьте раствор NPP 1:40 в двойной дистиллированной воде, чтобы удалить лишние добавки ( например, SDS или PVP), которые могут мешать работе с изображениями. Бросьте 2 мкл раствора на медную сетку ТЕА, предварительно покрытую лентовой / тонкой углеродной пленкой (имеющуюся в продаже, см. Список материалов) и сушат в течение ночи при комнатной температуре под вакуумом в эксикаторе.
- Изобразите NP для оценки размера и формы, как описано в ссылке 30 .
- Чтобы вычислить концентрацию NP, удалите любые свободно прикрепленные NP из удаленной металлической мишени (шаг 2.3), поставив мишень в сушильную водяную баню, содержащую дистиллированную воду, в течение 1 мин.
- Высушите цель под струей сжатого воздуха в течение 1 мин. Измерьте массу taRget на микробалансе. Определите массу NP в растворе как разницу в весе до и после абляции, которая, как предполагается, является результатом выброса металлических наночастиц в раствор.
4. Постобработка
- Разбавьте НП до максимальной концентрации 100 мкг / мл в том же растворе для абляции, который используется в 2.2. Этот предельный предел является критическим для обеспечения равномерного облучения.
- Перенесите 15-17 мл разбавленных NPs в кварцевую кювету, содержащую мешалку ( фиг. 1B ). Поместите кювету на магнитную мешалку, выровненную параллельно с поступающим лазером.
- Используйте лазерную систему Nd: YAG для создания лазерных импульсов 25 пс 532 нм и объектив с фокусным расстоянием 75 мм для фокусировки лазера в центре раствора. Разогреть раствор в течение 30 мин до нескольких часов, в зависимости от желаемого размера.
ПРИМЕЧАНИЕ. Полная подаваемая энергия зависит от концентрации раствора и tОблучения и может варьироваться от 0,5 мДж до 3,5 мДж. Для устройства здесь 30 минут после облучения прозрачного образца с низкой концентрацией (<50 мкг / мл) дают серебряные NP с диаметром 10 нм.
5. Измерение антибактериальных свойств наночастиц
ПРИМЕЧАНИЕ. Была протестирована токсичность серебряных NP против как грамположительных ( Bacillus subtilis ), так и грамотрицательных ( Escherichia coli ) 31 . Метод легко адаптируется к любым видам; Однако эффективная доза наночастиц может значительно различаться и должна определяться эмпирически. Здесь E. coli используется как модельная система для описания метода.
- Выращивают культуры E. coli (штамм MG1655) в течение ночи при 37 ° C в бульоне Лурии (LB), содержащем 10 г / л бакто-триптона, 5 г / л дрожжевого экстракта и 10 г / л хлорида натрия. Разбавьте ночные культуры до оптической плотности (λ = 600Нм) 0,01 в свежем LB.
- Если бы NP были синтезированы в среде абляции, содержащей добавки ( например, SDS или PVP), добавьте соответствующее химическое вещество в LB, чтобы концентрация оставалась постоянной при добавлении NP.
ПРИМЕЧАНИЕ. Например, в типичном эксперименте серебряная мишень удаляется в 60 мМ раствор SDS для получения 100 мкг / мл раствора NP. Если конечная концентрация NPs в культуральной среде составляет 10 мкг / мл, подготовьте LB, содержащий 6 мМ SDS ( т.е. 1/10 концентрация SDS в жидкости для абляции). Не оказывает отрицательного влияния на рост бактерий при использовании этих концентраций. Это показано в элементе управления -AgNP на рисунке 3 . - Добавьте НП в разбавленные культуры в концентрациях от 0-50 мкг / мл и выращивайте культуры при встряхивании при 37 ° С в течение дополнительных 2 часов. В качестве положительного контроля токсичности следует лечить E. coli антибиотиком ( например, 30 мкг / мл канамycin).
- После 2-часовой инкубации последовательно разбавляют образцы культуры 1:10 в свежий LB и пятно 10 мкл капель каждого разведения на пластины агара LB. Как правило, 10 4 -10 8- кратных разведений достаточно, чтобы видеть отдельные колонии.
