Name: synthesizing sodium tungstate and sodium molybdate microcapsules via bacterial mineral excretion
Uploaded: 2018-01-30T15:00:00
Duration: 8 min 53 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion at JoVE.com

هذا العمل معتمد من قبل وزارة العلوم والتكنولوجيا، وتايوان، جمهورية الصين، منح تحت رقم آخر 105-2221-ه-011-008، وأيضا بواسطة شركة متقدم-كونيكتيك، ROC تايبيه، تايوان، وبموجب العقد رقم RD الرقم رقم 6749 وقسم الرقم رقم 011 من خلال تخرج معهد الهندسة الكهربائية-البصرية، جامعة تايوان الوطنية للعلوم والتكنولوجيا.

تحذير: استخدام قفازات مطاط والنظارات الواقية، ومعطف مختبر لإجراء التجربة. كلما استخدام مجلس الوزراء السلامة الأحيائية، بتشغيل المروحة مجلس الوزراء وإبقاء الباب مجلس الوزراء نصف مغلقة.
1-إعداد حبات الزجاج
<ol><li>100 مكان الزجاج الخرز قطرها 3 مم في زجاجة 100 مل مختبرية، وثم في آب فإنه محكم.</li>
	<li>اﻷوتوكﻻف المحتويات على 120 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.</li>
	<li>ترك الزجاجة ليبرد لدرجة حرارة الغرفة، ثم ضعه في السلامة الأحيائية مجلس الوزراء.</li>
</ol>2-إعداد مرق ليسوجيني (رطل)
<ol><li>حل ز 8 مسحوق مرق LB-لينوكس في زجاجة مختبر 500 مل مع 400 مل الماء.</li>
	<li>يقلب المحتويات مع شريط PTFE إثارة مغناطيسية لمدة 20 دقيقة ومن ثم كاب أنه محكم.</li>
	<li>اﻷوتوكﻻف المحتويات على 120 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.</li>
	<li>اترك الحل ليبرد لدرجة حرارة الغرفة ثم ضعه في السلامة الأحيائية مجلس الوزراء.</li>
	<li>باستخدام المرق ماصة، الكوة إلى ثمانية أنابيب الطرد المركزي 15 مل في السلامة الأحيائية مجلس الوزراء (12.5 مل في كل).</li>
	<li>قاسمة المرق المتبقي في ثلاث زجاجات 100 مل المختبر في مجال السلامة الأحيائية مجلس الوزراء (100 مل في كل). كاب ثلاث زجاجات محكم. الاحتفاظ بها في مجال السلامة الأحيائية مجلس الوزراء.</li>
</ol>3-الثقافة من الطحالب شيوانيلا
<ol><li>استخدام سلالة كريوبريسيرفيد ديبفروزين.</li>
	<li>في مجال السلامة الأحيائية مجلس الوزراء، اقتطاف 1 مل المواد المجمدة من أنبوب المجمدة مع ملعقة الفولاذ المقاوم للصدأ، ووضعه في أنبوب الطرد مركزي إعدادها في الخطوة 3، 5.</li>
	<li>احتضان الثقافات ح 24 في حاضنة 37 درجة مئوية.</li>
</ol>4-إعداد أطباق بيتري رطل-لينوكس (مرق مع أجار)
<ol><li>حل قرصين من رطل-لينوكس (مرق مع أجار) في زجاجة 100 مل مختبر مع 100 مل الماء.</li>
	<li>تحريك المحتويات مع شريط PTFE إثارة مغناطيسية لمدة 20 دقيقة وثم كاب أنه محكم.</li>
	<li>اﻷوتوكﻻف المحتويات على 120 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.</li>
	<li>في مجال السلامة الأحيائية مجلس الوزراء، تلقي قاسمة يد 100 مل من محلول في 4 أطباق بيتري، ضمان كل ~ 25 مل. اترك الحل ليبرد لدرجة حرارة الغرفة.</li>
</ol>5-إعداد البكتيريا [مونوكلونل]
<ol><li>في مجال السلامة الأحيائية مجلس الوزراء، قم بتسمية ثلاث زجاجات إعدادها في الخطوة 2.6، #1 و #2 و #3، على التوالي.</li>
	<li>"الماصة؛" 0.1 مل تعليق البكتيرية الناتجة في الخطوة 3، 3 في زجاجة #1. كاب الزجاجة والبديل باليد لمدة 1 دقيقة الحصول على حل متجانسة.</li>
	<li>"الماصة؛" 0.1 مل سائل البكتيرية الناتجة في الخطوة 5، 2 إلى زجاجة #2. كاب الزجاجة والبديل باليد لمدة 1 دقيقة الحصول على حل متجانسة.</li>
	<li>"الماصة؛" 0.1 مل سائل البكتيرية الناتجة في الخطوة 5، 3 في زجاجة #3. كاب الزجاجة والتخلص منه باليد لمدة 1 دقيقة الحصول على حل متجانسة.</li>
	<li>"الماصة؛" السائل في زجاجة #3 إلى 4 أطباق بيتري إعدادها في الخطوة 4، 4، استخدام وحدة تخزين لكل 0.02 مل.</li>
	<li>وضع الخرز الزجاج إعدادها في الخطوة 1، 3 إلى 4 بيتري الأطباق المستخدمة، 4 حبات في كل طبق.</li>
	<li>أغلق أغطية أطباق بتري ويهز لهم باليد لمدة 1 دقيقة.</li>
	<li>اقلب الأطباق بيتري واحتضان في حاضنة 37 درجة مئوية أجل ح 24.</li>
</ol>6-تكاثر البكتيريا [مونوكلونل]
<ol><li>إحضار أنابيب 7 إعدادها في الخطوة 2، 5.</li>
	<li>اقتطاف البكتيريا [مونوكلونل] الناتجة من أطباق بيتري 4 إعداد في الخطوة 5، 8 مع الفولاذ المقاوم للصدأ-ملعقة، ووضعها في أنابيب 7 بشكل منفصل.</li>
	<li>ترك أنابيب 7 في حاضنة 37 درجة مئوية أجل ح 24.</li>
	<li>اختيار واحد مع بعثرة خفيفة أكبر استخدام الطريقة اللونية البصرية.</li>
</ol>7-إعداد مرق LB-لينوكس مع السكر والملح
<ol><li>وضع 10 جرام مرق LB-لينوكس و 10 غم من كلوريد الصوديوم 10 جرام من الجلوكوز في زجاجة مختبر 500 مل. أضف الماء حتى تصل إلى الحجم 450 مل.</li>
	<li>تحريك المحتويات مع شريط PTFE إثارة مغناطيسية لمدة 20 دقيقة.</li>
	<li>اﻷوتوكﻻف المحتويات على 120 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.</li>
</ol>8-إعداد تنغستات الصوديوم
