Name: production of metal nanoparticles by pulsed laser-ablation in liquids: a tool for studying the antibacterial properties of nanoparticles
Uploaded: 2017-06-02T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door de National Science Foundation (NSF toekenning CMMI-0922946 naar DB, CMMI-1300920 naar DB en S.O.M, en CMMI-1531789 naar S.O.M., DB en EAK) en een Busch Biomedisch Onderzoek Grot aan EAK en S.O&#39;M.

1. Focus op de Nanosecond Laser en Meet Fluence <ol><li> Monteer de ablatie-inrichting door een magnetische roerbalk en een poreus ablatie-stadium in een 50 ml glazen beker te plaatsen. OPMERKING: De ablatiefase bestaat uit een 3,81 cm diameter, 1,6 mm dik roestvrijstalen platform met tien gaten van 0,65 cm diameter en zes gaten van 0,50 cm diameter, geboord in het in figuur 1 geïllustreerde patroon. Het doel van deze gaten is om de vloeistof over het doel te late...

<ol>
	<li>Amendola, V., Meneghetti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+controls+the+composition+and+the+structure+of+nanomaterials+generated+by+laser+ablation+in+liquid+solution?.">What controls the composition and the structure of nanomaterials generated by laser ablation in liquid solution?.</a> Phys Chem Chem Phys. 15 (9), 3027-3046 (2013).</li><li>Anastas, P., Eghbali, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+chemistry:+principles+and+practice.">Green chemistry: principles and practice.</a> Chem Soc Rev. 39 (1), 301-312 (2010).</li><li>Mafune, F., Kohno, J. Y., Takeda, Y., Kondow, T., Sawabe, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+Gold+Nanoparticles+by+Laser+Ablation+in+Aqueous+Solution+of+Surfactant.">Formation of Gold Nanoparticles by Laser Ablation in Aqueous Solution of Surfactant.</a> J Phys Chem B. 105 (22), 5114-5120 (2001).</li><li>Rao, S. V., Podagatlapalli, G. K., Hamad, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+laser+ablation+in+liquids+for+nanomaterials+and+applications.">Ultrafast laser ablation in liquids for nanomaterials and applications.</a> J Nanosci Nanotechnol. 14 (2), 1364-1388 (2014).</li><li>Tsuji, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+silver+nanoparticles+by+laser+ablation+in+polyvinylpyrrolidone+solutions.">Preparation of silver nanoparticles by laser ablation in polyvinylpyrrolidone solutions.</a> Appl Surf Sci. 254 (16), 5224-5230 (2008).</li><li>Zeng, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomaterials+via+laser+ablation/irradiation+in+liquid:+a+review.">Nanomaterials via laser ablation/irradiation in liquid: a review.</a> Adv Funct Mater. 22 (7), 1333-1353 (2012).</li><li>Naddeo, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibacterial+Properties+of+Nanoparticles:+A+Comparative+Review+of+Chemically+Synthesized+and+Laser-Generated+Particles.">Antibacterial Properties of Nanoparticles: A Comparative Review of Chemically Synthesized and Laser-Generated Particles.</a> Adv. Sci. Eng. Med. 7 (12), 1044-1057 (2015).</li><li>Elsayed, K. A., Imam, H., Ahmed, M. A., Ramadan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+focusing+conditions+and+laser+parameters+on+the+fabrication+of+gold+nanoparticles+via+laser+ablation+in+liquid.">Effect of focusing conditions and laser parameters on the fabrication of gold nanoparticles via laser ablation in liquid.</a> Opt. &amp; Laser Tech. 45, 495-502 (2013).</li><li>Kabashin, A. V., Meunier, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+colloidal+nanoparticles+during+femtosecond+laser+ablation+of+gold+in+water.">Synthesis of colloidal nanoparticles during femtosecond laser ablation of gold in water.</a> J Appl Phys. 94 (12), 7941-7943 (2003).</li><li>Nichols, W. T., Sasaki, T., Koshizaki, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+ablation+of+a+platinum+target+in+water+I.+Ablation+mechanisms.">Laser ablation of a platinum target in water I. Ablation mechanisms.</a> J Appl Phys. 100 (11), 114911 (2006).</li><li>Povarnitsyn, M. E., Itina, T. E., Levashov, P. R., Khishchenko, K. