Bu çalışma bir protokol üretimi için bakteri ve onların karşılık gelen nano tanecikleri ile sodyum tungstate ve sodyum molibdat microcapsules sunar.
Biz bir yöntem sunmak için iki tür microcapsules, sodyum tungstate ve sodyum molibdat ve iki metal oksitleri karşılık gelen nano tanecikleri sentezleme bakteriyel mineral boşaltım (BME), — 22 küçük olan eski nm ve ikinci 15 nm. Bakteriler, Shewanella yosun ve Pandoraea sp., iki soyu tungstate veya molibdat iyonları çeşitli konsantrasyonları ile beslenir. Tungstate ve molibdat konsantrasyonları farklı uzunluğu çap oranlarına microcapsules yapmak için ayarlandı. Biz bu yüksek konsantrasyon küçük nano tanecikleri bulunmuştur. Nano tanecikleri üç uzunluğu çap oranları ile geldi: 10: bakteri sırasıyla düşük konsantrasyon, orta boy bir konsantrasyon ve yüksek bir konsantrasyon ile besleyerek elde edildi 1 3:1 ve 1:1,. İçi boş microcapsules görüntüleri tarama elektron microsphere (SEM) alındı. Kristal yapılarını x-ışını kırınım (XRD) tarafından doğrulanmadı — fluorid microcapsules kristal yapısı Na2MoO4 ve bu tungstate microcapsules Na2WO4 Na2W2O7ile. Bu immobilizasyonu tüm çevre ortam koşul altında başarılı.
Metal oksit nano tanecikleri ilaç teslim1, inşaat yapay kemikler2, heterojen kataliz3, alan emisyon4,5, güneş hücreleri6, gaz sensörler7, istismar ve lityum piller8. Pratik uygulamalarda, hem nanocrystals hem de onların Mikroyapı mekanik gücü çok önemli. Microstructures arasında içi boş kabuk yapıları hafif, mekanik olarak sağlam malzeme9oluşturmak için kullanılabilir. İçi boş kabuk yapıları arasında küresel şekli bir ellipsoidal bir halde daha sert olduğu bilinmektedir; İkinci eski10,11daha büyük bir uzunluk çapı oranına sahip. Bu eser için bir non-toksik yöntemi’nin altında Şablon sentez yöntemi12de dahil olmak üzere alternatif yöntemler ile tezat bir ortam durumu ile bakteri ile küresel microcapsules sentezleme protokolünü açıklar, Ultrasonik sprey yoluyla sentez yöntemi13 ve hidrotermal yöntemi14. Alternatif yöntemlerden bazıları şablonları12, bazı yüksek bir sıcaklık 500 ° C13olarak ve bazı gerektiren bir yüksek basınç14. Elde edilen yapı gelince Maya şablonu kullanarak şablon sentez yöntemi hakkında bir çekirdek-kabuk yapısı15, bir tek bir duvar ile yerine getiriyor ve E. coli şablonu kullanan tek bir yapı ile üretir 1.7:0.8, uzunluğu çap oranı ve küresel değil. 16.
Bu çalışmada, metal oksit microcapsules tek bir duvar ile ve ortam bir koşul altında küresel şeklinin bakteri metabolizması sömürerek yaptık. Bakteriyel Glikoliz, glikoz ve laktoz, gibi karbon kaynakları metabolize kimyasal bir işlem içinde karbon kaynakları orada üretilen azaltılması güç kaynağı olarak kabul edilir. Biz bakteri metabolizması istenen biter ulaşmak için karbon kaynakları konsantrasyonu ayarlayarak manipüle. Bu yöntem, Çevre Dostu, non-toksik ajanlar kullanarak ve çok daha az elektrik güç tüketen olur. Son olarak, bu yöntem yalnızca suyu hacmi artırarak microcapsules seri üretim sağlar.
Yöntemi önce mineraller yapmak için bakteri metabolizması kullanan başka bir iki yöntem olmuştur: biyolojik olarak indüklenen Qafqaz (BIM)17 ve biyolojik olarak kontrollü Qafqaz (BCM)18. BIM de BCM sodyum tungstate ve fluorid tungstate microcapsules bakteriyel mineral boşaltım (BME)19belirlenmiş bizim işlem gibi yapmak kullanılabilir. Bu deneyde, microcapsules şeklinde bir uzunluğu çap oranı 10:1-1:1 için kontrol edilebilir ve nanoparçacık boyutunu oluşturan kabukları 15 arasında değişen ayarlanabilir tahıllar nm 110 nm.