<ol><li>وضع ز 16.5 تنغستات الصوديوم Na2WO4.2H2س في زجاجة 100 مل مختبر مع ملعقة الفولاذ المقاوم للصدأ. أضف الماء حتى تصل إلى الحجم 50 مل.</li>
	<li>تحريك المحتويات مع شريط PTFE إثارة مغناطيسية لمدة 20 دقيقة.</li>
	<li>اﻷوتوكﻻف المحتويات على 120 درجة مئوية لمدة 10 دقائق.</li>
	<li>في مجال السلامة الأحيائية مجلس الوزراء، الحصول على فيلتراتي عن طريق عامل تصفية الألياف الزجاجية فراغ مع المسام من 1 ميكرومتر.</li>
</ol>9-إعداد رطل مع السكر والملح وتنغستات الصوديوم
<ol><li>في مجال السلامة الأحيائية مجلس الوزراء، من أجل filtrate المكتسبة في خطوة 8.4 باليد إلى الحل مع السكر والملح إعدادها في الخطوة 7، 3.</li>
	<li>في السلامة الأحيائية مجلس الوزراء، الكوة مع ماصة 500 مل الحل الناتجة في الخطوة 9، 1 إلى 10 × 50 مل أنابيب الطرد المركزي.</li>
</ol>10-الثقافة للبكتيريا
<ol><li>في مجال السلامة الأحيائية مجلس الوزراء، إحضار السائل إعداده في الخطوة 6، 4 والكوة مع ماصة في أنابيب الاختبار 10 إعداد في الخطوة 9، 2، مع كل أنبوبة تلقي 0.05 مل.</li>
	<li>احتضان هذه الأنابيب 10 في حاضنة 37 درجة مئوية أجل ح 120.</li>
</ol>11-حصاد معادن BME
<ol><li>أولتراسونيكاتي كل من الأنابيب 10 في الخطوة 9.2 في 20 كيلو هرتز مع 150 ث عن ح 1.</li>
	<li>الطرد المركزي هذه الأنابيب في 2,025 س ز ح 1.</li>
	<li>إزالة السائل واضحة في الأنابيب مع ماصة وإضافة الماء ثم كرر الخطوات 11-1 و 11.2 مرة أخرى.</li>
	<li>إزالة السائل واضحة في الأنابيب مع ماصة، إضافة الكحول، وثم أولتراسونيكاتي في 20 كيلو هرتز مع 150 ث عن ح 1.</li>
	<li>الطرد المركزي هذه الأنابيب في 2,025 س ز ح 1.</li>
	<li>كرر الخطوتين 11.4 و 11.5 مرة أخرى</li>
	<li>الحصاد BME المعادن عن طريق إزالة السائل واضحة في الأنابيب مع ماصة؛ وبعد ذلك مباشرة كاب الأنابيب دون تشغيل أي عملية التجفيف.</li>
</ol>12-تذبذب درجة الحرارة مع باندورا sp. وموليبدات
<ol><li>الثقافة sp. باندورايا بنفس الطريقة كما هو الحال في الخطوات 2 و 3، 4، 5 و 6 الطحالب شيوانيلا. يتوافق مع نتيجة لهذه الخطوة بخطوة 6.4.</li>
	<li>جعل مرق LB مع السكر والملح بنفس الطريقة كما هو الحال في الخطوات 7 و 8 و 9، فيما عدا أنه يتم استبدال ز 16.5 من تنغستات الصوديوم في الخطوة 7، 1 مع 12 غراما موليبدات الصوديوم، غ2مو4 · 2 ح2o. يتوافق مع نتيجة لهذه الخطوة بخطوة 9.2.</li>
	<li>في مجال السلامة الأحيائية مجلس الوزراء، جلب إعداد السائل في خطوة 12.1، واليكووت مع ماصة في أنابيب 10 إعداد في الخطوة 12-2، مع كل أنبوب مل 0.05 المستقبلة.</li>
	<li>احتضان هذه الأنابيب 10 في خطوة 12.3 تحت درجات الحرارة تتأرجح على ح 120 متبادلة الهز حمام، تتأرجح درجة الحرارة 5 مرات بين 25 درجة مئوية و 37 درجة مئوية، مع كل درجة حرارة دائمة ح 12.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Chertok, B., Moffat, B. A., David, A. E., Yu, F., Bergemann, C., Ross, B. D., Yang, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iron+Oxide+Nanoparticles+as+a+Drug+Delivery+Vehicle+for+MRI+Monitored+Magnetic+Targeting+of+Brain+Tumors.">Iron Oxide Nanoparticles as a Drug Delivery Vehicle for MRI Monitored Magnetic Targeting of Brain Tumors.</a> Biomaterials. 29 (4), 487 (2008).</li><li>Mansur, C., Pope, M., Pascucci, M. R., Shivkumar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zirconia-Calcium+Phosphate+Composites+for+Bone+Replacement.">Zirconia-Calcium Phosphate Composites for Bone Replacement.</a> Ceramics Int. 24, 11 (1998).</li><li>Wang, Y., Arandiyan, H., Jason Scott, J., Bagheri, A., Dai, H., Amal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+ordered+meso/macroporousmetal+oxides+for+heterogeneous+catalysis:+a+review.">Recent advances in ordered meso/macroporousmetal oxides for heterogeneous catalysis: a review.</a> J. Mater. Chem. A. 5, 8825 (2017).</li><li>Kleshch, V. I., Rackauskas, S., Nasibulin, A. G., Kauppinen, E. I., Obraztsova, E. D., Obraztsov, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field+Emission+Properties+of+Metal+Oxide+Nanowires.">Field Emission Properties of Metal Oxide Nanowires.</a> J. of Nanoelectron. and Optoelectron. 7, 35 (2012).</li><li>Ismagilov, R. R., Tuyakova, F. T., Kleshch, V. I., Obraztsova, E. A., Obraztsov, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CVD+nanographite+films+covered+by+ALD+metal+oxides:+structural+and+field+emission+properties.">CVD nanographite films covered by ALD metal oxides: structural and field emission properties.</a> Phys. Status Solidi C. 12 (7), 1022 (2015).