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+nanoparticle+formation+by+ultra-short+laser+ablation+of+metals+in+liquid+environment.">Mechanisms of nanoparticle formation by ultra-short laser ablation of metals in liquid environment.</a> Phys Chem Chem Phys. 15 (9), 3108-3114 (2013).</li><li>Mortazavi, S. Z., Parvin, P., Reyhani, A., Golikand, A. N., Mirershadi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Laser+Wavelength+at+IR+(1064+nm)+and+UV+(193+nm)+on+the+Structural+Formation+of+Palladium+Nanoparticles+in+Deionized+Water.">Effect of Laser Wavelength at IR (1064 nm) and UV (193 nm) on the Structural Formation of Palladium Nanoparticles in Deionized Water.</a> J Phys Chem C. 115 (12), 5049-5057 (2011).</li><li>Kim, J., Reddy, D. A., Ma, R., Kim, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+laser+wavelength+and+fluence+on+palladium+nanoparticles+produced+by+pulsed+laser+ablation+in+deionized+water.">The influence of laser wavelength and fluence on palladium nanoparticles produced by pulsed laser ablation in deionized water.</a> Solid State Sci. 37, 96-102 (2014).</li><li>Mortazavi, S. Z., Parvin, P., Reyhani, A., Mirershadi, S., Sadighi-Bonabi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+various+carbon+nanostructures+in+water+using+IR/UV+laser+ablation.">Generation of various carbon nanostructures in water using IR/UV laser ablation.</a> J Phys D: Appl Phys. 46 (16), 165303 (2013).</li><li>Hunter, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+active+mixed-metal+nanosheet+water+oxidation+catalysts+made+by+pulsed-laser+ablation+in+liquids.">Highly active mixed-metal nanosheet water oxidation catalysts made by pulsed-laser ablation in liquids.</a> J Am Chem Soc. 136 (38), 13118-13121 (2014).</li><li>Momma, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short-pulse+laser+ablation+of+solid+targets.">Short-pulse laser ablation of solid targets.</a> Opt Commun. 129 (1), 134-142 (1996).</li><li>Sonntag, S., Roth, J., Gaehler, F., Trebin, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Femtosecond+laser+ablation+of+aluminium.">Femtosecond laser ablation of aluminium.</a> Appl Surf Sci. 255 (24), 9742-9744 (2009).</li><li>Yamashita, Y., Yokomine, T., Ebara, S., Shimizu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+transport+analysis+for+femtosecond+laser+ablation+with+molecular+dynamics-two+temperature+model+method.">Heat transport analysis for femtosecond laser ablation with molecular dynamics-two temperature model method.</a> Fusion Eng Des. 81 (8), 1695-1700 (2006).</li><li>Zhigilei, L. V., Lin, Z., Ivanov, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomistic+modeling+of+short+pulse+laser+ablation+of+metals:+connections+between+melting,+spallation,+and+phase+explosion.">Atomistic modeling of short pulse laser ablation of metals: connections between melting, spallation, and phase explosion.</a> J Phys Chem C. 113 (27), 11892-11906 (2009).</li><li>Schmidt, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lasers+in+Manufacturing+2011+-+Proceedings+of+the+Sixth+International+WLT+Conference+on+Lasers+in+Manufacturing+Metal+Ablation+with+Short+and+Ultrashort+Laser+Pulses.">Lasers in Manufacturing 2011 - Proceedings of the Sixth International WLT Conference on Lasers in Manufacturing Metal Ablation with Short and Ultrashort Laser Pulses.</a> Physics Procedia. 12, 230-238 (2011).</li><li>Azam, A., Ahmed, A. S., Oves, M., Khan, M. S., Memic, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size-dependent+antimicrobial+properties+of+CuO+nanoparticles+against+Gram-positive+and-negative+bacterial+strains.">Size-dependent antimicrobial properties of CuO nanoparticles against Gram-positive and-negative bacterial strains.</a> Int. J. Nanomed. 7, 3527-3535 (2012).</li><li>Ivask, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size-dependent+toxicity+of+silver+nanoparticles+to+bacteria,+yeast,+algae,+crustaceans+and+mammalian+cells+in+vitro.">Size-dependent toxicity of silver nanoparticles to bacteria, yeast, algae, crustaceans and mammalian cells in vitro.