Öz-tutarlılık ile ilgili deneysel sonuçlar, hazırlık ve monoklonal bakteri çoğalması önemlidir. Bu deney, şablon sentez deneyler15,16, farklı biyoaktif Ayagin Gram-negatif bakteri istihdam. Bir tek cidar elde etmek için biz prokaryotik bakteri maya15gibi ökaryotik bakteri yerine seçti. Küresel bir şekil 1:1, daha büyük bir uzunluk çap oranı16yerine bir uzunluğu çap oranı elde etmek için biz bakteri oxyanions bir çok daha yüksek konsantrasyon ile onları küresel şekle, daraltmak için doğru microcapsules yapmak beslenen bir tek, yuvarlak ve ince duvar ile (< 30 nm).
BME çoğunlukla bakteri metabolizması denetlemek için oxyanions konsantrasyonu ayarlama dayanıyor beri iki sınırlamalar bulunmaktadır. İlk olarak, oxyanions konsantrasyonu konsantrasyonu mümkün olduğu kadar yüksek olmalıdır rağmen çözünürlük ile sınırlıdır. İkinci, en bakteriyel metabolizmaya üzerinde 45 ° C sıcaklıkta duracak ya da altında 5 ° C, sırasıyla üst ve alt sınırlar deneyimiz sonucunda.
Bu iki sınırlamaları rağmen BME metal oksit malzeme pratik ilgi yapımı için büyük potansiyele sahiptir. Bu iddiayı kanıtlamak için zirkonyum microcapsules ve demir microcapsules yapmak için bu yöntemi denemek için gidiyoruz — eski yapay kemikler için malzeme ve ikincisi ilaç dağıtım için iyi bir aday olmak.
The authors have nothing to disclose.
Bu eser Bakanlığı bilim ve teknoloji, Tayvan, Çin Cumhuriyeti, tarafından desteklenmektedir küçük sayı en 105-2221-E-011-008 vermek ve aynı zamanda gelişmiş-Connectek A.ş. tarafından Taipei, Tayvan, ROC sözleşme altında numara RD Ref. No 6749 ve bölümü Ref. No 011 ile Mezun elektro-optik İTÜ Enerji Enstitüsü, Ulusal Tayvan Üniversitesi bilim ve teknoloji.
LB(Lennox)broth with agar tablets | Sigma-Aldrich | L7075 | 1 tablet for 50 mL broth with agar |
LB (Lennox) broth | Sigma-Aldrich | L3022-1KG | LB (Lennox) powder 1 kg |
Dextrose anhydrous | Nihon Shiyaku Reagent | PL 78695 | glucose |
Sodium Tungstate | Nihon Shiyaku Reagent | PL 76050 | Na2WO4 · 2H2O |
Sodium Molybdate | Nihon Shiyaku Reagent | PL103564 | Na2MoO4 · 2H2O |
Sodium Chloride | Nihon Shiyaku Reagent | PL 68131 | NaCl |
Ethanol 99.5% | Acros organics | AC615090040 | CH3CH2OH |
Water | Made in our university | de-ionlized water | |
Autoclave | Tomin Medical Equipmenco, Ltd., Taipei City, Taiwan, ROC | TM-329 | heat to 120 °C for 10 min |
Centrifuge | Digit System Laboratory System, New Taipei City, Taiwan, ROC | DSC302SD | centrifuge at 2025 x g |
-80 °C Refrigerator | Panasonic | MDF-U3386S | Use to deep-freeze cryopreserve strain |
Ultrasonic Homogenizer Sonicator Processor Cell Disruptor | Lenox | UPS-150 | frequency 20 KHz power 150 W |
Incubator | Customer made | custom made | heat to 40 °C or cool to 18 °C with time cotrol |
Reciprocal shaking baths | Kingtech Scientific Co., Ltd | WBS-L | |
Digital Stirring Hot Plate | Corning | #6797-620D | use with PTFE magnetic stirring bar |
Biosafety cabinet | Zong Yen co., LTD | ZYBH-420 | All bacteria related process are done here |
Scanning electron microscope | JEOL | JSM-6500F | SEM Images |
50 mL centrifudge tube | Falcon | 14-432-22 | |
15 mL centrifudge tube | Falcon | 14-959-53A | |
Laboratory bottle 100 mL | Duran | 21 801 24 5 | |
Laboratory bottle 500 mL | Duran | 21 801 44 5 | |
Stainless steel spatula | Chemglass | CG-1981-10 | |
PTFE Disposable Stir Bars | Fisher | S68066 | |
Plastic Petri Dishes | Fisher | S33580A | |
Shewanella algae | Courtesy of author #3 | Courtesy of author #3 | |
Pandoraea sp. | Courtesy of author #3 | Courtesy of author #3 |