- После того, как капли были поглощены, инкубируйте планшеты в течение ночи при 37 ° C и рассчитывайте единицы образования колоний (КОЕ) следующим утром.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Используя серебряные мишени, описанные выше параметры лазера и 60 мМ SDS в жидкости для абляции, серебряные NPs генерируются с характерным поглощением UV-VIS на SPR ( рисунок 2A ). Измерения TEM и DLS показывают средний диаметр NP приблизительно 25 нм до после облучения ( рисунок 2B ). Абляция серебряной мишени в течение 30 мин обычно дает концентрацию NP 200 мкг / мл. При оценке противомикробной токсичности NPN серебра 15 мкг / мл сильно ингибирует рост E.coli ( рис. 3 ).
Рисунок 1 : Конфигурации устройства. ( A ) Для процесса PLAL лазер Nd: YAG, работающий на длине волны 1 064 нм,Сфокусированный с помощью объектива с фокусным расстоянием 250 мм для создания пятна размером 5,51 мм 2 на целевой ступени. Изображение размера пятна захватывается с помощью ПЗС-камеры в сочетании с оптическим микроскопом. Цель удаления была установлена на пористой стадии с десятью отверстиями диаметром 0,65 см и отверстиями диаметром 6,50 см. Дополнительные 3 отверстия защелкиваются для установочных винтов, которые выступают в качестве ножек для поддержки ступени выше мешалки. ( B ) Для пост-облучения выход Nd: YAG-лазера устанавливается на 532 нм и фокусируется через линзу с фокусным расстоянием 75 мм на центр кварцевой кюветы, содержащей NP. Нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2 : Характеристика наночастиц серебра. A ). Спектр UV-VIS серебряных NP показывает характерный пик на длине волны SPR (400 нм). ( B ) Распределение размеров серебряных NP до облучения было измерено TEM. На вставке показан репрезентативный TEM-изображение AgNP (увеличение 85 000X, шкала шкалы = 100 мкм). Нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 3 . Антимикробные эффекты наночастиц серебра. Клетки E. coli обрабатывали в течение 2 ч с различными концентрациями серебряных NP. Последовательные разведения культур высевали на LB-агар для определения жизнеспособности бактерий. Клетки обрабатывали 30 мкг / мл канамицина в качестве положительного контроля. Обратите внимание, что celLs, не получавшие AgNP (образец AgNP), выращивали в присутствии 6 мМ SDS, чтобы гарантировать, что поверхностно-активное вещество не приводило к независимому токсичности. Эта фигура представляет собой совокупность колоний на двух пластинах из того же эксперимента и является репрезентативным результатом (n = 5). Нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Воспроизводимые антимикробные эффекты НП требуют последовательного производства НП с аналогичными размерами и концентрациями. Поэтому крайне важно стандартизировать параметры лазера, включая флюенсы, длину волны и длительность импульса. Хотя динамическое рассеяние света является простым и быстрым методом оценки размера NP, точная количественная оценка распределения по размеру требует прямого измерения методом ТЕА. Поскольку каждый лазерный луч имеет четкие характеристики с точки зрения профиля и дивергенции мод, крайне важно использовать эмпирический процесс, чтобы обеспечить оптимальную плотность и высоту жидкости над мишенью. Так как размер наночастиц может быть скорректирован после облучения, эффективность производства частиц может быть оптимизирована с помощью измерений потерь массы и оптической плотности.
