Name: synthesis of multi-walled carbon nanotubes modified with silver nanoparticles and evaluation of their antibacterial activities and cytotoxic properties
Uploaded: 2018-05-10T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Multi-walled Carbon Nanotubes Modified with Silver Nanoparticles and Evaluation of Their Antibacterial Activities and Cytotoxic Properties at JoV

Questo studio è stato sostenuto da Chung-Ang University Research Grants (2016) e dal programma di sviluppo di tecnologia Nano-materiale attraverso National Research Foundation di Korea(NRF) finanziato dal Ministero della scienza e ICT (n. 2017M3A7B8061942).

1. MWCNT ossidazione
<ol><li>Misura 30-50 mg di MWCNT in un flaconcino da 50 mL. Lentamente aggiungere 8 mL di H2così4: HNO3 soluzione (90% concentrazione iniziale, 3:1 vol/vol) di pipetta con puntali per pipette da 1 mL. Attenzione: Questa preparazione deve essere condotta in una cappa chimica.<ol>
<li>Consentire 30 min per la reazione esotermica completare.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sonicare la soluzione a 60-80 ° C e 160 W per 1 h fino a MWCNT si deposita nella parte inferiore dell...

<ol>
	<li>L&#246;ndahl, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+and+Biological+Properties+of+Bioaerosols.">Physical and Biological Properties of Bioaerosols.</a> Bioaerosol Detection Technologies. , 33-48 (2014).</li><li>Jennings, S., Moran, A., Carroll, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioaerosols+and+biofilms.">Bioaerosols and biofilms.</a> Biofilms in medicine, industry and environmental biotechnology. , 160-178 (2003).</li><li>Flemming, H. -. C., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biofilm+matrix.">The biofilm matrix.</a> Nature Reviews Microbiology. 8 (9), 623-633 (2010).</li><li>Lewis, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Riddle+of+biofilm+resistance.">Riddle of biofilm resistance.</a> Antimicrobial agents and chemotherapy. 45 (4), 999-1007 (2001).</li><li>Doronina, N. V., 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=Methylobacterium+suomiense+sp.+nov.+and+Methylobacterium+lusitanum+sp.+nov.,+aerobic,+pink-pigmented,+facultatively+methylotrophic+bacteria.">Methylobacterium suomiense sp. nov. and Methylobacterium lusitanum sp. nov., aerobic, pink-pigmented, facultatively methylotrophic bacteria.</a> International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 52 (3), 773-776 (2002).</li><li>Seo, Y., 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+activity+and+cytotoxicity+of+multiwalled+carbon+nanotubes+decorated+with+silver+nanoparticles.">Antibacterial activity and cytotoxicity of multiwalled carbon nanotubes decorated with silver nanoparticles.</a> International Journal of Nanomedicine. 9, 4621-4629 (2014).</li><li>Chen, X., Schluesener, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanosilver:+a+nanoproduct+in+medical+application.">Nanosilver: a nanoproduct in medical application.</a> Toxicologyletters. 176 (1), 1-12 (2008).</li><li>Singh, 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=Nanotechnology+in+medicine+and+antibacterial+effect+of+silver+nanoparticles.">Nanotechnology in medicine and antibacterial effect of silver nanoparticles.</a> Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures. 3 (3), 115-122 (2008).</li><li>Morones, J. R., 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=The+bactericidal+effect+of+silver+nanoparticles.">The bactericidal effect of silver nanoparticles.</a> Nanotechnology. 16 (10), 2346 (2005).</li><li>Martinez-Castanon, G., 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=Synthesis+and+antibacterial+activity+of+silver+nanoparticles+with+different+sizes.">Synthesis and antibacterial activity of silver nanoparticles with different sizes.</a> Journal of Nanoparticle Research. 10 (8), 1343-1348 (2008).</li><li>Lok, C. -. N., 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=Silver+nanoparticles:+partial+oxidation+and+antibacterial+activities.">Silver nanoparticles: partial oxidation and antibacterial activities.</a> JBIC Journal of Biological Inorganic Chemistry. 12 (4), 527-534 (2007).</li></ol>

Qui, segnaliamo un metodo semplice per la preparazione di MWCNT con nanoparticelle di Ag depositate. Questo nanomateriale contenenti argento dimostra notevole attività antibatterica e minimo potenziale di assorbimento incontrollato delle nanoparticelle d'argento nel corpo. Dimostriamo che 30 µ g/mL di sintetizzato Ag-MWCNT è un efficace livello di attività antibatterica contro le speci Methylobacterium con trascurabile citotossicità per le cellule di fegato dei mammiferi. Anche se ulteriori miglioramenti e ...