</a> PLoS One. 9 (7), e102108 (2014).</li><li>Kim, T. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size-dependent+cellular+toxicity+of+silver+nanoparticles.">Size-dependent cellular toxicity of silver nanoparticles.</a> J Biomed Mater Res A. 100 (4), 1033-1043 (2012).</li><li>Raghupathi, K. R., Koodali, R. T., Manna, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size-dependent+bacterial+growth+inhibition+and+mechanism+of+antibacterial+activity+of+zinc+oxide+nanoparticles.">Size-dependent bacterial growth inhibition and mechanism of antibacterial activity of zinc oxide nanoparticles.</a> Langmuir. 27 (7), 4020-4028 (2011).</li><li>Plech, A., Kotaidis, V., Gresillon, S., Dahmen, C., von Plessen, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-induced+heating+and+melting+of+gold+nanoparticles+studied+by+time-resolved+x-ray+scattering.">Laser-induced heating and melting of gold nanoparticles studied by time-resolved x-ray scattering.</a> Phys Rev B. 70 (19), 195423 (2004).</li><li>Takami, A., Kurita, H., Koda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-Induced+Size+Reduction+of+Noble+Metal+Particles.">Laser-Induced Size Reduction of Noble Metal Particles.</a> J Phys Chem B. 103 (8), 1226-1232 (1999).</li><li>Kamat, P. V., Flumiani, M., Hartland, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Picosecond+Dynamics+of+Silver+Nanoclusters.+Photoejection+of+Electrons+and+Fragmentation.">Picosecond Dynamics of Silver Nanoclusters. Photoejection of Electrons and Fragmentation.</a> J Phys Chem B. 102 (17), 3123-3128 (1998).</li><li>Yamada, K., Tokumoto, Y., Nagata, T., Mafune, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+laser-induced+size-reduction+of+gold+nanoparticles+as+studied+by+nanosecond+transient+absorption+spectroscopy.">Mechanism of laser-induced size-reduction of gold nanoparticles as studied by nanosecond transient absorption spectroscopy.</a> J Phys Chem B. 110 (24), 11751-11756 (2006).</li><li>Pecora, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Light+Scattering+Measurement+of+Nanometer+Particles+in+Liquids.">Dynamic Light Scattering Measurement of Nanometer Particles in Liquids.</a> J. Nanoparticle Res. 2 (2), 123-131 (2000).</li><li>Pyrz, W. D., Buttrey, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+size+determination+using+TEM:+a+discussion+of+image+acquisition+and+analysis+for+the+novice+microscopist.">Particle size determination using TEM: a discussion of image acquisition and analysis for the novice microscopist.</a> Langmuir. 24 (20), 11350-11360 (2008).</li><li>Ratti, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Irradiation+with+visible+light+enhances+the+antibacterial+toxicity+of+silver+nanoparticles+produced+by+laser+ablation.">Irradiation with visible light enhances the antibacterial toxicity of silver nanoparticles produced by laser ablation.</a> Appl Phys A. 122 (4), 1-7 (2016).</li><li>Sajti, C. L., Sattari, R., Chichkov, B. N., Barcikowski, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gram+Scale+Synthesis+of+Pure+Ceramic+Nanoparticles+by+Laser+Ablation+in+Liquid.">Gram Scale Synthesis of Pure Ceramic Nanoparticles by Laser Ablation in Liquid.</a> J Phys Chem C. 114 (6), 2421-2427 (2010).</li><li>Streubel, R., Barcikowski, S., Gokce, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+multigram+nanoparticle+synthesis+by+high-power,+high-repetition-rate+ultrafast+laser+ablation+in+liquids.">Continuous multigram nanoparticle synthesis by high-power, high-repetition-rate ultrafast laser ablation in liquids.</a> Opt Lett. 41 (7), 1486-1489 (2016).</li><li>Streubel, R., Bendt, G., Gokce, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pilot-scale+synthesis+of+metal+nanoparticles+by+high-speed+pulsed+laser+ablation+in+liquids.">Pilot-scale synthesis of metal nanoparticles by high-speed pulsed laser ablation in liquids.</a> Nanotechnology. 27 (20), 205602 (2016).</li></ol>

