Name: bio-inspired polydopamine surface modification of nanodiamonds and its reduction of silver nanoparticles
Uploaded: 2018-11-14T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Bio-inspired Polydopamine Surface Modification of Nanodiamonds and Its Reduction of Silver Nanoparticles at JoVE.com

هذا البحث كان تدعمها "المؤسسة الوطنية للعلوم" (CCF 1814797) وجامعة ميسوري البحثية المجلس، مركز بحوث المواد، وكلية الفنون والعلوم في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا

1. إعداد الكواشف
تنبيه: الرجاء قراءة وفهم جميع صحائف بيانات السلامة المادية (MSDS) قبل الاستخدام. وبعضها من المواد الكيميائية السامة والمتفجرة. يرجى اتباع إجراءات معالجة خاصة ومتطلبات التخزين. أثناء إجراء تجريبي، استخدام معدات الحماية الشخصية مثل القفازات، ونظارات السلامة، و?...

<ol>
	<li>Mochalin, V. N., Shenderova, O., Ho, D., Gogotsi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+properties+and+applications+of+nanodiamonds.">The properties and applications of nanodiamonds.</a> Nature Nanotechnology. 7 (1), 11-23 (2011).</li><li>Kucsko, 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=Nanometre-scale+thermometry+in+a+living+cell.">Nanometre-scale thermometry in a living cell.</a> Nature. 500 (7460), 54-58 (2013).</li><li>Liu, 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=Origin+of+the+Robust+Catalytic+Performance+of+Nanodiamond-Graphene-Supported+Pt+Nanoparticles+Used+in+the+Propane+Dehydrogenation+Reaction.">Origin of the Robust Catalytic Performance of Nanodiamond-Graphene-Supported Pt Nanoparticles Used in the Propane Dehydrogenation Reaction.</a> ACS Catalysis. 7 (5), 3349-3355 (2017).</li><li>Chang, 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+Fluorescent+Nanodiamonds+Protein-Functionalized+for+Cell+Labeling+and+Targeting.">Highly Fluorescent Nanodiamonds Protein-Functionalized for Cell Labeling and Targeting.</a> Advanced Functional Materials. 23 (46), 5737-5745 (2013).</li><li>Ho, D., Wang, C. H., Chow, E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanodiamonds:+The+intersection+of+nanotechnology,+drug+development,+and+personalized+medicine.">Nanodiamonds: The intersection of nanotechnology, drug development, and personalized medicine.</a> Science Advances. 1 (7), 1500439 (2015).</li><li>Hsu, M. 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=Directly+thiolated+modification+onto+the+surface+of+detonation+nanodiamonds.">Directly thiolated modification onto the surface of detonation nanodiamonds.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 6 (10), 7198-7203 (2014).</li><li>Krueger, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diamond+Nanoparticles:+Jewels+for+Chemistry+and+Physics.">Diamond Nanoparticles: Jewels for Chemistry and Physics.</a> Advanced Materials. 20 (12), 2445-2449 (2008).</li><li>Turcheniuk, K., Trecazzi, C., Deeleepojananan, C., Mochalin, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salt-assisted+ultrasonic+deaggregation+of+nanodiamond.">Salt-assisted ultrasonic deaggregation of nanodiamond.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 8 (38), 25461-25468 (2016).</li><li>Akiel, R. D., Zhang, X., Abeywardana, C., Stepanov, V., Qin, P. Z., Takahashi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+Functional+DNA+Grafted+on+Nanodiamond+Surface+Using+Site-Directed+Spin+Labeling+and+Electron+Paramagnetic+Resonance+Spectroscopy.">Investigating Functional DNA Grafted on Nanodiamond Surface Using Site-Directed Spin Labeling and Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy.</a> Journal of Physical Chemistry B. 120 (17), 4003-4008 (2016).</li><li>Gaillard, 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=Peptide+nucleic+acid-nanodiamonds:+covalent+and+stable+conjugates+for+DNA+targeting.">Peptide nucleic acid-nanodiamonds: covalent and stable conjugates for DNA targeting.