</li><li>Mor, G. K., Shankar, K., Paulose, M., Varghese, O. K., Grimes, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Highly-Ordered+TiO2+Nanotube+Arrays+in+Dye-Sensitized+Solar+Cells.">Use of Highly-Ordered TiO2 Nanotube Arrays in Dye-Sensitized Solar Cells.</a> NANO LETT. 6 (2), 215-218 (2006).</li><li>Lee, J. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas+sensors+using+hierarchical+and+hollow+oxide+nanostructures:+Overview.">Gas sensors using hierarchical and hollow oxide nanostructures: Overview.</a> Sensors and Actuators B. 140, 319 (2009).</li><li>Poizot, P., Laruelle, S., Grugeon, S., Dupont, L., Tarascon Shankar, J. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-sized+transition-metal+oxides+as+negative-electrode+materials+for+lithium-ion+batteries.">Nano-sized transition-metal oxides as negative-electrode materials for lithium-ion batteries.</a> Nature. 407, 496 (2000).</li><li>Jang, D., Meza, L. R., Greer, F., Greer, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+deformation+of+three-dimensional+hollow+ceramic+nanostructures.">Fabrication and deformation of three-dimensional hollow ceramic nanostructures.</a> Nature Materials. 12, 893 (2013).</li><li>Lazarus, A., Florijn, H. C. B., Reis, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geometry-Induced+Rigidity+in+Nonspherical+Pressurized+Elastic+Shells.">Geometry-Induced Rigidity in Nonspherical Pressurized Elastic Shells.</a> PRL. 109, 144301 (2012).</li><li>Vella, D., Ajdari, A., Vaziri, A., Boudaoud, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indentation+of+Ellipsoidal+and+Cylindrical+Elastic+Shells.">Indentation of Ellipsoidal and Cylindrical Elastic Shells.</a> PRL. 109, 144302 (2012).</li><li>Xu, H., Wang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Template+Synthesis+of+Multishelled+Cu2O+Hollow+Spheres+with+a+Single-Crystalline+Shell+Wall.">Template Synthesis of Multishelled Cu2O Hollow Spheres with a Single-Crystalline Shell Wall.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 46, 1489 (2007).</li><li>Li, B., Shao, X., Hao, Y., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasonic-spray-assisted+synthesis+of+metal+oxide+hollow/mesoporous+microspheres+for+catalytic+CO+oxidations.">Ultrasonic-spray-assisted synthesis of metal oxide hollow/mesoporous microspheres for catalytic CO oxidations.</a> RSC Adv. 5, 85640 (2015).</li><li>Yu, J., Wang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrothermal+Synthesis+and+Photocatalytic+Activity+of+Mesoporous+Titania+Hollow+Microspheres.">Hydrothermal Synthesis and Photocatalytic Activity of Mesoporous Titania Hollow Microspheres.</a> Powder Tech. 301, 96 (2016).</li><li>Xu, G., Zhang, X., Cui, H., Zhang, Z., Ding, J., Wu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facile+synthesis+of+mesoporous+SnO2+microspheres+using+bioactive+yeast+cell.">Facile synthesis of mesoporous SnO2 microspheres using bioactive yeast cell.</a> Powder Tech. 301, 96 (2016).</li><li>Nomura, T., Tanii, S., Ishikawa, M., Tokumoto, H., Konishi, Y. <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+hollow+zirconia+particles+using+wet+bacterial+templates.">Synthesis of hollow zirconia particles using wet bacterial templates.</a> Adv. Powder Tech. 24, 1013 (2013).</li><li>Frankel, R. B., Bazylinski, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biologically+Induced+Mineralization+by+Bacteria.">Biologically Induced Mineralization by Bacteria.</a> Rev. in Mineralogy and Geochem. 54 (1), 95 (2003).</li><li>Bazylinski, D. A., Frankel, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biologically+Controlled+Mineralization+in+Prokaryotes.">Biologically Controlled Mineralization in Prokaryotes.</a> Rev. in Mineralogy and Geochem. 54 (1), 217 (2003).</li><li>Lin, P. -. H., Huang, Y. -. T., Lin, F. -. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sodium+Tungstate+and+Sodium+Molybdate+Hollow+Microspheres+Biologically+Controlled+Mineralization+in+Prokaryotes.">Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Hollow Microspheres Biologically Controlled Mineralization in Prokaryotes.</a> ECS J. of Solid State Sci. and Tech. 6 (3), N3113 (2017).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