Reproduceerbare antimicrobiële effecten van NP&#39;s vereisen een consistente productie van NP&#39;s met gelijke grootte en concentraties. Daarom is het van cruciaal belang om laserparameters te standaardiseren, inclusief fluentie, golflengte en pulsduur. Hoewel dynamische lichtverstrooiing een makkelijke en snelle methode is om NP-grootte te schatten, is de juiste verdeling van de grootteverdeling door middel van nauwkeurige kwantificering van de grootteverdeling vereist. Aangezien elke laserbundel verschillende kenme...

Nanopartikels (NP&#39;s) worden in het algemeen gedefinieerd als deeltjes die ten minste één dimensie hebben die minder dan 100 nm lang is. Traditionele chemische NP synthesemethoden vereisen meestal gevaarlijke reductiemiddelen, zoals borohydriden en hydrazines. In tegenstelling tot is laserablatie van vaste metalen doelen gedompeld in een vloeibaar medium (gepulseerde laserablatie in vloeistoffen - PLAL) een milieuvriendelijke route voor NP synthese die voldoet aan alle 12 van de principes van groene chemie 1 , 2 . In PLAL wordt een ondergedompeld metalen doel bestraald door herhaalde laserpulsen. Aangezien de laser het doel ablateert, wordt een dichte pluim van atoomclusters en damp vrijgegeven in het vloeibare medium waarin NP&#39;s snel samenvloeien. NP&#39;s geproduceerd door PLAL zijn fijn gedispergeerd in een waterig medium en de grootte, polydispersiteit en samenstelling van de NP&#39;s kunnen gemakkelijk worden geregeld door het variëren van de waterige ablatie vloeistof alsmede laserparenAmeters 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 . De eigenschappen van nanodeeltjes kunnen worden afgesteld door een aantal laserparameters aan te passen, waaronder: fluentie, golflengte en pulsduur (in referentie 7 beoordeeld). Laservloeistof wordt berekend als de pulsergie gedeeld door het gebied van de laserpunt op het doeloppervlak. De precieze effecten van fluentie op de grootte en polydispersiteit van NP&#39;s zijn een beetje controversieel. In het algemeen is aangetoond dat voor &#39;lange&#39; en &#39;ultra-korte&#39; gepulseerde lasersystemen er lage en hoge fluïdumregimes zijn die respectievelijk 8 , 9 , 10 , 11 negatieve en positieve trends opleveren. NP grootte distributieOns kunnen empirisch worden gemeten met behulp van technieken zoals dynamische lichtverstrooiing en transmissie-elektronenmicroscopie (TEM), zoals hieronder beschreven. De keuze van laserlengte kan de fysieke mechanismen beïnvloeden waardoor de NP&#39;s worden gevormd. Bij kortere (ultraviolette) golflengten kunnen hoge-energiefotonen interatomische bindingen breken 12 . Dit mechanisme van foto-ablatie is een voorbeeld van een top-down NP synthese, omdat het resulteert in de vrijlating van ultra-kleine fragmenten van materiaal die de neiging hebben om grotere polydisperse monsters te produceren bij blussen in de submersievloeistof 12 , 13 , 14 . In tegenstelling hiermee levert bijna-infraroodablatie (λ = 1,064 nm) een bottom-upsynthese-mechanisme dat wordt gedomineerd door plasma-ablatie 12 . Laserabsorptie door het doel bevrijdt elektronen die botsen met en vervolgens vrij gebonden elektronen. Als cOllies verhogen, het materiaal wordt geïoniseerd, waardoor een plasma ontstoken wordt. De omliggende vloeistof beperkt het plasma, verbetert de stabiliteit ervan, en verhoogt de absorptie 12 verder . Aangezien het expanderende plasma door de beperkende vloeistof wordt uitgeblust, worden NP&#39;s gecondenseerd met verschillende geometrieën 4 , 12 , 15 . De keuze van de laserpulsduur kan het NP-vormingsproces verder beïnvloeden. Veelgebruikte lange-pulserende lasers, met een pulsduur van meer dan een paar picoseconden, omvatten alle milli-, micro-, nano- en enkele picoseconde-gepulseerde lasers. In dit pulsbreedregime is de laserpulsduur langer dan de elektronfonon-evenwichtstijd, die typisch is in de volgorde van een paar picoseconden 4 , 16 , 17 , 18 , 19. Dit leidt tot het lekken van energie in het omliggende ablatiemedium en de vorming van NP&#39;s door thermische mechanismen zoals thermionische emissie, verdamping, kokend en smelten 1 , 20 . De antibacteriële activiteit van NP&#39;s wordt sterk beïnvloed door deeltjesgrootte 21 , 22 , 23 , 24 . Om de groottevermindering en de monodispersiteit te verbeteren, kunnen de NP&#39;s een tweede keer worden bestraald met een laser met een golflengte in de buurt van de plasmonresonantie (SPR) van de NP. De incident laserstraling wordt geabsorbeerd door de NP door excitatie van de SPR. Fragmentatie van de NP kan voorkomen door middel van thermische verdamping 25 , 26 of Coulomb explosie 27 , 28 . De fotoexcitatie verhoogt tHij temperatuur van de NP boven het smeltpunt, wat resulteert in het afzetten van de buitenste laag van het deeltje. Er is aangetoond dat toevoeging van middelen zoals polyvinylpyrrolidon (PVP) of natriumdodecylsulfaat (SDS) aan de oplossing de postbestralingseffecten 5 aanzienlijk kan verbeteren. De gevolgen van de toevoeging van verschillende opgeloste stoffen zijn beschreven in verscheidene rapporten 1 , 4 , 6 . Het gemak van manipulatie van NP eigenschappen door PLAL biedt een nieuwe methode om nieuwe NP-gebaseerde antimicrobiële middelen te ontwikkelen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="851">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Nanosecond Nd:YAG laser</td>
