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

Это исследование было поддержано Национальный научный фонд (ХДФ 1814797) и Университет Миссури исследования Совет, материалы научно-исследовательский центр и колледж искусств и науки в Миссури университета науки и технологии

1. Подготовка реагентов
ВНИМАНИЕ: Прочитайте и понять все соответствующие паспорта безопасности материалов (MSDS) перед использованием. Некоторые из химических веществ, токсичных и летучих. Пожалуйста, следуйте специальной обработки процедур и требований к хранилищу. Во вр...

<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>

Эта статья предоставляет подробный протокол для поверхности функционализации NDs с самостоятельной полимеризованной да покрытием и сокращение Ag [(NH3)2]+ для AgNPs на КПК слоев (рис. 3). Стратегия способен производить различные толщины слоев КПК, просто измен?...

Наноалмазов (NDs), Роман материалов на основе углерода, привлекли большое внимание в последние годы для использования в различных приложениях1,2. Например высокие поверхности области NDs обеспечивают отличные катализатора поддержку металлических наночастиц (NPs) из-за их супер-химическая стабильность и теплопроводность3. Кроме того NDs играть значительную роль в био изображений, био зондирования и доставки лекарств из-за их выдающийся биосовместимость и нетоксичности4,5.
Эффективно расширить свои возможности, он ценен для конъюгата функциональных видов на поверхностях NDs, такие как белки, нуклеиновые кислоты и наночастиц6. Хотя целый ряд функциональных групп (например., гидроксил, карбоксильные, лактон, и т.д.), создаются на поверхностях NDs во время их очистки, доходности спряжение функциональных групп по-прежнему очень низки из-за низкой плотности каждого Активные химические группы7. Это приводит к нестабильной NDs, которые склонны агрегат, дальнейшего ограничения приложения8.
В настоящее время наиболее распространенные методы, используемые для functionalize NDs, являются ковалентных конъюгации с использованием меди бесплатно нажмите химия9, ковалентная связь пептид нуклеиновые кислоты (PNA)10, и собственн-собранные ДНК11. Также было предложено non ковалентные обтекания NDs, включая углеводы модифицированные BSA4и HSA12покрытие. Однако потому что эти методы являются неэффективными и занимают много времени, желательно разработать простой и общеприменимых метод для изменения поверхности NDs.
Допамин (DA)13, известный как естественных нейромедиаторов в головном мозге, широко используется для присоединения и functionalizing наночастиц, например наночастиц золота (AuNPs)14, Fe2O315и SiO216 . Самостоятельно полимеризованной КПК слои обогатить аминокислот и фенольных групп, которые могут быть далее использованы непосредственно сократить металлические наночастицы или легко иммобилизации биомолекул тиоловых/Амин содержащих на водный раствор. Этот простой подход был недавно применен к functionalize NDs Цинь и др. и наша лаборатория17,18, хотя да производные использовались для изменения NDs через нажмите химии в более ранних исследованиях19,20.
Здесь мы описываем метод простой модификации поверхности КПК, который эффективно functionalizes NDs. Варьируя концентрацию Да, мы можем контролировать толщину слоя КПК от нескольких нанометров до десятков нанометров. Кроме того металлические наночастицы непосредственно сократить и стабилизировался на поверхности КПК без необходимости в дополнительном сокращении токсичных агентов. Размеров наночастиц серебра зависят от начальной концентрации Ag [(NH3)2]+. Этот метод позволяет хорошо контролируемых осаждения КПК на поверхностях NDs и синтез ND проспряганное AgNPs, , который значительно расширяет функциональность NDs поддерживает отличные нано платформы катализатора, био изображений, как и Био датчики.

<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

Функционализация поверхности наноалмазов (NDs) по-прежнему сложной ввиду разнообразия функциональных групп на поверхностях ND. Здесь мы демонстрируем простой протокол для многофункциональных модификации поверхности NDs с помощью покрытия мидий вдохновил polydopamine (PDA). Кроме того функциональный слой КПК на NDs может служить восстанавливающего агента синтезировать и стабилизировать металлических наночастиц. Допамин (DA) могут самостоятельно полимеризоваться и спонтанно образуют слои КПК на поверхностях ND если NDs и допамина просто смешать. Толщина слоя КПК контролируется различной концентрации DA. Типичный результат показывает, что толщиной ~ 5 до ~ 15 Нм КПК слоя может быть достигнуто путем добавления 50-100 мкг/мл да 100 Нм ND суспензий. Кроме того, КПК-NDs используются как субстрат для уменьшения ионов металлов, таких как Ag [(NH3)2]+, серебряные наночастицы (AgNPs). Размеры AgNPs полагаются на начальных концентраций Ag [(NH3)2]+. Наряду с увеличением концентрации Ag [(NH3)2]+, увеличивает количество NPs, а также диаметры NPs. В целом это исследование не только представляет снисходительный метод для изменения поверхности NDs с КПК, но также демонстрирует расширение функциональности NDs, закрепления различных видов интерес (например, AgNPs) для сложных приложений.

Формирование КПК слоев на поверхности ND были проанализированы ТЕА (рис. 1). Разной толщины слоев КПК были замечены как более высокие концентрации Да, привело к более толстые слои КПК. Кроме того после инкапсуляции реакции, цвет раствора NDs изменения от бе...

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

Био вдохновил Polydopamine поверхности модификация наноалмазов и его сокращение наночастиц серебра

Легковесные протокол представляется functionalize поверхности наноалмазов с polydopamine.

