Tangentiële stroming ultrafiltratie (TFU) is een recirculatie methode voor het gewicht gebaseerde scheiding van biosamples. TFU werd aangepast op maat-select (1-20 nm diameter) en zeer geconcentreerd een grote hoeveelheid polydisperse zilveren nanodeeltjes (4 L van 15,2 ug ml<sup> -1</sup> Tot 4 ml 8,539.9 ug ml<sup> -1</sup>) Met minimale aggregatie.
Tegenwoordig worden AgNPs veel gebruikt in de vervaardiging van consumentenproducten, 1 water ontsmettingsmiddelen, 2 therapeutica, 1, 3 en biomedische apparaten 4 als gevolg van hun krachtige antimicrobiële eigenschappen. Drie-zes Deze nanodeeltjes toepassingen worden sterk beïnvloed door de AgNP grootte en aggregatietoestand . Vele problemen bestaan in de gecontroleerde vervaardiging 7 en grootte gebaseerde isolatie van 4,8 gefunctionaliseerde homogene AgNPs die vrij zijn van agressieve aftopping / stabilisatoren of organische oplosmiddelen. 7-13 beperkingen voortvloeien uit de toxiciteit van reagentia, hoge kosten of verlaagd efficiency van de AgNP synthese of isolatiemethoden (bijvoorbeeld centrifugatie, grootte-afhankelijke oplosbaarheid, size-exclusion chromatografie, enz.). 10,14-18 Daarom maken we recent aangetoond dat TFU meer controle over de grootte, de concentratie en maakt aggregatietoestand van Creighton AgNPs (300ml van 15,3 ug ml-1 tot 10 ml van 198,7 ug ml-1) dan met conventionele methoden van isolatie zoals ultracentrifugatie 19.
TFU is een recirculatie gebruikelijke methode voor het gewicht gebaseerde isoleren van eiwitten, virussen en cellen. 20,21 kort het vloeibare monster wordt door een reeks van holle vezelmembranen met poriegrootte tussen 1.000 kD tot 10 kD. Kleinere gesuspendeerd of opgelost in het monster samen door het poreuze barrière met het oplosmiddel (filtraat), terwijl de grotere bestanddelen behouden (retentaat). TFU kan worden beschouwd als een "groen"-methode omdat het geen schade toebrengt aan het monster, noch vereist extra oplosmiddel aan giftige overtollige reagentia en bijproducten te elimineren. Bovendien kan TFU worden toegepast op een grote verscheidenheid van nanodeeltjes als zowel hydrofobe als hydrofiele filters zijn.
De twee belangrijkste doelstellingen van dit onderzoek waren: 1) om te illustrerende experimentele aspecten van de TFU aanpak door middel van een uitnodiging video-ervaring en 2) om de haalbaarheid van de TFU methode voor grotere volumes van colloïdale nanodeeltjes en kleinere hoeveelheden retentaat aan te tonen. Eerste unfuctionalized AgNPs (4 L, 15,2 ug ml-1) werden gesynthetiseerd met behulp van gevestigde methode Creighton 22,23 door reductie van AgNO 3 met NaBH4. AgNP polydispersiteit werd geminimaliseerd via een 3-traps TFU met een 50 nm-filter (460 cm 2) en AgNPs AgNP-aggregaten groter dan 50 nm, gevolgd door twee 100-kD (200 cm 2 en 20 cm 2) filters verwijderen de AgNPs concentreren. Representatieve monsters werden gekarakteriseerd met transmissie-elektronenmicroscopie, UV-Vis absorptiespectrofotometrie, Raman spectroscopie, en inductief gekoppeld plasma optische emissie spectroscopie. De uiteindelijke retentaat bestond uit sterk geconcentreerde (4 ml, 8,539.9 ug ml -1) nog laag geaggregeerde en homogeneAgNPs van 1-20 nm in diameter. Dit komt overeen met een zilverconcentratie opbrengst van ongeveer 62%.
UV-Vis absorptie spectrofotometrie en Raman Spectroscopie van Colloïdaal AgNPs
Het is bekend dat het aantal oppervlakplasmaresonantie pieken in het absorptiespectrum van een colloïde afneemt als de symmetrie van de AgNPs toeneemt. Bovendien AgNP aggregatie leidt tot het verschijnen van breder of rood-verschoven pieken. 25,26 De aanwezigheid van een enkele scherpe symmetrische piek bij SPR 394 nm indicatief is voor kleine, bolvormige AgNPs van matige aggregatie en grootteverdeling. …
The authors have nothing to disclose.
De financiering van de National Science Foundation door de NUE in Engineering en het LEADER-Consortium Programma's wordt dankbaar erkend.
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.