			<td style="width:184px;">Ekspla</td>
			<td style="width:119px;">NL303</td>
			<td style="width:279px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Motorized xy scanning stage</td>
			<td style="width:184px;">Standa</td>
			<td style="width:119px;">8MTF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">UV-VIS spectrophotometer</td>
			<td style="width:184px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;">Cary 60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Dynamic light scattering unit</td>
			<td style="width:184px;">Malvern</td>
			<td style="width:119px;">Zetasizer ZS 90</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Microbalance</td>
			<td style="width:184px;">Maktek</td>
			<td style="width:119px;">TM 400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Transmission electron microscope</td>
			<td style="width:184px;">Zeiss</td>
			<td style="width:119px;">EM 902</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Silver foil target</td>
			<td style="width:184px;">Alfa Aesar</td>
			<td align="right" style="width:119px;">12127</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">250 mm focal length lens</td>
			<td style="width:184px;">Edmund Optics</td>
			<td style="width:119px;">69-624</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Copper TEM grids</td>
			<td style="width:184px;">Pacific Grid-Tech</td>
			<td style="width:119px;">Cu-400LD</td>
			<td>Lacey/thin film coated grid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">E. coli MG1655</td>
			<td style="width:184px;">ATCC</td>
			<td align="right" style="width:119px;">47076</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Bacto-tryptone</td>
			<td style="width:184px;">BD Biosciences</td>
			<td align="right" style="width:119px;">211705</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Yeast extract</td>
			<td style="width:184px;">BD Biosciences</td>
			<td align="right" style="width:119px;">212750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Sodium chloride</td>
			<td style="width:184px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">BP3581</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Bacto-agar</td>
			<td style="width:184px;">BD Biosciences</td>
			<td align="right" style="width:119px;">214010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Sodium dodecyl sulfate</td>
			<td style="width:184px;">Fisher Scientific</td>
			<td>BP166-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Polyvinylpyrrolidone</td>
			<td style="width:184px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">BP431-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Stainless steel disc (for ablation stage)</td>
			<td style="width:184px;">Metal Remnants, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>1.5 inch diameter, 16 gauge</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Beaker</td>
			<td style="width:184px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">02-540G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Magnetic stir bar</td>
			<td style="width:184px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">14-513-57</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Magnetic stir plate</td>
			<td style="width:184px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">11-100-49SH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Laser energy and power meter</td>
			<td style="width:184px;">Coherent</td>
			<td style="width:119px;">1098579</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Carbon tape</td>
			<td style="width:184px;">Shinto Chemitron Co. Ltd.</td>
			<td style="width:119px;">STR Tape</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Sonicating water bath</td>
			<td style="width:184px;">Branson</td>
			<td align="right" style="width:119px;">1510</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Air compressor</td>
			<td style="width:184px;">GMC</td>
			<td style="width:119px;">Syclone 3010</td>
			<td>For drying ablation target</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">75 mm focal length lens</td>
			<td style="width:184px;">Edmund Optics</td>
			<td style="width:119px;">34-096</td>
			<td>Focusing lens for post-irradiation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Quartz cuvette</td>
			<td style="width:184px;">Precision Cells Inc</td>
			<td style="width:119px;">21UV40</td>
			<td>50 mm light path (for post-irradiation)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Kanamycin</td>
			<td style="width:184px;">Fisher Scientific</td>
			<td>BP906-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:269px;">Light microscope</td>
			<td style="width:184px;">Nikon</td>
			<td style="width:119px;">50i</td>
			<td style="width:279px;">This microscope is used to focus the laser on the ablation stage. This particular model is no longer available, but any light microscope with a 4X objective will work.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">CCD camera</td>
			<td style="width:184px;">AmScope</td>
			<td style="width:119px;">MT5000-CCD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Micrometer slide</td>
			<td style="width:184px;">Ted Pella</td>
			<td style="width:119px;">2280-70</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

