Summary
De antimikrobielle egenskapene til metaller som kobber og sølv har blitt anerkjent i århundrer. Denne protokollen beskriver pulserende laserablation i væsker, en metode for syntetisering av metall nanopartikler som gir muligheten til å finjustere egenskapene til disse nanopartikler for å optimalisere deres antimikrobielle effekter.
Abstract
Fremveksten av multidrugsresistente bakterier er en global klinisk bekymring som fører til at noen spekulerer om at vi kommer tilbake til en "pre-antibiotics" epoke med medisin. I tillegg til innsats for å identifisere nye småmolekylære antimikrobielle stoffer har det vært stor interesse for bruk av metall nanopartikler som belegg for medisinsk utstyr, sårforband og forbrukeremballasje på grunn av deres antimikrobielle egenskaper. Det brede utvalget av metoder som er tilgjengelige for nanopartikkelsyntese, resulterer i et bredt spekter av kjemiske og fysiske egenskaper som kan påvirke antibakteriell effekt. Dette manuskriptet beskriver pulserende laserablation i væsker (PLAL) -metode for å skape nanopartikler. Denne tilnærmingen tillater finjustering av nanopartikkelstørrelse, sammensetning og stabilitet ved bruk av post-bestrålingsmetoder, samt tilsetning av overflateaktive midler eller volum-eksklusiver. Ved å kontrollere partikkelstørrelse og sammensetning, et stort utvalg av fysiske og kjemiske egenskaper av metall nanopaRtikler kan undersøkes som kan bidra til deres antimikrobielle effekt og dermed åpne nye veier for antibakteriell utvikling.
Introduction
Nanopartikler (NP) er generelt definert som partikler som har minst en dimensjon som er mindre enn 100 nm i lengde. Tradisjonelle kjemiske NP syntese metoder krever vanligvis farlige reduksjonsmidler, så som borhydrider og hydraziner. I motsetning til dette er laserablation av faste metallmål nedsenket i et flytende medium (pulserende laserablering i væsker - PLAL) en miljøvennlig rute for NP-syntese som tilfredsstiller alle 12 av Grunnleggende Kemi 1 , 2 prinsipper. I PLAL bestråles et nedsatt metallmål med gjentatte laserpulser. Når laseren ablater målet, blir en tett plume av atomklynger og damp frigitt i væskemediet hvor NPs raskt koaleserer. NP produsert av PLAL er fin dispergert i et vandig medium, og størrelsen, polydispersiteten og sammensetningen av NP'ene kan lett styres ved å variere den vandige ablasjonsvæske såvel som laserparametreAmeter 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 .
Nanopartikkelegenskaper kan justeres ved å justere en rekke laserparametere, inkludert: fluens, bølgelengde og pulsvarighet (vurdert i referanse 7 ). Laserfluens beregnes som pulsenergien dividert med området på laserpunktet på målflaten. Den nøyaktige effekten av fluens på størrelsen og polydispersiteten til NP er noe kontroversiell. Generelt har det blitt vist at for "lange" og "ultra-korte" pulserte lasersystemer er det lave og høye fluensregimer som gir negative og positive trender i størrelse henholdsvis 8 , 9 , 10 , 11 . NP størrelse distribusjonOns kan måles empirisk ved bruk av teknikker som dynamisk lysspredning og transmisjonselektronmikroskopi (TEM), som beskrevet nedenfor.
Valget av laserbølgelengde kan påvirke de fysiske mekanismene som NPene dannes til. Ved kortere (ultrafiolette) bølgelengder kan høy energi fotoner bryte interatomiske bindinger 12 . Denne mekanismen for fotoablation er et eksempel på en top-down NP-syntese fordi den resulterer i frigjøring av ultra små fragmenter av materiale som har en tendens til å produsere større, mer polydisperse prøver ved slukking i nedsenkningsvæsken 12 , 13 , 14 . I motsetning til dette gir nær-infrarød ablasjon (A = 1,064 nm) en bunn-opp-syntesemekanisme dominert av plasmaablasjon 12 . Laserabsorpsjon av målet frigjør elektroner som kolliderer med, og deretter fri, bundne elektroner. Som cOllisions øker, materialet er ionisert, og dermed antenner et plasma. Den omkringliggende væsken begrenser plasmaet, forbedrer dets stabilitet og øker ytterligere absorpsjonen 12 . Når det ekspanderende plasma slokkes av den begrensende væsken, kondenseres NP med forskjellige geometrier 4 , 12 , 15 .