المتمتعة بالحكم الذاتي-اتساق النتائج التجريبية، وفيما يتعلق بإعداد وتكاثر البكتيريا [مونوكلونل] الحاسمة. هذه التجربة، تختلف عن قالب التوليف تجارب15،16، استخدمت البكتيريا سلبية الغرام النشطة بيولوجيا. للحصول على جدار واحد، اخترنا بكتيريا بدائية بدلاً من البكتيريا حقيقية النواة مثل الخميرة15. لتحقيق شكل كروي مع نسبة الطول إلى القطر من 1:1، بدلاً من نسبة الطول إلى القطر أكبر16، نحن تغذية البكتيريا مع تركيز أعلى كثيرا من أوكسيانيونس التلاعب بها يتقلص إلى شكل كروي، صنع كبسولات رقيقة جداً مع جدار واحد، الجولة، ورقيقة (< 30 نانومتر).
نظراً BME أساسا يعتمد على ضبط تركيز أوكسيانيونس للتحكم في التمثيل الغذائي للبكتيريا، يمتاز بقيود اثنين. أولاً، يقتصر تركيز أوكسيانيونس الذوبان، على الرغم من التركيز ينبغي أن يكون على أعلى مستوى ممكن. سوف تتوقف الأيض أكثر البكتيرية، والثانية في درجة حرارة أكثر من 45 درجة مئوية أو تحت 5 درجة مئوية على التوالي العليا وحدود أقل من تجربتنا.
وعلى الرغم من هذه القيود، فهما BME إمكانات كبيرة لصنع مواد أكسيد المعدن من الفائدة العملية. لإثبات هذا الادعاء، نحن بصدد محاولة هذا الأسلوب جعل الزركونيوم كبسولات رقيقة جداً والحديد كبسولات رقيقة جداً – السابق يجري مرشح جيد المواد الاصطناعية العظام، وهذا الأخير لإيصال الأدوية.