</a> RSC Advances. 4 (7), 3566-3572 (2014).</li><li>Zhang, 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=DNA-based+self-assembly+of+fluorescent+nanodiamonds.">DNA-based self-assembly of fluorescent nanodiamonds.</a> Journal of the American Chemical Society. 137 (31), 9776-9779 (2015).</li><li>Liu, W., 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=Fluorescent+Nanodiamond-Gold+Hybrid+Particles+for+Multimodal+Optical+and+Electron+Microscopy+Cellular+Imaging.">Fluorescent Nanodiamond-Gold Hybrid Particles for Multimodal Optical and Electron Microscopy Cellular Imaging.</a> Nano Letters. 16 (10), 6236-6244 (2016).</li><li>Lee, H., Dellatore, S. M., Miller, W. M., Messersmith, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mussel-inspired+surface+chemistry+for+multifunctional+coatings.">Mussel-inspired surface chemistry for multifunctional coatings.</a> Science. 318 (5849), 426-430 (2007).</li><li>Wang, C., Zhou, J., Wang, P., He, W., Duan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robust+Nanoparticle-DNA+Conjugates+Based+on+Mussel-Inspired+Polydopamine+Coating+for+Cell+Imaging+and+Tailored+Self-Assembly.">Robust Nanoparticle-DNA Conjugates Based on Mussel-Inspired Polydopamine Coating for Cell Imaging and Tailored Self-Assembly.</a> Bioconjugate Chemistry. 27 (3), 815-823 (2016).</li><li>Liu, R., Guo, Y., Odusote, G., Qu, F., Priestley, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Core-shell+Fe3O4+polydopamine+nanoparticles+serve+multipurpose+as+drug+carrier,+catalyst+support+and+carbon+adsorbent.">Core-shell Fe3O4 polydopamine nanoparticles serve multipurpose as drug carrier, catalyst support and carbon adsorbent.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 5 (18), 9167-9171 (2013).</li><li>Liu, 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=Dopamine+as+a+Carbon+Source:+The+Controlled+Synthesis+of+Hollow+Carbon+Spheres+and+Yolk-Structured+Carbon+Nanocomposites.">Dopamine as a Carbon Source: The Controlled Synthesis of Hollow Carbon Spheres and Yolk-Structured Carbon Nanocomposites.</a> Angewandte Chemie International Edition. 50 (30), 6799-6802 (2011).</li><li>Zeng, Y., Liu, W., Wang, Z., Singamaneni, S., Wang, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multifunctional+surface+modification+of+nanodiamonds+based+on+dopamine+polymerization.">Multifunctional surface modification of nanodiamonds based on dopamine polymerization.</a> Langmuir. 34 (13), 4036-4042 (2018).</li><li>Qin, S., 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=Dopamine@Nanodiamond+as+novel+reinforcing+nanofillers+for+polyimide+with+enhanced+thermal,+mechanical+and+wear+resistance+performance.">Dopamine@Nanodiamond as novel reinforcing nanofillers for polyimide with enhanced thermal, mechanical and wear resistance performance.</a> RSC Advances. 8 (7), 3694-3704 (2018).</li><li>Barras, A., Lyskawa, J., Szunerits, S., Woisel, P., Boukherroub, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+functionalization+of+nanodiamond+particles+using+dopamine+derivatives.">Direct functionalization of nanodiamond particles using dopamine derivatives.</a> Langmuir. 27 (20), 12451-12557 (2011).</li><li>Khanal, 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=Toward+Multifunctional+"Clickable"+Diamond+Nanoparticles.">Toward Multifunctional "Clickable" Diamond Nanoparticles.</a> Langmuir. 31 (13), 3926-3933 (2015).</li><li>Rad, M. H., Zamanian, A., Hadavi, S. M. M., Khanlarkhani, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Two-Stage+Kinetics+Model+for+Polydopamine+Layer+Growth.+A+Two-Stage+Kinetics+Model+for+Polydopamine+Layer+Growth.">A Two-Stage Kinetics Model for Polydopamine Layer Growth. A Two-Stage Kinetics Model for Polydopamine Layer Growth.