В отличие от обычных методов химического синтеза, лазерная абляция в жидкостях имеет преимущество в получении наночастиц либо в чистой воде, либо в поверхностно-активном растворителе социологическое загрязнение. Не существует никаких соединений-предшественников для загрязнения культур и действий в качестве интерферентов. Исследователи могут производить наночастицы в своей лаборатории за короткий промежуток времени для немедленного использования. Этот метод очень воспроизводимый и не требует специального обучения или персонала. Однако важно отметить ограничения этого метода. Во-первых, разнообразие форм наночастиц, возникающих при лазерной абляции в жидкостях, может варьироваться в широких пределах. Если требуется ориентировать конкретные пропорции или другие параметры формы, для этого потребуется очень итеративная обработка, если это возможно. Возможно, самым значительным ограничением этого метода является то, что эксперименты, требующие больших масс наночастиц, будут сложными. Синтез грамма может произойти, но он сложный и требует специализированного лазерного оборудования 32 , 33 , 34 .
Важно отметить, что многие металлические NP являются светочувствительными. Действительно, облучение наночастиц серебра видимым светом приводит к повышенной антибактериальной токсичности 31. Повышенная эффективность обусловлена увеличением высвобождения ионов серебра из НП. , Важно рассмотреть вопрос о том, следует ли выполнять метод PLAL и хранить полученные NP, защищенные от света.Наконец, выбор поверхностно-активных веществ и объемных исключений ( например, SDS и PVP) для уменьшения размера NP имеет решающее значение при изучении антимикробной активности NP. Важно проводить контрольные эксперименты, чтобы убедиться, что добавки не токсичны сами по себе. Например, E. coli переносит SDS в концентрациях до 10 мМ; Однако B. subtilis гораздо более чувствителен 31 . Поэтому при работе с B. subtilis в жидкость для абляции могут быть добавлены нетоксичные концентрации PVP (2 мМ) для получения 25 нмчастицы.
Лазерная абляция в жидкостях наряду с пост-облучением может быть использована для получения распределений наночастиц с диапазоном дисперсности и размеров. Это облегчит исследования с различными бактериями, металлами и даже сплавами. Использование PLAL для синтеза наночастиц дает новый метод для разработки противомикробных НП для борьбы с постоянно растущей проблемой антибактериальной резистентности.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторам нечего раскрывать.
Acknowledgments
Эта работа была поддержана Национальным научным фондом (NSF присуждает CMMI-0922946 DB, CMMI-1300920 для DB и S.O'M. И CMMI-1531789 для S.O'M., DB и EAK) и Бюджетный научно-исследовательский грант Буша для EAK и S.O'M.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Nanosecond Nd:YAG laser | Ekspla | NL303 | |
| Motorized xy scanning stage | Standa | 8MTF | |
| UV-VIS spectrophotometer | Agilent | Cary 60 | |
| Dynamic light scattering unit | Malvern | Zetasizer ZS 90 | |
| Microbalance | Maktek | TM 400 | |
| Transmission electron microscope | Zeiss | EM 902 | |
| Silver foil target | Alfa Aesar | 12127 | |
| 250 mm focal length lens | Edmund Optics | 69-624 | |
| Copper TEM grids | Pacific Grid-Tech | Cu-400LD | Lacey/thin film coated grid |
| E. coli MG1655 | ATCC | 47076 | |
| Bacto tryptone | BD Biosciences | 211705 | |
| Yeast extract | BD Biosciences | 212750 | |
| Sodium chloride | Fisher Scientific | BP3581 | |
| Bacto agar | BD Biosciences | 214010 | |
| Sodium dodecyl sulfate | Fisher Scientific | BP166-100 | |
| Polyvinylpyrrolidone | Fisher Scientific | BP431-100 | |
| Stainless steel disc (for ablation stage) | Metal Remnants, Inc. | N/A | 1.5 inch diameter, 16 gauge |
| Beaker | Fisher Scientific | 02-540G | |
| Magnetic stir bar | Fisher Scientific | 14-513-57 | |
| Magnetic stir plate | Fisher Scientific | 11-100-49SH | |
| Laser energy and power meter | Coherent | 1098579 | |
| Carbon tape | Shinto Chemitron Co. Ltd. | STR Tape | |
| Sonicating water bath | Branson | 1510 | |
| Air compressor | GMC | Syclone 3010 | For drying ablation target |
| 75 mm focal length lens | Edmund Optics | 34-096 | Focusing lens for post-irradiation |
| Quartz cuvette | Precision Cells Inc | 21UV40 | 50 mm light path (for post-irradiation) |
| Kanamycin | Fisher Scientific | BP906-5 | |
| Light microscope | Nikon | 50i | This microscope is used to focus the laser on the ablation stage. This particular model is no longer available, but any light microscope with a 4X objective will work. |
| CCD camera | AmScope | MT5000-CCD | |
| Micrometer slide | Ted Pella | 2280-70 |
References
- Amendola, V., Meneghetti, M. What controls the composition and the structure of nanomaterials generated by laser ablation in liquid solution? Phys Chem Chem Phys. 15 (9), 3027-3046 (2013).