Valg av laserpulsvarighet kan ytterligere påvirke NP-formasjonsprosessen. Vanligvis brukte langpulserte lasere med pulsvarigheter større enn noen få pikosekunder, inkluderer alle milli-, mikro-, nano- og noen pikosecond-pulsede lasere. I dette pulsbreddsregimet er laserpulsvarigheten lengre enn elektronfonon-ekvilibreringstiden, som typisk er i rekkefølgen av noen få pikosekunder 4 , 16 , 17 , 18 , 19. Dette resulterer i lekkasje av energi i det omkringliggende ablasjonsmediet og dannelsen av NP ved termiske mekanismer som termionisk utslipp, fordampning, koke og smelte 1 , 20 .
Den antibakterielle aktiviteten til NP er sterkt påvirket av partikkelstørrelsen 21 , 22 , 23 , 24 . For å øke størrelsesreduksjonen og monodispersiteten, kan NPene bestråles en gang med en laser med en bølgelengde nær overfladisk plasmonresonans (SPR) i NP. Hindringslasertrålingen absorberes av NP gjennom eksitering av SPR. Fragmentering av NP kan oppstå ved enten termisk fordampning 25 , 26 eller Coulomb eksplosjon 27 , 28 . Fotoekseksjonen øker tHan temperatur på NP over smeltepunktet, noe som resulterer i avstøpning av det ytre laget av partikkelen. Det har vist seg at tilsetning av midler som polyvinylpyrrolidon (PVP) eller natriumdodecylsulfat (SDS) til oppløsningen kan i stor grad øke etterbestrålingseffekter 5 . Virkningen av tilsetningen av forskjellige oppløsninger er beskrevet i flere rapporter 1 , 4 , 6 . Den enkle manipuleringen av NP-egenskaper ved PLAL gir en ny metode for å utvikle nye NP-baserte antimikrobielle stoffer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Fokusering av Nanosecond Laser og Measurement Fluence
- Monter ablasjonsapparatet ved å plassere en magnetisk omrøringsstang og et porøst ableringstrinn inne i et 50 ml glassbeholder.
MERK: Ableringstrinnet består av en 3,81 cm diameter, 1,6 mm tykk rustfritt stålplattform med hull på 0,65 cm diameter og seks hull med 0,50 cm diameter boret i mønsteret vist på figur 1 . Hensikten med disse hullene er å la væsken bevege seg over målet slik at partikler ikke akkumuleres umiddelbart over målet. Utilstrekkelig blanding fører til skadelige samspill mellom laseren og de allerede dannede partiklene. I tillegg er tre nr. 29 (8-32) tappede hull plassert i nærheten av plattformens omkrets for å akseptere settskruer som tjener som ben for å heve plattformen og gi plass til en magnetisk omrøringsbjelke ( figur 1A ).- Plasser bøkeren på en magnetiskRørplaten og sett omrøringsplaten på et xy-translationsstrinn for å muliggjøre bevegelse av målet under ablation ( figur 1A ).
- Sett Nd: YAG-laseren for å fungere ved den grunnleggende bølgelengden på 1,064 nm, med en pulsvarighet på 5 ns og en pulsrepetisjon på 10 Hz. Mål energien per puls med laserkraft og energimåler. Den nødvendige energien er 240-250 mJ.
- Fokus strålen under målet på ablasjonstrinnet ved hjelp av en konvergerende objektiv på 250 mm brennvidde (NA = 0.05).
MERK: Innkommende stråle har en radius på 4.025 mm og en objektivhøyde på 161 mm er nødvendig for å oppnå ønsket spotstørrelse. Den optimale punktstørrelsen bestemmes empirisk. En større spotstørrelse benyttes for å redusere virkningen av skjerming av NP som er tilstede i oppløsning. Dette er avbalansert med at økende punktstørrelse krever høyere energi for å opprettholde tilstrekkelig fluens. - Bestem punktstørrelsen ved å plassere et metallmål (se sektionN 2) på scenen og ablaterer med flere laserpulser. Se det ablaterte målet sammen med en mikrometerglass på et CCD kamera-utstyrt lysmikroskop (4X objektiv) for å måle spotstørrelsen ( figur 1A ).
MERK: For apparatet her gir ablasjonssystemet en spotstørrelse med et gjennomsnittlig område på 5,51 mm 2 . Plassstørrelsen forblir i dette området for hver ablation. - Beregn fluens ved å dele pulsenergien ved spotområdet. For apparatet her er fluensen 4,80 J / cm 2 .
