この作業は、細菌とその対応するナノ粒子を介してナトリウム タングステン酸およびナトリウム モリブデン酸マイクロ カプセル製造のためのプロトコルを示します。
手法、2 種類のマイクロ カプセル、タングステン酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム、2 つの金属酸化物の対応するナノ粒子を合成する細菌のミネラル排泄 (BME)-22 限り小さくされる旧 nm および後者 15 nm。我々 はタングステン酸、モリブデン酸のイオンの濃度細菌、シェワネラ藻類とPandoraea の sp、2 系統を供給しました。タングステン酸、モリブデン酸の濃度調整されたマイクロ カプセル長さ-直径比が異なる。分かったは高濃度より小さいナノ粒子だった。ナノ粒子で来ました 3 長さ-直径比: 10:1、3:1、1:1、高濃度、中濃度、低濃度と細菌をそれぞれ給餌によって達成されました。電子スキャン (SEM) 微小球を介して中空マイクロ カプセルの画像が撮影されました。結晶構造の x 線回折 (XRD) によって検証されました-ナ2MoO4であり、タングステン酸マイクロ カプセルの Na2WO4 Na2W2O7モリブデン酸マイクロ カプセルの結晶構造。すべてのこれらの合成に近い周囲条件下で達成されました。
金属酸化物ナノ粒子は、薬品配信1建設人工骨2、異質触媒作用3、電界放出4、5、太陽電池6ガス センサー7、悪用されるとリチウム電池8。実用的なアプリケーションのナノ ・ ミクロ組織の強度が重要です。微細構造、間中空殻構造は軽量で機械的に堅牢な材料9を作成する使用できます。中空殻構造体の球状の形状は、楕円図形よりもより硬いように知られています。後者は、旧10,11より大きい長さ-直径比。この作品はテンプレート合成法12を含む、他の方法とは対照的、周囲条件下で非毒性による細菌を介して球状マイクロ カプセルの合成のためのプロトコルを説明します超音波スプレー アシスト合成法13水熱合成法14。いくつかの代替方法を必要とするテンプレート12、いくつかとして高温度 500 ° C13として、いくつか高圧14。結果として得られる構造酵母テンプレートを利用したテンプレート合成法がもたらす、コア ・ シェル構造15、単一の壁の代わりに、大腸菌のテンプレートを利用した 1 つの生成と構造長さ-直径比 1.7:0.8、球状ではないと。16。
この作品では細菌の代謝を利用して単一の壁と周囲条件下で球形の金属酸化物のマイクロ カプセルにしました。細菌解糖、ブドウ糖、乳糖のような炭素源を代謝化学プロセスの炭素源はそこに生成された還元力の起源と見なされます。我々 は必要な端を達成するために炭素源の濃度を調整することによって細菌の代謝を操作しました。このメソッドは、環境に優しい、無毒のエージェントを使用して、はるかに少ない電力を消費します。最後に、このメソッドでは、単にスープの量の増加によってマイクロ カプセルの大量生産ができます。
、メソッドの前に鉱物を作る細菌の代謝を利用した別の 2 つの方法があった: 生物鉱化作用 (BIM)17および生物学的制御鉱化作用 (BCM)18を誘導します。BIM も BCM は、細菌のミネラル排泄 (BME)19として指定されている私たちのプロセスのようなタングステン酸マイクロ カプセルをタングステンおよびモリブデン酸ナトリウムを作るため使用ことができます。長さ-直径比率を 10:1 から 1:1 を持っているこの実験では、マイクロ カプセルの形状を制御できます、ナノ粒子のサイズ粒 15 に至るシェルを調整ことができますフォーム 110 nm nm。
実験結果の自己一貫性、に関する準備とモノクローナル抗体菌の増殖は重要です。実験の結果, 異なるテンプレート合成実験15,16、生理活性物質のグラム陰性菌を採用しました。単一の壁を取得するには、我々 は酵母15のような真核生物の細菌ではなく原核生物の細菌を選んだ。長さ-直径比が大きい長さ径比16ではなく、1:1 の球面形状を成し遂げるためには、私たちは供給細菌酸素酸イ オン濃度が高い球形の形に縮小する操作するマイクロ カプセルを作ってシングル、ラウンド、薄い壁 (< 30 nm)。
BME は、細菌の代謝を制御する酸素酸イ オン濃度を調整することで主に依存しているので、2 つの制限を備えています。まず、濃度をできるだけ高くする必要がありますが、酸素酸イ オン濃度は、溶解度によって制限されます。第二に、最も細菌の代謝は 45 ° C 以上の温度で停止または 5 ° C 以下、それぞれ上限と下限実験。
これらの 2 つの制限にもかかわらず、BME は、実用的な興味の金属酸化物材料を作るための大きな可能性を持っています。この主張を立証するために我々 は鉄マイクロ カプセルとジルコニウムのマイクロ カプセルにするこの方法を試してみるつもりです、人工骨の素材と薬物送達のための後者に良い候補者をされている元。
The authors have nothing to disclose.
番号最も 105-2221-E-011-008 を与えるこの作品に支えられて省、科学とテクノロジー、台湾、中華民国、下とも詳細 Connectek 株式会社によって契約の下で台北、台湾、中華民国数 RD Ref. 第 6749 と部 Ref. No. 011 を通じて、卒業電気光学エンジニア リング研究所、国立台湾大学の科学および技術。
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 |