production of metal nanoparticles by pulsed laser-ablation in liquids: a tool for studying the antibacterial properties of nanoparticles

De opkomst van multidrug-resistente bacteriën is een wereldwijde klinische zorg die sommige leidt om te speculeren over onze terugkeer naar een pre-antibiotica-tijdperk van medicijnen. Naast de inspanningen om nieuwe antimicrobiële geneesmiddelen tegen kleine molecuul te identificeren, is er veel belangstelling geweest voor het gebruik van metaal nanodeeltjes als coatings voor medische hulpmiddelen, wondverband en consumentenverpakking door hun antimicrobiële eigenschappen. De grote verscheidenheid aan methoden die beschikbaar zijn voor nanodeeltjesynthese resulteert in een breed spectrum van chemische en fysische eigenschappen die de antibacteriële werkzaamheid kunnen beïnvloeden. Dit manuscript beschrijft de gepulseerde laser ablatie in vloeistoffen (PLAL) methode om nanodeeltjes te creëren. Deze aanpak maakt het mogelijk de afmeting van nanodeeltjes, samenstelling en stabiliteit te verfijnen met gebruikmaking van post-bestralingswerkwijzen, evenals de toevoeging van oppervlakteactieve stoffen of volume-excluders. Door het regelen van deeltjesgrootte en samenstelling, een groot aantal fysische en chemische eigenschappen van metaal nanopaRtikels kunnen worden onderzocht die kunnen bijdragen aan hun antimicrobiële werkzaamheid, waardoor nieuwe lijnen voor antibacteriële ontwikkeling worden geopend.

Met behulp van zilveren doelen worden de hierboven beschreven laserparameters en 60 mM SDS in de ablatie-vloeistof zilver NP&#39;s gegenereerd met de kenmerkende UV-VIS-absorptie bij de SPR ( Figuur 2A ). TEM- en DLS-metingen onthullen een gemiddelde NP-diameter van ongeveer 25 nm voor de post-bestraling ( Figuur 2B ). Ablatie van het zilveren doelwit gedurende 30 minuten levert meestal een NP-concentratie van 200 μg / ml op. B...