L'obiettivo finale di questo studio è di rendere ecologici nanomateriali antibatterici che possono inibire la crescita di batteri che forma biofilm. Questi nanomateriali antibatterici hanno il potenziale per superare i problemi di resistenza di tossicità e Antibiotico di antibiotici composti chimici o di prodotti chimici comunemente usati. Un biofilm è una sostanza polimerica extracellulare idratata (EPS) che è composta da polisaccaridi, proteine, acidi nucleici e lipidi1,2. Biofilm impediscono l'intrusione di sostanze estranee e aiutano i batteri crescono vigorosamente3,4. Biofilm causano odori e malattie infettive croniche5,6. Methylobacterium spp., ad esempio, cresce aderendo ai luoghi dove l'acqua è sempre presente o dove è difficile garantire l'eradicazione batterica su una base continua, come scambiatori di calore del condizionatore d'aria, bagni con doccia e dispositivi medici. Questi tipi di biofilm causano odori e malattie infettive croniche5,6.
In genere, prodotti chimici o antibiotici composti chimici vengono utilizzati per inibire la crescita di batteri che formano biofilm. La comparsa di batteri resistenti agli antibiotici e le preoccupazioni circa sicurezza in vivo delle sostanze chimiche stanno determinando l'esigenza di sviluppare nuovi materiali per prevenire la formazione di biofilm e di inibire la crescita di batteri.
In questo studio, antimicrobici nanomateriali sono sintetizzati che sono esenti da tossicità e resistenza agli antibiotico. L'argento è una sostanza antimicrobica ben nota, e recenti sviluppi nella nanoscienza e nanotecnologia hanno portato alla ricerca attiva in effetti antimicrobici di nanoparticelle metalliche7,8. Studi recenti hanno riferito che le dimensioni ridotte e l'elevato rapporto superficie-volume delle nanoparticelle di provocare una maggiore attività antibatterica9,10,11.
I nanomateriali presentati qui combinano le nanoparticelle d'argento con maggiore proprietà antimicrobiche e nanotubi di carbonio con un alto allungamento, aumentando così la superficie per unità di volume. Il composito di nanotubi fabbricato delle nanoparticelle d'argento-carbonio esibisce notevoli proprietà antimicrobiche e minima tossicità per le cellule umane e animali. I processi sintetici negli studi precedenti utilizzano pericolosi agenti riducenti quali NaBH4, formammide, dimetilformammide e idrazina. Il processo è complicato, pericoloso e richiede molto tempo. Il processo sintetico segnalato qui utilizza l'etanolo come agente riduttore significativamente meno pericoloso.
L'area di inibizione e la concentrazione minima battericida (MBC) per l'Ag-MWCNT sono stati misurati; Live/Dead e saggi di Trypan Blue sono stati usati per misurare la tossicità e proprietà antibatteriche. Concentrazione inibitoria minima (MIC) e saggi di tossicità mitocondriale (MTT) non sono stati effettuati a causa del colore insolito i nanotubi di carbonio che avrebbe interferito con i dosaggi. Infine, è stata determinata la concentrazione minima per prevenire la crescita di Methylobacterium spp senza influire sulle cellule di mammiferi.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.1 N silver nitrate</td>
			<td>SIGMA-ALDRICH</td>
			<td>1090811000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon nanotube, multi-walled</td>
			<td>Tokyo Chemical Industry Co., LTD</td>
			<td>308068-56-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>R2A agar</td>
			<td>MBcell</td>
			<td>MB-R1129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>R2A broth</td>
			<td>MBcell</td>
			<td>MB-R2230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylobacterium spp.</td>
			<td>KCTC</td>
			<td>12618</td>
			<td>from Korea Collection for Type Cultures Daejeon Korea 12618, Daejon, Korea</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LIVE/DEAD Cell imaging Kit</td>
			<td>ThermoFisher SCIENTIFIC</td>
			<td>R37601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AML12</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>from Chungnam University, Dajeon, Korea</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>human PBMC</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>PCS-800-011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TEM</td>
			<td>JEOL</td>
			<td>JEM-2100F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XRD</td>
			<td>Rigaku</td>
			<td>D/MAX 2500</td>
			<td>Cu K photon source (40kV, 100mA)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>JuLI Br</td>
			<td>NanoEnTek</td>
			<td>JULI-BRSC&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of multi-walled carbon nanotubes modified with silver nanoparticles and evaluation of their antibacterial activities and cytotoxic properties

In questo studio, nanotubi di carbonio multi-parete (MWCNT) sono stati trattati con una soluzione acquosa di acido solforico per formare un gruppo funzionale di base di ossigeno. MWCNT d'argento sono stati preparati dalla deposizione riduttiva di argento da una soluzione acquosa di AgNO3 sulla MWCNT ossidato. Dato il colore unico del CNT, non era possibile applicarli alla concentrazione minima inibente o saggi di tossicità mitocondriale per valutare la tossicità e proprietà antibatteriche, poiché potrebbe interferire con i dosaggi. La zona di inibizione e la concentrazione minima battericida per l'Ag-MWCNT sono stati misurati e Live/Dead e saggi di Trypan Blue sono stati usati per misurare le proprietà antibatteriche e tossicità senza interferire con il colore del CNT.

