접선 흐름 Ultrafiltration : 콜로이드 실버 나노 입자의 크기 선택과 집중을위한 "그린"방법
Summary
접선 흐름 ultrafiltration (TFU)는 biosamples의 무게 기반의 분리에 사용되는 재순환 방식입니다. TFU는 크기를 선택합니다 (1-20 nm 정도의 직경)에 적응하고 높은 polydisperse 실버 나노 입자의 큰 볼륨 (15.2 μg의 ML 4 L을 집중했다<sup> -1</sup8,539.9 μg의 ML의> 4 다운 ML<sup> -1</sup>) 최소한의 집합이 있습니다.
Abstract
현재, AgNPs이 광범위하게 자신의 강력한 항균 특성으로 인해 소비자 제품, 1 물 소독제, 2 치료학, 1, 3, 생물 의학 장치 (4)의 제조에 사용됩니다. 3-6이 nanoparticle 응용 프로그램을 강력하게 AgNP 크기와 집합 상태에 의해 영향을받습니다 . 많은 도전 제어 제조 7 캡핑 / 대리인 또는 유기 용제를 안정화 화학적으로 공격적인에서 무료로 제공되는 unfunctionalized, 동질 AgNPs의 크기 기반 격리 4,8에 존재합니다. 7-13 제한이 시약의 독성에서 높은 비용을 등장하거나 감소 AgNP 합성 또는 분리 방법 (예를 들어, 원심 분리, 크기에 따라 달라 용해도, 크기 배제 크로마토 그래피 등)의 효율성. 10,14-18이를 극복하기 위해, 우리는 최근 TFU 더 큰 크기, 농도 제어 등을 허용 것을 보여 주었다 크 레이튼 AgNPs (300 집계 상태같은 ultracentrifugation 등의 절연이 기존의 방법보다 198.7 μg ML -1)의 15.3 μg ML -1의 ML 다운 10 ML. 19
TFU은 일반적으로 단백질, 바이러스, 세포의 무게 기반의 절연에 사용되는 재순환 방식입니다. 간단히 20,21, 액체 샘플 KD 1,000에서 10 KD에 이르기까지 다양한 기공 크기와 중공 섬유 멤브레인의 일련을 통해 전달됩니다. 큰 성분은 (retentate) 유지하는 동안 예제에서 작은 중지 또는 해산 성분은 (여과) 용매와 함께 다공성 장벽을 전달합니다. TFU이가도 손해 샘플을로 "녹색"방법으로 간주하거나 독성 초과 시약 및 부산물을 제거 할 추가는 용매 필요 할 수 있습니다. 모두 소수성과 친수성 필터를 사용할 수 있습니다대로 또한, TFU은 나노 입자의 다양한 적용 할 수 있습니다.
본 연구의 두 가지 주요 목표는 있었다 : 1) 설명하기초대 비디오 경험과 2를 통해 TFU 접근 방식의 실험 부분)은 콜로이드 나노 입자와 retentate의 작은 볼륨의 큰 볼륨에 대한 TFU 방법의 타당성을 입증합니다. 첫째, unfuctionalized AgNPs는 (4 L, 15.2 μg ML -1) NaBH 4 AgNO 3의 감소에 의해 잘 알려진 크 레이튼 방법 22,23을 사용하여 합성 하였다. AgNP polydispersity는 두개를 100 KD (200cm 2, 20cm 2) 필터에 의해 다음 AgNPs 및 AgNP-집계 큰 50 나노 미터를 제거하기 위해 50 나노 필터를 (460cm 2)를 사용하여 3 단계 TFU을 통해 최소화 된 AgNPs을 집중합니다. 대표 샘플은 전송 전자 현미경, UV-VIS 흡수 분광 광도법, 라만 분광법 및 유도 결합 플라즈마 광 방출 분광법을 사용하여 특징되었습니다. 최종 retentate이 높은 농축 (4 ML, 8,539.9 μg ML -1) 아직 통합과 균일 겸손한으로 구성직경 1-20 nm의 AgNPs. 이 62 % 정도의 실버 농도 수율에 해당합니다.
Protocol
Discussion
UV-VIS 흡수 분광 광도법 및 콜로이드 AgNPs의 라만 분광학
이곳은 콜로이드의 흡수 스펙트럼의 표면 plasmon 공명 봉우리의 수는 AgNPs 증가 대칭으로 감소하는 것으로 알려져 있습니다. 또한, AgNP 집계는 광범위한이나 붉은 이동 봉우리의 모양이 생깁니다. 25,26은 394 nm의에서 단일 샤프하고 대칭 SPR 피크의 존재가 적당한 집계 및 크기 분포의 작은 구형 AgNPs을 나타내는 것입?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
엔지니어링 및 LEADER 컨소시엄 프로그램에 NUE을 통해 국립 과학 재단 (National Science Foundation)의 자금 지원은 굉장히 인정됩니다.
Materials
| Silver nitrate (AgNO3) | Acros Organics Inc. | CAS: 7761-88-8 | |
| Sodium borohydride (NaBH4) | Acros Organics Inc. | CAS: 16940-66-2 | |
| Nitric acid (HNO3, Optima) | Fisher Scientific Inc. | A467-1 | Trace metal grade for ICP analysis |
| 10,000 μg ml-1 silver standard, EnviroConcentrate | Ultra Scientific | US-IAA-047 | |
| KrosFlo Research IIi Tangential Flow Filtration System | Spectrum Laboratories Inc. | SYR2-U20-01N | |
| 0.05 μm PS (0.5 mm) 460 cm2 | Spectrum Laboratories Inc. | X30S-900-02N | |
| Midi 100 kD PS 200 cm2 | Spectrum Laboratories Inc. | X3-100S-901-02N | |
| Micro100 kD PS 20 cm2 | Spectrum Laboratories Inc. | X1AB-300-10N | |
| MasterFlex C-Flex tubing L/S Size 17 | Cole-Palmer Instrument Co. | 06424-17 | |
| MasterFlex C-Flex tubing L/S Size 14 | Cole-Palmer Instrument Co. | 06424-14 | |
| Cary 50 UV-VIS-NIR spectrophotometer | Varian Inc. | ||
| LabRam HR 800 system | Horiba Jobin Yvon Inc. | ||
| Varian 710ES ICP-OES | Varian Inc. |
Table 1. Specific reagents and equipment.
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