جسيمات نانوية أكسيد المعدن استغلالاً ل إيصال المخدرات1، البناء العظام الاصطناعية2، الحفز غير المتجانس3، الانبعاث الحقل4،5، الخلايا الشمسية6، وأجهزة استشعار الغاز7، و بطاريات الليثيوم8. للتطبيقات العملية، القوة الميكانيكية نانوكريستالس والمجهرية على بالغ الأهمية. بين المجهرية، يمكن استخدام هياكل جوفاء شل لإنشاء مواد خفيفة الوزن وقوية ميكانيكيا9. بين هياكل شل جوفاء، وشكل كروي يعرف بأنه أكثر تشدداً مما شكل بيضاوي؛ هذا الأخير بنسبة الطول إلى القطر أكبر من السابق10،11. ويصف هذا العمل وضع بروتوكول لتوليف كروية كبسولات رقيقة جداً عن طريق البكتيريا بطريقة غير سامة تحت شرط المحيطة، الأمر الذي يتناقض مع الأساليب البديلة، بما في ذلك أسلوب قالب التوليف12، أسلوب توليف رذاذ المدعوم بالموجات فوق الصوتية13 واﻷسلوب الحرارية المائية14. بعض الأساليب البديلة تتطلب قوالب12، بعض درجة حرارة عالية 500 درجة مئوية13، وبعض الضغط عالي14. أما بالنسبة لهيكل الناتج، يجمع قالب التوليف أسلوب استخدام قالب الخميرة حول بنية الأساسية-شل15، بدلاً من يوم واحد مع جدار واحد، وواحد استخدام القالب كولاي تنتج بنية مع نسبة الطول إلى القطر من 1.7:0.8، وليست كروية. 16.
في هذا العمل، قمنا بأكسيد معدني كبسولات رقيقة جداً مع جدار واحد وكروية الشكل تحت شرط المحيطة باستغلال الأيض البكتيرية. في البكتيريا تحلل، عملية كيميائية يؤيض مصادر الكربون، مثل الجلوكوز واللاكتوز، تعتبر مصادر الكربون الأصل لتقليل الطاقة المولدة فيه. نحن التلاعب الأيض البكتيرية عن طريق ضبط تركيز مصادر الكربون لتحقيق الغايات المنشودة. هذا الأسلوب الصديق للبيئة، استخدام وكلاء غير سامة، وتستهلك طاقة الكهرباء أقل بكثير. وأخيراً، يسمح هذا الأسلوب الإنتاج الضخم من كبسولات رقيقة جداً ببساطة عن طريق زيادة حجم مرق.
قبل الأسلوب، كانت هناك طريقتين آخر استخدام التمثيل الغذائي الجرثومي لجعل المعادن: بيولوجيا التي يسببها التمعدن (BIM)17 وتمعدن بيولوجيا الخاضعة للرقابة (بليون متر مكعب)18. يم لا بليون متر مكعب يمكن استخدامها لصنع الصوديوم كبسولات تنغستات وموليبدات رقيقة تنغستات جداً مثل عمليتنا، التي اعتبرت بمثابة الإفراز المعدنية البكتيرية (BME)19. في هذه التجربة، يمكن التحكم في شكل كبسولات رقيقة جداً أن يكون نسبة الطول إلى القطر من 10:1 إلى 1:1، وحجم نانوحبيبات الحبوب هذا النموذج يمكن تعديلها القذائف تتراوح بين 15 نانومتر إلى 110 نيوتن متر.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>LB(Lennox)broth with agar tablets</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L7075</td>
			<td>1 tablet for 50 mL broth with agar</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LB (Lennox) broth</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>L3022-1KG</td>
			<td>LB (Lennox) powder 1 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextrose anhydrous</td>
			<td>Nihon Shiyaku Reagent</td>
			<td>PL 78695</td>
			<td>glucose</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Tungstate</td>
			<td>Nihon Shiyaku Reagent</td>
			<td>PL 76050</td>
			<td>Na2WO4 &#183; 2H2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Molybdate</td>
			<td>Nihon Shiyaku Reagent</td>
			<td>PL103564</td>
			<td>Na2MoO4 &#183; 2H2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td>Nihon Shiyaku Reagent</td>
			<td>PL 68131</td>
			<td>NaCl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 99.5%</td>
			<td>Acros organics</td>
			<td>AC615090040</td>
			<td>CH3CH2OH</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water</td>
			<td>Made in our university</td>
			<td></td>
			<td>de-ionlized water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclave</td>
			<td>Tomin Medical Equipmenco, Ltd., Taipei City, Taiwan, ROC</td>
			<td>TM-329</td>
			<td>heat to 120 &#176;C for 10 min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Digit System Laboratory System, New Taipei City, Taiwan, ROC</td>
			<td>DSC302SD</td>
			<td>centrifuge at 2025 x g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>-80 &#176;C Refrigerator</td>
			<td>Panasonic</td>
			<td>MDF-U3386S</td>
			<td>Use to deep-freeze cryopreserve strain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic Homogenizer Sonicator Processor Cell Disruptor</td>
			<td>Lenox</td>
			<td>UPS-150</td>
			<td>frequency 20 KHz power 150 W</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>Customer made</td>
			<td>custom made</td>
			<td>heat to 40 &#176;C or cool to 18 &#176;C with time cotrol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reciprocal shaking baths</td>
			<td>Kingtech Scientific Co., Ltd</td>
			<td>WBS-L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Stirring Hot Plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>#6797-620D</td>
			<td>use with PTFE magnetic stirring bar</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biosafety cabinet</td>
			<td>Zong Yen co., LTD</td>
			<td>ZYBH-420</td>
			<td>All bacteria related process are done here</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning electron microscope</td>
			<td>JEOL</td>
			<td>JSM-6500F</td>
			<td>SEM Images</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL centrifudge tube</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>14-432-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL centrifudge tube</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>14-959-53A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory bottle 100 mL</td>
			<td>Duran</td>
			<td>21 801 24 5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory bottle 500 mL</td>
			<td>Duran</td>
			<td>21 801 44 5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel spatula</td>
			<td>Chemglass</td>
			<td>CG-1981-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PTFE Disposable Stir Bars</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S68066</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Petri Dishes</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>S33580A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shewanella algae</td>
			<td>Courtesy of author #3</td>
			<td>Courtesy of author #3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pandoraea sp.</td>
			<td>Courtesy of author #3</td>
			<td>Courtesy of author #3</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesizing sodium tungstate and sodium molybdate microcapsules via bacterial mineral excretion