- Anastas, P., Eghbali, N. Green chemistry: principles and practice. Chem Soc Rev. 39 (1), 301-312 (2010).
- Mafune, F., Kohno, J. Y., Takeda, Y., Kondow, T., Sawabe, H. Formation of Gold Nanoparticles by Laser Ablation in Aqueous Solution of Surfactant. J Phys Chem B. 105 (22), 5114-5120 (2001).
- Rao, S. V., Podagatlapalli, G. K., Hamad, S. Ultrafast laser ablation in liquids for nanomaterials and applications. J Nanosci Nanotechnol. 14 (2), 1364-1388 (2014).
- Tsuji, T., et al. Preparation of silver nanoparticles by laser ablation in polyvinylpyrrolidone solutions. Appl Surf Sci. 254 (16), 5224-5230 (2008).
- Zeng, H., et al. Nanomaterials via laser ablation/irradiation in liquid: a review. Adv Funct Mater. 22 (7), 1333-1353 (2012).
- Naddeo, J. J., et al. Antibacterial Properties of Nanoparticles: A Comparative Review of Chemically Synthesized and Laser-Generated Particles. Adv. Sci. Eng. Med. 7 (12), 1044-1057 (2015).
- Elsayed, K. A., Imam, H., Ahmed, M. A., Ramadan, R. Effect of focusing conditions and laser parameters on the fabrication of gold nanoparticles via laser ablation in liquid. Opt. & Laser Tech. 45, 495-502 (2013).
- Kabashin, A. V., Meunier, M. Synthesis of colloidal nanoparticles during femtosecond laser ablation of gold in water. J Appl Phys. 94 (12), 7941-7943 (2003).
- Nichols, W. T., Sasaki, T., Koshizaki, N. Laser ablation of a platinum target in water I. Ablation mechanisms. J Appl Phys. 100 (11), 114911 (2006).
- Povarnitsyn, M. E., Itina, T. E., Levashov, P. R., Khishchenko, K. V. Mechanisms of nanoparticle formation by ultra-short laser ablation of metals in liquid environment. Phys Chem Chem Phys. 15 (9), 3108-3114 (2013).
- Mortazavi, S. Z., Parvin, P., Reyhani, A., Golikand, A. N., Mirershadi, S. Effect of Laser Wavelength at IR (1064 nm) and UV (193 nm) on the Structural Formation of Palladium Nanoparticles in Deionized Water. J Phys Chem C. 115 (12), 5049-5057 (2011).
- Kim, J., Reddy, D. A., Ma, R., Kim, T. K. The influence of laser wavelength and fluence on palladium nanoparticles produced by pulsed laser ablation in deionized water. Solid State Sci. 37, 96-102 (2014).
- Mortazavi, S. Z., Parvin, P., Reyhani, A., Mirershadi, S., Sadighi-Bonabi, R. Generation of various carbon nanostructures in water using IR/UV laser ablation. J Phys D: Appl Phys. 46 (16), 165303 (2013).
- Hunter, B. M., et al. Highly active mixed-metal nanosheet water oxidation catalysts made by pulsed-laser ablation in liquids. J Am Chem Soc. 136 (38), 13118-13121 (2014).
- Momma, C., et al. Short-pulse laser ablation of solid targets. Opt Commun. 129 (1), 134-142 (1996).