Immagini di microscopia elettronica (TEM) di trasmissione confermano la formazione di Ag-MWCNT (Figura 1A e 1B). Loro successo sintesi è stata confermata dal cambiamento in carica superficiale. È stata calcolata la dimensione delle particelle Ag depositato sul MWCNT (Figura 1). La dimensione media delle particelle era approssimativamente 3,83 nm. Il modello XRD di come sintetizzato Ag-MWCNT è illustrato nella...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Multi-walled Carbon Nanotubes Modified with Silver Nanoparticles and Evaluation of Their Antibacterial Activities and Cytotoxic Properties at JoV

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

In questo studio, nanomateriali antimicrobici sono stati sintetizzati da ossidazione acida di nanotubi di carbonio e riduttiva successiva deposizione di nanoparticelle d'argento. Test di citotossicità ed attività antimicrobica sono stati effettuati con i nanomateriali come preparato.

Sintesi di nanotubi di carbonio Multi-parete modificati con nanoparticelle di argento e valutazione dell'attività antibatterica e proprietà citotossiche

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Solid-phase Submonomer Synthesis of Peptoid Polymers and their Self-Assembly into Highly-Ordered Nanosheets

Sintesi in fase solida Submonomer dei Polimeri Peptoid e il loro self-assembly in altamente ordinato nanosheets

Peptoids are a novel class of biomimetic, non-natural, sequence-specific heteropolymers that resist proteolysis, exhibit potent biological activity, and ...

Ricerca

Bioingegneria

Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma

Sintesi simultanea di nanotubi a parete singola carbonio e del grafene in un Plasma Arc magneticamente avanzata

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very ...

Gold Nanostar Synthesis with a Silver Seed Mediated Growth Method

Sintesi Nanostar oro con un metodo d&#39;argento crescita Seed Mediated

The physical, chemical and optical properties of nano-scale colloids depend on their material composition, size and shape 1-5. There is a great interest ...

High-throughput Synthesis of Carbohydrates and Functionalization of Polyanhydride Nanoparticles

High-throughput sintesi dei carboidrati e funzionalizzazione di nanoparticelle polianidride

Transdisciplinary approaches involving areas such as material design, nanotechnology, chemistry, and immunology have to be utilized to rationally design ...

Evaluation of Polymeric Gene Delivery Nanoparticles by Nanoparticle Tracking Analysis and High-throughput Flow Cytometry

Valutazione della consegna del gene polimerici Nanoparticelle per l&#39;analisi delle nanoparticelle Monitoraggio e High-throughput Citometria a Flusso

Non-viral gene delivery using polymeric nanoparticles has emerged as an attractive approach for gene therapy to treat genetic diseases1 and as a ...

Localization and Relative Quantification of Carbon Nanotubes in Cells with Multispectral Imaging Flow Cytometry

Localizzazione e quantificazione relativa dei nanotubi di carbonio in cellule con immagini multispettrali Citometria a Flusso

Carbon-based nanomaterials, like carbon nanotubes (CNTs), belong to this type of nanoparticles which are very difficult to discriminate from carbon-rich ...

Fabrication of a Functionalized Magnetic Bacterial Nanocellulose with Iron Oxide Nanoparticles

Realizzazione di un funzionalizzato magnetico batterica Nanocellulose con nanoparticelle di Ossido di Ferro

In this study, bacterial nanocellulose (BNC) produced by the bacteria Gluconacetobacter xylinus is synthesized and impregnated in situ with iron oxide ...

Microwave-driven Synthesis of Iron Oxide Nanoparticles for Fast Detection of Atherosclerosis

Forno a microonde-driven sintesi di ossido di ferro Nanoparticelle per il rilevamento rapido di aterosclerosi

A fast and reproducible microwave-driven protocol has been developed for the synthesis of neridronate-functionalized nanoparticles. Starting from the ...

Engineering Molecular Recognition with Bio-mimetic Polymers on Single Walled Carbon Nanotubes

Ingegneria riconoscimento molecolare con polimeri bio-mimetici sui singoli Walled nanotubi di carbonio

Semiconducting single-wall carbon nanotubes (SWNTs) are a class of optically active nanomaterial that fluoresce in the near infrared, coinciding with the ...

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

Produzione di nanoparticelle metalliche mediante ablazione laser pulsata nei liquidi: uno strumento per studiare le proprietà antibatteriche delle nanoparticelle

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