نقدم أسلوب, إفراز المعدنية البكتيرية (BME)، للتوليف بين نوعين من كبسولات رقيقة جداً تنغستات الصوديوم وموليبدات الصوديوم والمقابلة جسيمات نانوية أكاسيد معدنية اثنين – السابق يجري صغيرة ك 22 نانومتر و 15 الأخيرة شمال البحر الأبيض المتوسط. نحن تغذية سلالات اثنين من البكتيريا، و الطحالب شيوانيلا و باندورايا sp.، بتركيزات مختلفة من أيونات تنغستات أو موليبدات. تم تعديل تركيزات تنغستات وموليبدات جعل كبسولات رقيقة جداً نسب مختلفة الطول إلى القطر. وجدنا أن ارتفاع تركيز كانت أصغر جسيمات نانوية. جسيمات نانوية جاء مع ثلاث نسب الطول إلى القطر: 10:1، 3:1 و 1:1، الذي تم تحقيقه عن طريق تغذية البكتيريا على التوالي مع تركيز منخفضة وتركيز متوسط تركيزات عالية. وأخذت صور كبسولات رقيقة جداً جوفاء عبر ميكروسفيري إلكترون المسح (SEM). تم التحقق من هياكلها كريستال من حيود الأشعة السينية (XRD) – هيكل الكريستال موليبدات كبسولات رقيقة جداً نا2مو4 وهو من كبسولات رقيقة جداً تنغستات Na2WO4 مع نا2ث2س7. وقد أنجزت هذه التوليفات جميع تحت شرط المحيط قريب.