</a> Macromolecular Chemistry and Physics. , 1700505 (2018).</li><li>Ball, V., Frari, D. D., Toniazzo, V., Ruch, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+polydopamine+film+deposition+as+a+function+of+pH+and+dopamine+concentration:+Insights+in+the+polydopamine+deposition+mechanism.">Kinetics of polydopamine film deposition as a function of pH and dopamine concentration: Insights in the polydopamine deposition mechanism.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 386 (1), 366-372 (2012).</li><li>Liu, Y., Ai, K., Lu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polydopamine+and+its+derivative+materials:+synthesis+and+promising+applications+in+energy,+environmental,+and+biomedical+fields.">Polydopamine and its derivative materials: synthesis and promising applications in energy, environmental, and biomedical fields.</a> Chemical Reviews. 114 (9), 5057-5115 (2014).</li><li>Hu, J., Wu, S., Cao, Q., Zhang, W. <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+core-shell+structured+alumina/Cu+microspheres+using+activation+by+silver+nanoparticles+deposited+on+polydopamine-coated+surfaces.">Synthesis of core-shell structured alumina/Cu microspheres using activation by silver nanoparticles deposited on polydopamine-coated surfaces.</a> RSC Advances. 6 (85), 81767-81773 (2016).</li><li>Orishchin, 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=Rapid+Deposition+of+Uniform+Polydopamine+Coatings+on+Nanoparticle+Surfaces+with+Controllable+Thickness.">Rapid Deposition of Uniform Polydopamine Coatings on Nanoparticle Surfaces with Controllable Thickness.</a> Langmuir. 33, 6046-6053 (2017).</li><li>Gonza&#769;lez, A. L., Noguez, C., Bera&#769;nek, J., Barnard, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size,+Shape,+Stability,+and+Color+of+Plasmonic+Silver+Nanoparticles.">Size, Shape, Stability, and Color of Plasmonic Silver Nanoparticles.</a> Journal of Physical Chemistry C. 118 (17), 9128-9136 (2014).</li><li>Muthuchamy, N., Gopalan, A., Lee, K. -. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+facile+strategy+for+higher+loading+of+silver+nanoparticles+onto+silica+for+efficient+catalytic+reduction+of+4-nitrophenol.">A new facile strategy for higher loading of silver nanoparticles onto silica for efficient catalytic reduction of 4-nitrophenol.</a> RSC Advances. 5 (93), 76170-76181 (2015).</li><li>Bastus, N. G., Comenge, J., Puntes, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetically+Controlled+Seeded+Growth+Synthesis+of+Citrate-Stabilized+Gold+Nanoparticles+of+up+to+200+nm:+Size+Focusing+versus+Ostwald+Ripening.">Kinetically Controlled Seeded Growth Synthesis of Citrate-Stabilized Gold Nanoparticles of up to 200 nm: Size Focusing versus Ostwald Ripening.</a> Langmuir. 27 (17), 11098-11105 (2011).</li><li>Jana, J., Gauri, S. S., Ganguly, M., Dey, S., Pal, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver+nanoparticle+anchored+carbon+dots+for+improved+sensing,+catalytic+and+intriguing+antimicrobial+activity.">Silver nanoparticle anchored carbon dots for improved sensing, catalytic and intriguing antimicrobial activity.</a> Dalton Transactions. 44 (47), 20692-20707 (2015).</li><li>Zamudio, 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=Efficient+anchoring+of+silver+nanoparticles+on+N-doped+carbon+nanotubes.">Efficient anchoring of silver nanoparticles on N-doped carbon nanotubes.</a> Small. 2 (3), 346-350 (2006).</li><li>Chen, K., Li, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modification+of+membranes+with+polydopamine+and+silver+nanoparticles+formed+in+situ+to+mitigate+biofouling.">Modification of membranes with polydopamine and silver nanoparticles formed in situ to mitigate biofouling.</a> U.S. Patent Application. , (2016).</li></ol>