Watch this Scientific Journal Video about Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles at JoVE.com

Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles

De antimicrobiële eigenschappen van metalen zoals koper en zilver zijn al eeuwen herkend. Dit protocol beschrijft gepulseerde laser ablatie in vloeistoffen, een methode voor het synthetiseren van metalen nanodeeltjes die het vermogen biedt om de eigenschappen van deze nanodeeltjes te verfijnen om hun antimicrobiële effecten te optimaliseren.

Productie van Metaal Nanoparticles door Pulsed Laser Ablation in Liquids: Een Tool voor het bestuderen van de Antibacteriële Eigenschappen van Nanoparticles

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fluorescent Nanoparticles for the Measurement of Ion Concentration in Biological Systems

Fluorescerende Nanodeeltjes voor het meten van Ion Concentratie in Biological Systems

Tightly regulated ion homeostasis throughout the body is necessary for the prevention of such debilitating states as dehydration.1 In contrast, rapid ion ...

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Virale nanopartikels voor<em&gt; In vivo</em&gt; Tumor Imaging

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Harmonic Nanoparticles for Regenerative Research

Harmonische Nanodeeltjes voor Regeneratieve Onderzoek

In this visualized experiment, protocol details are provided for in vitro labeling of human embryonic stem cells (hESC) with second harmonic generation ...

Biofunctionalized Prussian Blue Nanoparticles for Multimodal Molecular Imaging Applications

Biofunctionalized Pruisisch blauw nanopartikels voor Multimodaal Molecular Imaging Toepassingen

Multimodal, molecular imaging allows the visualization of biological processes at cellular, subcellular, and molecular-level resolutions using multiple, ...

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

In Situ Mapping van de mechanische eigenschappen van Biofilms per Particle volgen Microreologie

Bacterial cells are able to form surface-attached biofilm communities known as biofilms by encasing themselves in extracellular polymeric substances ...

Solid Lipid Nanoparticles (SLNs) for Intracellular Targeting Applications

Solid Lipid Nanoparticles SLNs for Intracellular Targeting Applications

Solid lipidenanodeeltjes (SLN) voor intracellulaire targeting Toepassingen

Nanoparticle-based delivery vehicles have shown great promise for intracellular targeting applications, providing a mechanism to specifically alter ...

Identification of Metal Oxide Nanoparticles in Histological Samples by Enhanced Darkfield Microscopy and Hyperspectral Mapping

Identificatie van Metal Oxide Nanodeeltjes in histologische monsters door Enhanced Darkfield Microscopie en hyperspectrale Mapping

Nanomaterials are increasingly prevalent throughout industry, manufacturing, and biomedical research. The need for tools and techniques that aid in the ...

Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity

Encapsulating Cytochrome c in Silica Aerogel Nanoarchitectures without Metal Nanoparticles while Retaining Gas-phase Bioactivity

inkapselen van cytochroom<em&gt; c</em&gt; In Silica Aerogel nanostructuur zonder Metal Nanodeeltjes met behoud van Gas-fase bioactiviteit

Applications such as sensors, batteries, and fuel cells have been improved through the use of highly porous aerogels when functional compounds are ...

Synthesis of Multi-walled Carbon Nanotubes Modified with Silver Nanoparticles and Evaluation of Their Antibacterial Activities and Cytotoxic Properties

Synthese van Meerwandige koolstof nanobuisjes bewerkt met zilveren nanodeeltjes en evaluatie van hun antibacteriële activiteiten en cytotoxische eigenschappen

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver ...

Catalytic Scavenging of Plant Reactive Oxygen Species In Vivo by Anionic Cerium Oxide Nanoparticles

Catalytic Scavenging of Plant Reactive Oxygen Species In Vivo by Anionic Cerium Oxide Nanoparticles

Katalytische opruiming van Plant reactieve zuurstof soorten In Vivo door anionogene Cerium Oxide nanodeeltjes

Reactive oxygen species (ROS) accumulation is a hallmark of plant abiotic stress response. ROS play&#160;a dual role in plants by acting as signaling ...