- Sonntag, S., Roth, J., Gaehler, F., Trebin, H. R. Femtosecond laser ablation of aluminium. Appl Surf Sci. 255 (24), 9742-9744 (2009).
- Yamashita, Y., Yokomine, T., Ebara, S., Shimizu, A. Heat transport analysis for femtosecond laser ablation with molecular dynamics-two temperature model method. Fusion Eng Des. 81 (8), 1695-1700 (2006).
- Zhigilei, L. V., Lin, Z., Ivanov, D. S. Atomistic modeling of short pulse laser ablation of metals: connections between melting, spallation, and phase explosion. J Phys Chem C. 113 (27), 11892-11906 (2009).
- Schmidt, M., et al. Lasers in Manufacturing 2011 - Proceedings of the Sixth International WLT Conference on Lasers in Manufacturing Metal Ablation with Short and Ultrashort Laser Pulses. Physics Procedia. 12, 230-238 (2011).
- Azam, A., Ahmed, A. S., Oves, M., Khan, M. S., Memic, A. Size-dependent antimicrobial properties of CuO nanoparticles against Gram-positive and-negative bacterial strains. Int. J. Nanomed. 7, 3527-3535 (2012).
- Ivask, A., et al. Size-dependent toxicity of silver nanoparticles to bacteria, yeast, algae, crustaceans and mammalian cells in vitro. PLoS One. 9 (7), e102108 (2014).
- Kim, T. H., et al. Size-dependent cellular toxicity of silver nanoparticles. J Biomed Mater Res A. 100 (4), 1033-1043 (2012).
- Raghupathi, K. R., Koodali, R. T., Manna, A. C. Size-dependent bacterial growth inhibition and mechanism of antibacterial activity of zinc oxide nanoparticles. Langmuir. 27 (7), 4020-4028 (2011).
- Plech, A., Kotaidis, V., Gresillon, S., Dahmen, C., von Plessen, G. Laser-induced heating and melting of gold nanoparticles studied by time-resolved x-ray scattering. Phys Rev B. 70 (19), 195423 (2004).
- Takami, A., Kurita, H., Koda, S. Laser-Induced Size Reduction of Noble Metal Particles. J Phys Chem B. 103 (8), 1226-1232 (1999).
- Kamat, P. V., Flumiani, M., Hartland, G. V. Picosecond Dynamics of Silver Nanoclusters. Photoejection of Electrons and Fragmentation. J Phys Chem B. 102 (17), 3123-3128 (1998).
- Yamada, K., Tokumoto, Y., Nagata, T., Mafune, F. Mechanism of laser-induced size-reduction of gold nanoparticles as studied by nanosecond transient absorption spectroscopy. J Phys Chem B. 110 (24), 11751-11756 (2006).
- Pecora, R. Dynamic Light Scattering Measurement of Nanometer Particles in Liquids. J. Nanoparticle Res. 2 (2), 123-131 (2000).
- Pyrz, W. D., Buttrey, D. J. Particle size determination using TEM: a discussion of image acquisition and analysis for the novice microscopist. Langmuir. 24 (20), 11350-11360 (2008).
- Ratti, M., et al. Irradiation with visible light enhances the antibacterial toxicity of silver nanoparticles produced by laser ablation. Appl Phys A. 122 (4), 1-7 (2016).
- Sajti, C. L., Sattari, R., Chichkov, B. N., Barcikowski, S. Gram Scale Synthesis of Pure Ceramic Nanoparticles by Laser Ablation in Liquid. J Phys Chem C. 114 (6), 2421-2427 (2010).
- Streubel, R., Barcikowski, S., Gokce, B. Continuous multigram nanoparticle synthesis by high-power, high-repetition-rate ultrafast laser ablation in liquids. Opt Lett. 41 (7), 1486-1489 (2016).
- Streubel, R., Bendt, G., Gokce, B. Pilot-scale synthesis of metal nanoparticles by high-speed pulsed laser ablation in liquids. Nanotechnology. 27 (20), 205602 (2016).