توفر هذه المقالة بروتوكول مفصل الروغان السطحية من NDs مع طلاء دا مبلمرة الذاتي، والحد من Ag [(NH3)2]+ إلى أجنبس في طبقات المساعد الشخصي الرقمي (الشكل 3). الاستراتيجية التي قادرة على إنتاج سمك مختلف طبقات المساعد الشخصي الرقمي بمجرد تغيير تركيز جدول أعمال التنمية...

نانودياموندس (NDs)، مادة الكربون أساس رواية، اجتذبت قدرا كبيرا من الاهتمام في السنوات الأخيرة لاستخدامها في مختلف التطبيقات1،2. على سبيل المثال، توفير المساحات السطحية العالية من NDs الدعم محفز ممتاز للجسيمات النانوية المعدنية (NPs) بسبب الاستقرار الكيميائي فائقة والموصليه الحرارية3. وعلاوة على ذلك، NDs تلعب أدواراً هامة في بيو-التصوير والاستشعار الحيوي، وإيصال الأدوية بسبب تلك المعلقة توافق مع الحياة ونونتوكسيسيتي4،5.
لكفاءة توسيع قدراتها، أنها ذات قيمة متزاوجة الأنواع الفنية على السطوح من NDs، مثل البروتينات، والأحماض النووية، وجسيمات نانوية6. على الرغم من أن مجموعة متنوعة من المجموعات الوظيفية (على سبيل المثال.، الهيدروكسيل، الكربوكسيل، لاكتوني، إلخ) يتم إنشاؤها على أسطح NDs خلال على تنقية، غلة الاقتران من المجموعات الوظيفية لا تزال منخفضة جداً بسبب كثافة منخفضة لكل 7من المجموعة الكيميائية النشطة. وهذا يؤدي في NDs غير المستقرة، التي تميل إلى مجتمعة، والحد من زيادة تطبيق8.
حاليا، الطرق الأكثر شيوعاً المستخدمة في فونكتيوناليزي NDs، تصريف التساهمية باستخدام الكيمياء فوق خالية من النحاس9، الروابط التساهمية الببتيد الأحماض النووية (السلطة الوطنية الفلسطينية)10، وتجميعها ذاتيا الحمض النووي11. كما اقترح الالتفاف غير التساهمية لنظام قواعد البيانات الوطنية، بما في ذلك جيش صرب البوسنة معدلة الكربوهيدرات4، وطلاء12يمتلكهما. ومع ذلك، نظراً لأن هذه الأساليب مضيعة للوقت وغير كفء، من المرغوب فيه أنه يمكن تطوير طريقة بسيطة وقابلة للتطبيق عموما لتعديل أسطح NDs.
الدوبامين (DA)13، المعروف ناقل عصبي طبيعية في الدماغ، ويستخدم على نطاق واسع للالتزام والجسيمات النانوية، مثل الذهب جسيمات نانوية (أونبس)14و Fe2س315SiO216 فونكتيوناليزينج . الذاتي مبلمرة المساعد الشخصي الرقمي طبقات إثراء المجموعات الأمينية والفينوليه، التي يمكن استخدامها لتقليل الجسيمات النانوية المعدنية مباشرة أو لشل ثيول/أمين-تتضمن الجزيئات الحيوية في محلول مائي سهولة. وكان تطبيق هذا النهج بسيطة مؤخرا على فونكتيوناليزي NDs التي تشين وآخرون. ولدينا مختبر17،18، على الرغم من أن يعملن المشتقات دا لتعديل NDs عبر "انقر فوق الكيمياء" في دراسات سابقة19،20.
هنا، نحن تصف طريقة بسيطة تعديل سطح القائم على المساعد الشخصي الرقمي بكفاءة فونكتيوناليزيس NDs. باختلاف تركيز دا، يمكننا السيطرة سمك طبقة PDA من بضعة نانومتر إلى عشرات نانومتر. وباﻹضافة إلى ذلك، الجسيمات النانوية المعدنية مباشرة تخفيض واستقرت على سطح المساعد الشخصي الرقمي دون الحاجة إلى عوامل إضافية لتخفيض السامة. تعتمد أحجام جسيمات نانوية فضية على التركيزات المبدئية ل Ag [(NH3)2]+. يسمح هذا الأسلوب لترسب المساعد الشخصي الرقمي التي تسيطر عليها جيدا على أسطح NDs وتوليف ND مترافق أجنبس، الذي يمتد الأداء الوظيفي ل NDs هائلة كما يدعم منصات نانو ممتازة من محفز، بيو-التصوير، و السيرة الذاتية-أجهزة الاستشعار.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:839px;" width="838">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Nanodiamond</td>
			<td style="width:121px;">FND Biotech, Inc.</td>
			<td style="width:136px;">brFND-100</td>
			<td style="width:365px;">dispersed in water, and used without further purification</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dopamine hydrochloride</td>
			<td style="width:121px;">Sigma</td>
			<td style="width:136px;">H8502-25G</td>
			<td>prepare freshly</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Silver Nitrate</td>
			<td style="width:121px;">Fisher</td>
			<td style="width:136px;">S181-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ammonium Hydroxide</td>
			<td style="width:121px;">Fisher</td>
			<td style="width:136px;">A669S-500</td>
			<td>highly toxic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tris Hydrochloride</td>
			<td style="width:121px;">Fisher</td>
			<td style="width:136px;">BP153-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TEM grid carbon film</td>
			<td style="width:121px;">Ted Pella</td>
			<td style="width:136px;">01843-F</td>
			<td>300 mesh copper</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