2. Syntese av sølv nanopartikler ved pulserende laserablation i væske
- Veie et flatt sølvmål med en mikrobalanse for å oppnå pre-ablationsmassen.
- Fest sølvmålet til det porøse scenen ved å bruke dobbeltsidig karbonbånd. Tilsett 40 ml ablasjonsvæske til begeret ( figur 1A ). Væsken over målet er 11 mm.
MERK: Typisk ablation liqUids er vandige oppløsninger som inneholder enten 60 mM SDS eller 2 mM PVP for å forbedre monodispersitet. - Flytt det datastyrte motoriserte xy-trinnet i konstant omrøring i et elliptisk mønster (dimensjoner: hovedaksel = 2,09 cm, mindre akse = 0,956 cm, areal = 1,57 cm 2 ) med en hastighet på 0,42 cm / s og ablate målet I 20-40 min.
MERK: Konsentrasjonen av NP øker med lengre ablationstid. Sørg for at omrøringen er tilstrekkelig sterk til å holde NP-konsentrasjonen ensartet i hele oppløsningen for å minimere skjermingseffekter 7 .
3. Karakterisering av metall nanopartikler
- Samle nanopartikkelløsningen fra begeret ved dekantering. Bekreft tilstedeværelsen av nanopartikler ved å måle deres UV-synlige lysspekter (200-1,100 nm).
MERK: NPene har en toppabsorpsjon ved overflateplasmonresonans (SPR) bølgelengden. For sølv er SPR sentrert ved 400 nm. Sterkt konsentrert NPLøsninger krever fortynning før måling av UV-VIS-spektrumet for å sikre at absorbansavlesningene forblir innenfor det lineære området for spektrofotometeret. - Mål den hydrodynamiske diameteren til NPene ved hjelp av dynamisk lysspredning (DLS) ved hjelp av en nummerfordelingsanalysemetode 29 .
- Fortynn NP-løsningen 1:40 i ablasjonsoppløsningen og pipett 1 ml i en 1 cm plastkuvette. Bruk en målevinkel på 180 ° , måler lysdisplayet ved en bølgelengde på 633 nm for å bestemme NP-diameteren i henhold til Stokes-Einstein-ligningen:
Hvor d er den hydrodynamiske radius, k er Boltzmanns konstant, T er absolutt temperatur, η er viskositet og D-translasjonell diffusjonskoeffisient eller hastighet for brunisk bevegelse.
- Fortynn NP-løsningen 1:40 i ablasjonsoppløsningen og pipett 1 ml i en 1 cm plastkuvette. Bruk en målevinkel på 180 ° , måler lysdisplayet ved en bølgelengde på 633 nm for å bestemme NP-diameteren i henhold til Stokes-Einstein-ligningen:
- Bekreft NP-størrelse og form ved hjelp av overføringselektronmikroScopy (TEM) 30 .
MERK: Den hydrodynamiske diameter målt ved hjelp av DLS er større enn størrelsen målt ved bruk av TEM på grunn av løsningsmiddellaget som omgir NP.- Fortynn NP-løsningen 1:40 i dobbeltdestillert vann for å fjerne eventuelle overflødige tilsetningsstoffer ( f.eks. SDS eller PVP) som kan forstyrre avbildning. Slipp 2 μL av løsningen på et kobber-TEM-grid som er for-belagt med lacey / tynn karbonfilm (kommersielt tilgjengelig, se Materialelisten) og tørk over natten ved romtemperatur under vakuum i en ekssikator.
- Bilde NP for å vurdere størrelse og form som beskrevet i referanse 30 .
- For å beregne NP-konsentrasjonen, løsne eventuelle løst festede NPer fra det ablaterte metallmålet (trinn 2.3) ved å plassere målet i et lydbad som inneholder destillert vann i 1 min.
- Tørk målet under en strøm av trykkluft i 1 min. Mål massen av taRget på en mikrobalanse. Kvantifiser massen av NP i oppløsning som forskjellen i vekt før og etter ablation, som antas å være et resultat av utkasting av metall nanopartikler i løsningen.
4. Etterbestråling
- Fortynn NP til en maksimal konsentrasjon på 100 μg / ml i samme ablasjonsløsning som brukes i 2.2. Denne konsentrasjonsgrensen er kritisk for å sikre jevn bestråling.
- Overfør 15-17 ml av de fortynnede NP til en kvartskuvette som inneholder en omrøringsstang ( figur 1B ). Plasser kyvetten på en magnetisk røreplate justert parallelt med den innkommende laseren.
