철 산화물 나노 입자와 기능화 자기 세균 Nanocellulose의 제작
Summary
Here, we present a protocol to make a bacterial nanocellulose (BNC) magnetic for applications in damaged blood vessel reconstruction. The BNC was synthesized by G. xylinus strain. On the other hand, magnetization of the BNC was realized through in situ precipitation of Fe2+ and Fe3+ ferrous ions inside the BNC mesh.
Abstract
본 연구에서는, 박테리아의 Gluconacetobacter xylinus 의해 생산 세균 nanocellulose (BNC)의 합성 및 자성 박테리아 nanocellulose (MBNC)을 수득 산화철 나노 입자 (IONP) (4의 Fe 3 O)와 동일계 함침. MBNC의 합성은 정확하고 설계된 다단계 공정이다. 간단히, 박테리아 nanocellulose은 (BNC) 펠리클이 유지 G.에서 형성된다 크기와 형태의 우리의 실험 요구 사항에 따라 xylinus 변형. 철 (III) 클로라이드 헥사 하이드레이트 (의 FeCl3 · 6H 2 O)과이 철 (II) 클로라이드 수화물 (50ml을 2 · 4H 2 O) 용액 : 1의 몰비로 준비하여 탈산 소화 고순도 물로 희석한다. BNC 펠리클이어서 반응물 용기에 도입된다. 이 혼합물을 침전 적하하여 교반 한 후, 첨가되는 실리콘 오일 욕 암모늄 하이드 록 사이드 (14 %)에서 80 ° C로 가열철은 BNC 메쉬에 이온. 이 마지막 단계는 BNC 펠리클에 자기 특성을 부여하는 박테리아 nanocellulose 메쉬 내부 현장 마그네타이트 나노 입자 (O 4의 Fe 3)에 형성 허용한다. 독성 분석은 BNC-IONP 펠리클의 생체 적합성을 평가하기 위해 사용되었다. 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)의 생체 적합성을 향상시키기 위해 IONPs을 커버하는데 사용되었다. 주사 전자 현미경 (SEM) 이미지는 IONP가 BNC 매트릭스의 공간을 인터레이스 피 브릴에 우선적으로 위치했지만, 그들 중 일부는 또한 BNC 리본을 따라 발견 된 것으로 나타났다. MBNC에서 수행 자기 현미경 측정은 MBNC의 박막의 자기 특성을 확인, 높은 약한 강도의 자기장이 존재 자구를 발견했습니다. 이 연구에서 얻어진 영률 값이 이전의 연구에서 여러 가지 혈관보고 그와 잘 일치도이다.
Introduction
bacterian nanocellulose (BNC)도 Gluconacetobacter의 xylinus라고도 아세토 xylinum 균주에 의해 합성하고, 정치 배양 동안 공기 – 액체 계면에서 필름 또는 펠리클의 형태로 증착된다. 이러한 BNC의 펠리클은 재배 용기의 형태를 채용하고, 그 두께는 배양의 일수에 의존한다. A.을 xylinus 중합 후속 결정화 과정 셀룰로오스 마이크로 피 브릴의 합성 배지 중의 글루코스를 사용한다. 글루코오스 잔기의 중합은 사슬 글루칸은 세포 외피 분산 단일 기공 압출 박테리아 세포 막에서 수행된다. 셀룰로오스 마이크로 피 브릴의 결정화는 H-1 본딩 시트의 적층이어서 반 데르 발스 결합하여 글루칸 체인 시트의 형성, 세포 외 공간에서 일어난다.
자석BNC 매트릭스 집적 IC 나노은 동맥 벽의 손상된 부위에서 자성 나노 입자를 포함하는 지시 및 평활근 세포를 한정하는 데 필요한 힘 (SMCs)을 증가시키기 위하여 외부 자기장에 의해 쉽게 조작 될 수있다. 이 전략은 SMCs 떨어진 다른 조직에서 유지하고, 혈류에 의해 가해진 힘에 대항 장소에서 세포를 유지한다. SMCs 그들이 중막이 주로있는 풍부한 층을 형성하는 혈관의 vasoelasticity에 중요한 역할을하는 것으로 밝혀졌다.