bio-inspired polydopamine surface modification of nanodiamonds and its reduction of silver nanoparticles

لا تزال صعبة بسبب تنوع المجموعات الوظيفية على السطوح ND الروغان السطحية من نانودياموندس (NDs). هنا، نبدي بروتوكول بسيط لتعديل سطح متعدد الوظائف NDs باستخدام الطلاء بوليدوباميني مستوحاة من بلح البحر (PDA). وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون الطبقة الوظيفية للمساعد الشخصي الرقمي على NDs كعامل تخفيض لتوليف واستقرار الجسيمات النانوية المعدنية. يمكن الذاتي بلمرة الدوبامين (DA) وتشكل طبقات المساعد الشخصي الرقمي على الأسطح ND تلقائياً إذا NDs والدوبامين هي ببساطة مختلطة معا. يتم التحكم في سمك طبقة المساعد الشخصي الرقمي باختلاف تركيز جدول أعمال التنمية. وتبين أن نتيجة نموذجية بسمك من ~ 5 إلى ~ 15 نانومتر طبقة المساعد الشخصي الرقمي ويمكن الوصول إلى إضافة 50 إلى 100 ميكروغرام/مل دا إلى 100 نانومتر ND المعلقات. وعلاوة على ذلك، تستخدم المساعد الشخصي الرقمي--NDs كركيزة للحد من أيونات المعادن، مثل Ag [(NH3)2]+للفضة جسيمات نانوية (أجنبس). أحجام أجنبس الاعتماد على التركيزات المبدئية من Ag [(NH3)2]+. جنبا إلى جنب مع زيادة في تركيز Ag [(NH3)2]+، يزيد عدد مصادر القدرة النووية، فضلا عن أقطار مصادر القدرة النووية. وباختصار، هذه الدراسة ليس فقط يقدم طريقة سهلة لتعديل أسطح NDs مع المساعد الشخصي الرقمي، لكن كما يوضح وظائف محسنة لنظام قواعد البيانات الوطنية بترسيخ الأنواع المختلفة من الاهتمام (مثل أجنبس) للتطبيقات المتقدمة.