- Bruk et Nd: YAG lasersystem for å produsere 25 ps 532 nm laserpulser og en 75 mm brennviddelins for å fokusere laseren i midten av løsningen. Bestråle løsningen i 30 minutter til flere timer, avhengig av ønsket størrelse.
MERK: Den totale energien som leveres avhenger av konsentrasjonen av løsningen og tIme for bestråling og kan variere fra 0,5 mJ til 3,5 mJ. For apparatet her gir 30 min etterbestråling av en gjennomsiktig, lav konsentrasjonsprøve (<50 μg / ml) sølv NP med en diameter på 10 nm.
5. Måling av de antibakterielle egenskapene til nanopartikler
MERK: Toksisiteten av sølv NP mot både Gram-positiv ( Bacillus subtilis ) og Gram-negativ ( Escherichia coli ) ble testet 31 . Metoden er lett tilpasset alle arter; Den effektive dosen av nanopartikler kan imidlertid variere betydelig og må bestemmes empirisk. Her brukes E. coli som modellsystem for beskrivelse av metoden.
- Dyr E. coli- kulturer (stamme MG1655) over natten ved 37 ° C i Luria-buljong (LB) inneholdende 10 g / l Bacto trypton, 5 g / l gjærekstrakt og 10 g / l natriumklorid. Fortynn kulturer over natten til en optisk tetthet (A = 600Nm) på 0,01 i fersk LB.
- Hvis NPene ble syntetisert i ablasjonsmedium som inneholder tilsetningsstoffer ( f.eks. SDS eller PVP), tilsettes den aktuelle kjemikalien til LB slik at konsentrasjonen forblir konstant ved tilsetning av NP.
MERK: For eksempel i et typisk eksperiment ablateres et sølvmål i en 60 mM SDS-oppløsning for å gi en 100 ug / ml oppløsning av NPer. Hvis den endelige konsentrasjonen av NP i kulturmediet er 10 μg / mL, fremstill LB inneholdende 6 mM SDS ( dvs. 1/10 konsentrasjonen av SDS i ablasjonsvæsken). Det er ingen negativ effekt på bakteriens vekst ved bruk av disse konsentrasjonene. Dette er vist i -AgNP-kontrollen i figur 3 . - Tilsett NP til de fortynnede kulturer i konsentrasjoner i området fra 0-50 μg / ml og dyrk kulturene med risting ved 37 ° C i ytterligere 2 timer. Som en positiv kontroll for toksisitet, behandle E. coli med et antibiotikum ( f.eks. 30 μg / ml kanamycin).
- Etter 2 timers inkubering, fortynn kultursprøven 1:10 i frisk LB og spot 10 μL dråper av hver fortynning på LB agarplater. Vanligvis er 10 4-10 8 ganger fortynninger tilstrekkelig til å se individuelle kolonier.
- Når dråpene har blitt absorbert, inkuber platene over natten ved 37 ° C og telle kolonidannende enheter (cfu) den følgende morgen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Ved å bruke sølvmål, genereres de ovenfor beskrevne laserparametere og 60 mM SDS i ablasjonsvæsken, sølv NP med den karakteristiske UV-VIS-absorbansen ved SPR ( Figur 2A ). TEM- og DLS-målinger avslører en gjennomsnittlig NP-diameter på ca. 25 nm før etterbestråling ( Figur 2B ). Ablation av sølvmålet i 30 minutter gir vanligvis en NP-konsentrasjon på 200 ug / ml. Ved vurdering av antimikrobiell toksisitet av sølv NP, hemmer 15 μg / ml sterkt E. coli vekst ( figur 3 ).