MBNC의 합성에 사용 된 방법은 BNC 펠리클을 침지하고, 80 ℃에서 철 (III) 클로라이드 수화물 및 철 (II) 클로라이드 수화물의 용액에 교반 포함한다. 수산화 암모늄은 BNC 메쉬 내부에 산화철 나노 입자를 형성하기 위해 첨가된다. 수산화 암모늄의 첨가는 블랙 오렌지색의 용액의 색상을 변경한다. 함께 BNC 피 브릴을 따라 IONPs 컴팩트불균일 한 분포의.
이 프로토콜은 누락, 손상 또는 부상 작은 직경의 혈관을 대체 사용하기위한 것입니다 우리가 자기 박테리아 nanocellulose (MBNC)라는 이름의 한 세균 nanocellulose 자성 나노 입자 박막, 설계에 초점을 맞추고있다. HS Barud 동료 최근 PEG 및 초상 자성 산화철 나노 입자 (3)의 안정한 수성 분산액 BNC의 펠리클을 혼합하여 BNC 기반 플렉시블 자기 종이를 생산하는 유사한 연구를 발표했다. 여기, 우리는 박테리아 셀룰로오스의 생산 및 자성 나노 입자와 현장에서의 함침을 설명합니다. 하나의 DNA 가닥 나누기의 검출에 기초하여 세포 독성 분석은 BNC와 MBNC 펠리클의 생체 적합성을 테스트하기 위해 사용되었다.
Protocol
Representative Results
Discussion
의 BNC 펠리클의 두께 및 크기를 쉽게 배양 시간과 정적 배양 중에 성장시킨 플라스크의 크기를 변경함으로써 조작 될 수있다. 의 BNC의 microproperties, 예컨대 기공률 같이, 정적 배양에서의 산소 비율을 변화시킴으로써 변경 될 수있다. 높은 산소 농도는 BNC 11 강하다 얻을. A. 보댕 및 동료 G. 발효 과정에서 100 %의 산소 분위기에서 산소의 산소 비율을 변화시킴으로써 880mm 수은 최대 파?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was funded by Department of Defense under contract No. W81XWH-11-2-0067
Materials
| Glucoacetobacter Xylinus | ATCC | 700178 | |
| Agar | Sigma Aldrich | A1296-500G | |
| D-Mannitol Bioxtra | Sigma Aldrich | M9546-250G | |
| Yeast Extract | BD Biosciences | 212750 | |
| Bacteriological Peptone | Sigma Aldrich | P0556 | |
| Sodium Hydroxide, 50% Solution In Water | Sigma Aldrich | 158127-100G | |
| Iron(III) Chloride Hexahydrate | Sigma Aldrich | 236489-100G | |
| Ammonium Hydroxide | Macron Fine Chemicals | 6665-46 | |
| Poly(Ethylene Glycol), Average Mn 400 | Sigma Aldrich | 202398-250G | |
| Iron (II) chloride tetrahydrate | Sigma Aldrich | 44939-250G | |
| Disposable petri dish | Sigma Aldrich | BR452000 | |
| Disposable Inoculating Loop | Fisher Scientific | 22-363-604 | |
| Anhydrous Calcium Sulfate | W.A. Hammond Drierite | 13001 | |
| High vacuum grease | Sigma Aldrich | Z273554-1EA | |
| Laboratory pipetting needle with 90° blunt ends | Sigma Aldrich | CAD7937-12EA | |
| pH test strips | Sigma Aldrich | P4786-100EA | |
| Round-bottom three neck angle type distilling flask | Sigma-Aldrich | CLS4965250 | |
| Silicone oil for oil baths | Sigma-Aldrich | 85409-250ML | |
| Drying Tube | Chemglass | CG-1295-01 | |
| Septum Stopper, Sleeve Type | Chemglass | CG-3022-98 | |
| Magnetic stir bar | Chemglass | CG-2001-05 | |
| Condenser | Chemglass | CG-1218-01 | |
| Temperature Controller | BriskHeat | SDC120JC-A | |
| Stirring Hotplate | Fisher Scientific | 11-100-49SH | |
| Comet Assay Kit | Trevigen | 4250-050-K | |
| SYBR Gold Nucleic Acid Gel Stain | Life Technologies | S-11494 | |
| bio-AFM | JPK Instruments | NanoWizard 4a BioScience AFM | |
| Nanoindenter | Micro Materials Ltd | Multi-module mechanical tester | |
| Scanning electron microscopy (SEM) | Hitachi High Technologies America | Hitachi S-4800 | |
References
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