تم تحليل تشكيل طبقات المساعد الشخصي الرقمي على الأسطح ND بال (الشكل 1). ولوحظت سمك مختلفة من طبقات المساعد الشخصي الرقمي كأعلى تركيزات دا أدى إلى سمكا المساعد الشخصي الرقمي طبقات. وبالإضافة إلى ذلك، بعد تغيير فعل التغليف، لون الحل NDs من عديم اللون إلى الظلام...

Watch this Scientific Journal Video about Bio-inspired Polydopamine Surface Modification of Nanodiamonds and Its Reduction of Silver Nanoparticles at JoVE.com

Bio-inspired Polydopamine Surface Modification of Nanodiamonds and Its Reduction of Silver Nanoparticles

تعديل سطح بوليدوباميني المستوحاة من السيرة الذاتية نانودياموندس والحد منه من جسيمات فضة نانوية

ويقدم بروتوكول السطحية إلى أسطح نانودياموندس مع بوليدوباميني فونكتيوناليزي.

Surface functionalization of nanodiamonds (NDs) is still challenging due to the diversity of functional groups on the ND surfaces. Here, we demonstrate a ...

يمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على الأسئلة الرئيسية حول وظيفية السطح الفعالة لـ nanodiamond ، والتي لها تطبيقات واسعة في علوم المواد والطب الحيوي. يمكن استخدام هذه الطريقة لـ nanodiamonds. ويمكن أيضا أن تطبق على مواد أخرى، مثل الجسيمات النانوية المعدنية، والجسيمات النانوية المغناطيسية، أو الأسطح التي تحتاج إلى طلاء بيوبوليمر النشطة.في هذه الطريقة ، يتم funtionalized نانودياموندس مع طلاء البوليدوبامين ، لاصقة عالمية. يتم التحكم في سمك طبقة المساعد الشخصي الرقمي بشكل جيد من خلال تغيير تركيز الدوبامين. للبدء، قم بحل 30.29 غرام من مسحوق تريس HCl في 100 ميكرولترات من المياه الأيونية.نقل الحل إلى قارورة حجمية 250 ملليلتر. املأ القارورة إلى الخط بالماء المُؤين، ومزجها للحصول على عازلة حمضية HCl. من هذا الحل الأسهم، وإعداد 20 ملليلتر من 0.1 المولى تريس HCl العازلة عن طريق التخفيف التسلسلي.أثناء مراقبة المخزن المؤقت مع مقياس الأس هيدروفلوري، ضبط الأس هيدروكلوريك 8.5 باستخدام حمض حمض الحامض. المقبل, تمييع 0.02 ملليلتر من ملليغرام واحد لكل ملليلتر تعليق من 100 نانومتر أحادية البلورة نانودياموندز إلى ملليلتر واحد مع حاجز 8.5 تريسس الأسي. يحرك الخليط لمدة 10 دقائق للحصول على 0.02 ملليغرام لكل ملليلتر نانودياموند تعليق.ثم, حل 20 ملليغرام من هيدروكلوريد الدوبامين في مليلترين من 8.5 حمض حى 33 المخزن المؤقت, عن طريق دوامة لمدة 30 ثانية للحصول على مخزنة 10 مليغرام لكل ملليلتر حل هيدروكلوريد الدوبامين. إضافة خمسة, 7.5, أو 10 ميكرولترات من حل الدوبامين الطازجة أعدت إلى حل نانودياموند, اعتمادا على ما إذا كان التركيز النهائي هيدروكلوريد الدوبامين من 50, 75, أو 100 ملليغرام لكل ملليلتر هو المطلوب. بعد ضبط حجم التفاعل، يحرك بقوة الخليط في 25 درجة مئوية لمدة 12 ساعة في الظلام.ثم، نقل تعليق نانودياموندات المغلفة بالبوليدوبامين إلى أنبوب جهاز طرد مركزي 1.5 ملليلتر، والطرد المركزي في 16، 000 غرام لمدة ساعتين. إزالة افرا وغسل نانودياموندس ثلاث مرات مع أجزاء ملليلتر واحد من المياه deionized في 16، 000 غرام لمدة ساعة واحدة في كل مرة. ثم إضافة 200 ميكرولترات من المياه الأيونة إلى المواد الصلبة غسلها، sonicate الخليط لمدة 30 ثانية لإعادةسخط نانودياموندس المغلفة ببوليدوبامين.تخفيف تسلسلي 40 ميكرولترات من تعليق نانودياموندس المغلفة بالبوليدوبامين مرتين مع المياه الأيونية. ثم، قم بإذابة 100 ملليغرام من نترات الفضة في 10 ملليلتر من المياه الأيونية عن طريق الدوامة. في غطاء الدخان، إضافة الأمونيا مائي واحد الضرس إلى محلول نترات الفضة، قطرة، حتى شكل الترسب الأصفر، يهز دوريا الحل.