ويبين الشكل 1 كبسولات رقيقة جداً كروية حقيقية. كلا السلالات اثنين من البكتيريا، الطحالب شيوانيلا و باندورا sp.، أصلاً بنسبة طول إلى قطر 3:1. لتحقيق نسبة الطول إلى القطر من 1:1، تركيزات عالية (> 100 ملم) من المعادن أوكسيانيونس مطلوب. بتركيز منخفض (< 5 مم) من أوكسيانيونس يمكن أن ينتج بطول قطرها نسبة 10:1، كما أن في الشكل 2، التي قد تنجم عن تدفق أوكسيانيونس، حظر الأنشطار الثنائي في البكتيريا. وأخيراً، لتحقيق نسبة طول إلى قطر 3:1، مثل ذلك في الشكل 3، مطلوب تركيز متوسطة (~ 20 ملم) من أوكسيانيونس. وقد أحدثت تشكيل قذائف كروية، مع نسبة الطول إلى القطر من 1:1، بمحركات البكتيرية التي تجعل نفسها تقليص تلك المساحة السطحية لتحقيق التوازن بين كمية أوكسيانيونس أثناء نزع فتيل أوكسيانيونس عبر غشاء الخلية. وتشير الأرقام الثلاثة معا إلى نسبة الطول إلى القطر يمكن ضبطها لمن 10:1 إلى 1:1 ببساطة عن طريق ضبط تركيز أوكسيانيونس.
إظهار رقم 4 و رقم 5 نانوحبيبات الحبوب من موليبدات الصوديوم في أحجام مختلفة: أصغر واحد يجري 15 شمال البحر الأبيض المتوسط، وشمال البحر الأبيض المتوسط 110 واحد أكبر. علما بأن ما زال في الشكل 5، على القذائف غير محطمة، الجسيمات من 110 شمال البحر الأبيض المتوسط يمكن أن تكون بالسلاسل إلى بعضها البعض، تشكيل قذائف المسامية. اكتسبت أكبر واحد عن طريق تذبذب درجة حرارة المرق تثقيف 5 مرات بين 25 درجة مئوية و 37 درجة مئوية، مع كل درجة حرارة دائمة ح 12. خلال التذبذب درجة الحرارة، لا يمكن إلا أن تنتج الحبوب بأحجام مختلفة لكن أيضا الإبقاء على الهيكل الجزئي كروية، مما يعني أننا يمكن أن تجعل كبسولات رقيقة جداً مع أحجام مختلفة من الحبوب، من 15 نانومتر إلى 110 نيوتن متر، فقط عن طريق التحكم في درجة الحرارة مرق .
ويبين الشكل 6 كسر الجدار مع الحبوب أكبر البقاء إلى جانب افتتاح الجدار. سمك الجدار هو حوالي 22 نانومتر والحبوب الأكبر عن 40-60 شمال البحر الأبيض المتوسط. قد يؤدي الاختلاف في الحجم من العمليات الأيضية المختلفة، التي لم تحدد بعد.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig1.jpg"> رقم 1: صورة SEM قذائف كروي مجوف مع نسبة الطول إلى القطر من 1:1. وقدم هذا الهيكل من تنغستات الصوديوم تفرز الطحالب شيوانيلا مع السكر كمصدر للكربون. طبع بإذن من جيه ECS الصلبة الدولة عشر وفني، 6 (3)، N3113 (2017). حقوق الطبع والنشر عام 2017، بمجتمع الكهروكيميائية. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig2.jpg"> رقم 2: "وزارة شؤون المرأة" صورة قذائف خيوط طويلة جوفاء بنسبة الطول إلى القطر 10:1- وقدم هذا الهيكل من موليبدات الصوديوم تفرز قبل sp. باندورايا مع السكر كمصدر للكربون. طبع بإذن من جيه ECS الصلبة الدولة عشر وفني، 6 (3)، N3113 (2017). حقوق الطبع والنشر عام 2017، بمجتمع الكهروكيميائية. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig3.jpg"> الشكل 3: SEM صورة كسر قذائف على شكل قضيب أجوف بنسبة طول إلى قطر 3:1- وقدم هذا الهيكل من تنغستات الصوديوم تفرز الطحالب شيوانيلا مع السكر كمصدر للكربون. طبع بإذن من جيه ECS الصلبة الدولة عشر وفني، 6 (3)، N3113 (2017). حقوق الطبع والنشر عام 2017، بمجتمع الكهروكيميائية. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig4.jpg"> رقم 4: صورة SEM قذائف موليبدات الصوديوم محطمة مع حجم جسيمات الحبوب 15 نانومتر. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig5.jpg"> رقم 5: صورة SEM قذائف موليبدات الصوديوم محطمة وغير محطمة مع حجم جسيمات الحبوب من 110 نانومتر. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57022/57022fig6.jpg"> رقم 6: صورة SEM قذائف أجوف مكسورة مع نسبة الطول إلى القطر من 1:1. وقدم هذا الهيكل من تنغستات الصوديوم تفرز الطحالب شيوانيلا مع السكر كمصدر للكربون. حبيبات بحجم حول 40-60 نانومتر شنق خارج shell حق القادم إلى حفرة كبيرة، بينما شل نفسه مصنوع من حبيبات بحجم حوالي 22 نانومتر. طبع بإذن من جيه ECS الصلبة الدولة عشر وفني، 6 (3)، N3113 (2017). حقوق الطبع والنشر عام 2017، بمجتمع الكهروكيميائية. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57022/57022fig6large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>