Figur 1 : Apparatkonfigurasjoner. ( A ) For PLAL-prosessen er Nd: YAG-laseren som opererer ved en bølgelengde på 1,064 nmFokusert gjennom en 250 mm brennvidde linse for å produsere en spotstørrelse på 5,51 mm 2 på måletrinnet. Bildestørrelsesbildet blir tatt med et CCD-kamera kombinert med et optisk mikroskop. Ablasjonsmålet er satt på et porøst stadium med ti hull på 0,65 cm og seks hull på 0,50 cm diameter. Ytterligere 3 hull er tappet for settskruer som fungerer som ben for å støtte scenen over rørstangen. ( B ) For etterbestråling er Nd: YAG laserutgangen satt til 532 nm og fokusert gjennom en objektiv på 75 mm brennvidde på midten av en kvartskuvette som inneholder NP. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2 : Karakterisering av sølv nanopartikler. A ) UV-VIS-spektret av sølv-NP'er viser en karakteristisk topp ved SPR-bølgelengden (400 nm). ( B ) Størrelsesfordelingen av sølv NP før etterbestråling ble målt ved TEM. Innlegget viser et representativt TEM-bilde av AgNPs (85.000X forstørrelse, Skala bar = 100 μm). Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3 . Antimikrobielle effekter av sølv nanopartikler. E. coli- celler ble behandlet i 2 timer med varierende konsentrasjoner av sølv-NP'er. Seriefortynninger av kulturer ble belagt på LB-agar for å bestemme bakteriell levedyktighet. Celler ble behandlet med 30 μg / ml kanamycin som en positiv kontroll. Legg merke til at cellenJeg mottok ikke AgNPs (-AgNP prøve) ble dyrket i nærvær av 6 mM SDS for å sikre at det overflateaktive stoffet ikke uavhengig resulterte i toksisitet. Figuren er en sammensetning av kolonier på to plater fra samme eksperiment og er et representativt resultat (n = 5). Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Reproducerbare antimikrobielle effekter av NP krever konsekvent produksjon av NP med tilsvarende størrelser og konsentrasjoner. Derfor er det viktig å standardisere laserparametere, inkludert fluens, bølgelengde og pulsvarighet. Mens dynamisk lysspredning er en enkel og rask metode for estimering av NP-størrelse, krever nøyaktig kvantifisering av størrelsesfordelingen direkte måling av TEM. Siden hver laserstråle har forskjellige egenskaper i form av profil og divergens, er det avgjørende å benytte en empirisk prosess for å gi optimal fluens og væskehøyde over målet. Siden størrelsen på nanopartiklene kan justeres ved etterbestråling, kan effektiviteten av partikkelproduksjon optimaliseres ved målmassetap og optisk tetthetsmålinger.
I motsetning til konvensjonelle kjemiske syntesemetoder har laserablering i væsker fordelen av å produsere nanopartikler i enten rent vann eller en overflateaktivt sol ution. Det finnes ingen forløperforbindelser for å forurense kultene og virke som forstyrrelser. Forskere kan produsere nanopartikler i laboratoriet på kort tid for umiddelbar bruk. Teknikken er svært reproduserbar og krever ikke spesialisert trening eller personell. Det er imidlertid viktig å merke begrensningene i denne metoden. For det første kan mangfoldet i former av nanopartikler som produseres ved laserablation i væsker variere over et bredt spekter. Hvis en er nødvendig for å målrette mot bestemte aspektforhold eller andre formparametere, vil det være nødvendig med høy iterativ behandling hvis det er mulig i det hele tatt. Kanskje den mest begrensede begrensningen i denne teknikken er at eksperimenter som krever store masser av nanopartikler, vil være vanskelige. Gramskala syntese kan oppstå, men det er utfordrende og krever spesialisert laserutstyr 32 , 33 , 34 .
Det er viktig å merke seg at mange metall-NP er lysfølsomme. Bestråling av sølvnanopartikler med synlig lys resulterer i økt antibakteriell toksisitet 31. Den forbedrede effekten skyldes en økning i sølvionfrigivelse fra NP-ene. , Er det viktig å vurdere hvorvidt PLAL-metoden skal utføres og lagre de resulterende beskyttede NP-ene som er beskyttet mot lys.Til slutt er valget av overflateaktive stoffer og volum ekskluderer ( f.eks. SDS og PVP) for å redusere NP-størrelsen kritisk når man studerer den antimikrobielle potensiteten av NP. Det er viktig å utføre kontrollforsøk for å sikre at tilsetningsstoffene ikke er giftige alene. For eksempel tolererer E. coli SDS i konsentrasjoner opptil 10 mM; B. subtilis er imidlertid mye mer følsom 31 . Derfor, når man arbeider med B. subtilis, kan ikke-toksiske konsentrasjoner av PVP (2 mM) tilsettes til ablasjonsvæsken for å oppnå 25 nmpartikler.
Laserablation i væsker sammen med etterbestråling kan brukes til å produsere nanopartikkelfordeler med et utvalg av dispersjoner og størrelser. Dette vil lette studier med forskjellige bakterier, metaller og til og med legeringer. Bruken av PLAL for nanopartikkelsyntese gir en ny metode for å utvikle antimikrobielle NP for å bekjempe den stadig voksende utfordringen av antibakteriell resistens.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Dette arbeidet ble støttet av National Science Foundation (NSF-priser CMMI-0922946 til DB, CMMI-1300920 til DB og S.O.M, og CMMI-1531789 til S.O'M., DB og EAK) og en Busch Biomedical Research Grant til EAK og 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).