مواصلة إضافة الأمونيا حتى يختفي الترسب للحصول على محلول من هيدروكسيد الفضة الديامين. على الفور إضافة إما 4.3 أو 6.4 ميكرولترات من محلول الفضة الديامين إلى 40 ميكرولترات من تشتت نانوديا المخفف، لتركيز نهائي من 0.4 أو 0.6 ملليغرام لكل ملليلتر على التوالي. بعد ذلك، ضبط وحدة التخزين إلى 100 ميكرولترات مع المياه الأيونية.سونيكات الخليط لمدة 10 دقائق. ثم، الطرد المركزي تشتت لمدة 15 دقيقة في 16،000 غرام لإزالة أيونات الفضة الحرة. تجاهل supernatant وغسل الفضة النانوية مزينة polydopamine المغلفة nanodiamonds عن طريق الطرد المركزي لهم ثلاث مرات في 100 أجزاء ميكرولتر من المياه غير المؤينة في 16، 000 غرام لمدة خمس دقائق في كل مرة.إضافة 100 ميكرولترات من المياه ديونيد إلى نانودياموندز الفضة مزينة وsedisperse لهم عن طريق سونيكيشن لمدة 30 ثانية. تميز نانودياموندس مع الأشعة فوق البنفسجية فيس المسح الطيفي من 250 إلى 550 نانومتر. بعد ذلك، قم بإيداع خمسة ميكروليتر من نانودياموندز الفضة المزينة بالجسيمات النانوية على شبكات النحاس المغلفة بالكربون التي يتم تنظيفها بالبلازما، والسماح لهم بالجلوس لمدة ثلاث دقائق.ثم، فتيلة بعيدا حل الزائدة مع ورقة مرشح. غسل كل شبكة ثلاث مرات عن طريق تطبيق قطرة من المياه الأيونية، والسماح لها الجلوس لمدة 15 ثانية، ومن ثم فتل بعيدا مع ورقة التصفية. السماح للهواء الشبكات الجافة قبل تصور العينات مع المجهر الإلكترون انتقال.تميل نانودياموندز غير المصقولة إلى تشكيل مجموعات ميكروسترات ومجاميع ، في حين شكلت نانودياموندس المغلفة بالبوليدوبامين تشتتًا جيدًا. نتج عن تركيزات الدوبامين أعلى في تشكيل طبقات البولي أورامين سمكا في السطوح نانودياموند. كان تشتت نانودياموند غير المصقول واضحًا وغير ملون.عند طلاء نانودياموندس مع طبقة البوليدوبامين سميكة من خمس نانومتر، بدا التشتت غائما والبني. أصبح مظهر التشتت أكثر قتامة تدريجيا مع طلاء البوليدوبامين سمكا. وكان الحد من الفضة الديامين على نانودياموندس المغلفة مع طبقة البوليدوتامين سميكة 15 نانومتر الأكثر نجاحا عندما كان تركيز هيدروكسيد الفضة ديامين 0.4 إلى 0.6 ملليغرام لكل ملليلتر.وكانت نانودياموندس التي تشكلت بتركيزات أقل صغيرة جداً بحيث لا يمكن دراستها بفعالية. وتشير قيم الامتصاص القصوى إلى أن الجسيمات النانوية التي تشكلت من 0.4 إلى 0.6 ملليغرام في المليلتر كانت أقطارها حوالي 20 و 30 نانومتر على التوالي. وأظهرت TEM أن الجسيمات النانوية الفضية المتولدة من محلول 0.4 ملليغرام لكل ملليلتر من الفضة الديامين كانت حوالي 24 نانومتراً، في حين أن الجسيمات النانوية المتولدة عن محلول 0.6 ملليغرام لكل ملليلتر كانت بعرض 28 نانومترًا.وكان عدد الجسيمات النانوية على الأسطح نانودياموند أيضا أكبر في أعلى تركيز الفضة الديامين. بعد استخدام هذا الإجراء، تم تشكيل نانودياموندس منتشرة جيدا مع سمك PDA يمكن السيطرة عليها. هذه التقنية تمهد الطريق للباحثين لاستكشاف تطبيقات نانودياموند للحافز، أجهزة الاستشعار البيولوجية، و nanocarriers.دون استخدام أي عامل خفض إضافي، يمكن لعملية تجسيد بمساعدة المساعد الشخصي الرقمي الحث على تشكيل الجسيمات النانوية الفضية عند الحد من السلائف المعدنية وشل حركتها على السطح المغلفة PDA. وبالإضافة إلى ذلك، تحتوي طبقات المساعد الشخصي الرقمي على مجموعات وظيفية مفتوحة يمكن استخدامها كذلك في الاقتران المتسلسل والجزيئات الحيوية المعدلة من أمين.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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 ...