Watch this Scientific Journal Video about Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion at JoVE.com

Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion

ويعرض هذا العمل وضع بروتوكول لصنع الصوديوم تنغستات والصوديوم موليبدات كبسولات رقيقة جداً عن طريق البكتيريا وعلى جسيمات نانوية المقابلة.

توليف تنغستات الصوديوم والصوديوم موليبدات كبسولات رقيقة جداً عن طريق إفراز المعدنية البكتيرية

We present a method, the bacterial mineral excretion (BME), for synthesizing two kinds of microcapsules, sodium tungstate and sodium molybdate, and the ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Isolation and Preparation of Bacterial Cell Walls for Compositional Analysis by Ultra Performance Liquid Chromatography

عزل وإعداد جدران الخلايا البكتيرية للتحليل التركيبي بواسطة الترا الأداء الكروماتوغرافيا السائلة

The bacterial cell wall is critical for the determination of cell shape during growth and division, and maintains the mechanical integrity of cells in the ...

Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

إعداد سطحي والفعال للGlycopolymers نيون ثلاثي مكون عبر تسيطر عليها RAFT البلمرة

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and ...

A Method to Manipulate Surface Tension of a Liquid Metal via Surface Oxidation and Reduction

A طريقة لمعالجة التوتر السطحي من المعدن السائل عن طريق الأكسدة السطحية والحد من

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

تخليق البروتين Bioconjugates<em&gt; عبر</em&gt; سيستين-maleimide الكيمياء

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

إعداد وخصائص الحرارية عكسية عبر ربط الكيمياء المطاط عن طريق ديلز-ألدر

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ...

Preparation of Hollow Polystyrene Particles and Microcapsules by Radical Polymerization of Janus Droplets Consisting of Hydrocarbon and Fluorocarbon Oils

إعداد جزيئات البوليستيرين جوفاء وكبسولات رقيقة جداً من بلمرة جذرية من قطرات يانوس تتكون من النفط والغاز والزيوت الفلوروكربون

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) ...

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

تصنيع واختبار أيروجيلس الحفاز أعدت عن طريق استخراج فوق الحرجة السريع

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

تركيب أسلاك الاتحاد الأفريقي الركازة زمنياً عبر إليه نمو نشط السطح

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

A Rapid Synthesis Method for Au, Pd, and Pt Aerogels Via Direct Solution-Based Reduction

أسلوب توليف سريع للاتحاد الأفريقي و Pd أيروجيلس حزب العمال عن طريق الاختزال المباشر القائم على الحل

Here, a method to synthesize gold, palladium, and platinum aerogels via a rapid, direct solution-based reduction is presented. The combination of various ...

Extending the Lifespan of Soluble Lead Flow Batteries with a Sodium Acetate Additive

تمديد العمر الافتراضي للبطاريات القابلة للذوبان يؤدي تدفق مع مضافة خلات الصوديوم

In this report, we present a method for the construction of a soluble lead flow battery (SLFB) with an extended cycle life. By supplying an adequate ...