Microfluidic Dry-spinning and Characterization of Regenerated Silk Fibroin Fibers

الغزل الجاف موائع جزيئية وتوصيف الألياف المجددة Fibroin الحرير

The protocol demonstrates a method for mimicking the spinning process of silkworm. In the native spinning process, the contracting spinning duct enables ...

Synthesis of Platinum-nickel Nanowires and Optimization for Oxygen Reduction Performance

تركيب أسلاك البلاتين والنيكل والأمثل للأكسجين الحد من الأداء

Platinum-nickel (Pt-Ni) nanowires were developed as fuel cell electrocatalysts, and were optimized for the performance and durability in the oxygen ...

Synthesis and Performance Characterizations of Transition Metal Single Atom Catalyst for Electrochemical CO2 Reduction

Synthesis and Performance Characterizations of Transition Metal Single Atom Catalyst for Electrochemical CO2 Reduction

التوليف والأوصاف الأداء من المعادن الانتقالية ذرة واحدة محفز للحد من2 CO الكهروكيميائية

This protocol presents both the synthesis method of the Ni single atom catalyst, and the electrochemical testing of its catalytic activity and selectivity ...

Ligand-Mediated Nucleation and Growth of Palladium Metal Nanoparticles

يجند بوساطة التنو ونمو البلاديوم معدنية جسيمات نانوية

The size, size distribution and stability of colloidal nanoparticles are greatly affected by the presence of capping ligands. Despite the key contribution ...

Surface Properties of Synthesized Nanoporous Carbon and Silica Matrices

خصائص سطح المركبة نانوبوروس الكربون ومصفوفات السليكا

In this work, we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon material (also called ordered mesoporous carbon material [OMC]) ...

Synthesis and Characterization of Amphiphilic Gold Nanoparticles

تركيب وتوصيف جسيمات نانوية الذهب أمفيفيليك

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of ...

Fabrication of Thin Film Silver/Silver Chloride Electrodes with Finely Controlled Single Layer Silver Chloride

تصنيع رقيقة فيلم الفضة / الفضة كلوريد أقطاب مع التحكم بدقة طبقة واحدة كلوريد الفضة

This paper aims to present a protocol to form smooth and well-controlled films of silver/silver chloride (Ag/AgCl) with designated coverage on top of thin ...