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

Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы об эффективной поверхностной функционализации наноалмаза, которые имеют широкое применение в материаловедения и биомедицины. Этот метод может быть использован для наноалмазов. Он также может быть применен для других материалов, таких как металлические наночастицы, магнитные наночастицы, или поверхностей, которые нуждаются в активном покрытии биополимера.В этом методе, nanodiamonds funtionalized с покрытием polydopamine, всеобщий клей. Толщина слоя КПК хорошо контролируется путем изменения концентрации допамина. Для начала растворите 30,29 грамма порошка Tris HCl в 100 микролитров деионизированной воды.Перенесите раствор в объемную колбу объемом 250 миллилитров. Заполните колбу до линии с деионизированной водой, и смешать его, чтобы получить один моляр tris HCl буфера. Из этого стокового раствора подготовьем 20 миллилитров буфера 0,1 моляра tris HCl путем серийного разбавления.При мониторинге буфера с рН метр, настроить рН до 8,5 с помощью одного молярной соляной кислоты. Далее разбавляют 0,02 миллилитров по миллиграмму на миллилитровую подвеску 100 нанокристаллических нанокристаллических наноалмазов до одного миллилитра с буфером pH 8.5 tris. Перемешать смесь в течение 10 минут, чтобы получить 0,02 миллиграмма на миллилитр наноалмазной подвески.Затем растворите 20 миллиграммов гидрохлорида допамина в двух миллилитрах буфера рН 8,5 трис, вихрев в течение 30 секунд, чтобы получить буферный 10 миллиграмм на миллилитр раствора гидрохлорида допамина. Добавьте пять, 7,5 или 10 микролитров свежеприготовленного раствора допамина в раствор наноалмаза, в зависимости от того, желательно ли окончательную концентрацию гидрохлорида допамина в 50, 75 или 100 миллиграмм на миллилитр. После регулировки объема реакции, энергично перемешать смесь при 25 градусов по Цельсию в течение 12 часов в темноте.Затем перенесите суспензию наноалмазных наноалмазов с покрытием по полисопамина в 1,5 миллилитровую центрифугу и центрифуг на 16 000 г в течение двух часов. Удалить супернатант и мыть наноалмазы три раза с одной миллилитр части деионизированной воды на 16000 г в течение одного часа каждый раз. Затем добавьте 200 микролитров деионизированной воды в промытые твердые тела, и sonicate смесь в течение 30 секунд, чтобы перезаработать полидопамин покрытием наноалмазов.Серийно разбавляют 40 микролитров суспензией наноалмазов с полинопамином дважды деионизированной водой. Затем растворите 100 миллиграммов нитрата серебра в 10 миллилитров деионизированной воды вихрем. В дымовой капот, добавить один молярный акливы аммиака в раствор нитрата серебра, dropwise, пока желтый осадок формы, периодически встряхивая раствор.Продолжайте добавлять аммиак до тех пор, пока осадок не исчезнет, чтобы получить раствор гидроксида диамина серебра. Немедленно добавьте 4,3 или 6,4 микролитера раствора диаминового серебра в 40 микролитров разбавленной дисперсии наноалмаза, для окончательной концентрации 0,4 или 0,6 миллиграмма на миллилитр соответственно. После этого отрегулируйте объем до 100 микролитров с деионизированной водой.Sonicate смесь в течение 10 минут. Затем центрифуга дисперсии в течение 15 минут при 16000 г, чтобы удалить свободные ионы серебра. Откажитесь от супернатанта и вымойте серебряные наночастицы, украшенные наноалдопатами, центрифугированные их три раза в 100 порциях деионизированной воды на 16 000 г в течение пяти минут каждый раз.Добавьте 100 микролитров деионизированной воды в серебряные наночастицы, украшенные наноалмазами, и переделит их с помощью звуковых данных в течение 30 секунд. Характеризовать наноалмазы с помощью УФ-виз спектроскопии сканирования от 250 до 550 нанометров. Далее, депозит пять микролитров серебряных наночастиц украшенные наноалмазы на плазме очистке углерода покрытием медных сеток, и пусть они сидят в течение трех минут.Затем, фитиль от избыточного раствора с фильтровальной бумагой. Вымойте каждую сетку три раза, применяя каплю деионизированной воды, позволяя ей сидеть в течение 15 секунд, а затем wicking его прочь с фильтровальной бумагой. Пусть сетки высохнут перед визуализацией образцов с помощью электронной микроскопии передачи.Неокрашенные наноалмазы, как правило, образуют микрокластеры и агрегаты, в то время как наноалмазы с полисопамином образуют хорошие дисперсии. Более высокие концентрации допамина привели к образованию более толстых слоев полипопамина в наноалмазных поверхностях. Неокрашенная дисперсия наноалмаза была ясной и бесцветной.При покрытии наноалмазов слоем полидоопамина толщиной в пять нанометров дисперсия оказалась облачной и коричневой. Внешний вид дисперсии становился все темнее с более толстыми полидопофирными покрытиями. Снижение диаминового серебра на наноалмазах, покрытых 15 нанометров толщиной слой полидопамина был наиболее успешным, когда концентрация гидроксида диамина серебра была от 0,4 до 0,6 миллиграмма на миллилитр.Наноалмазы, образоваваемые при более низких концентрациях, были слишком малы, чтобы их можно было эффективно изучать. Максимальные значения абсорбтора показали, что наночастицы, образоваваемые из 0,4-0,6 миллиграмма на миллилитрные растворы, имеют диаметр примерно 20 и 30 нанометров соответственно. TEM показал, что серебряные наночастицы, генерируемые из 0,4 миллиграмма на миллилитр диаминового серебра, были около 24 нанометров в ширину, в то время как наночастицы, генерируемые из 0,6 миллиграмма на миллилитр раствора были около 28 нанометров в ширину.Количество наночастиц на поверхностях наноалмаза было также больше при более высокой концентрации диаминового серебра. После использования этой процедуры образовались хорошо рассеянные наноалмазы с управляемой толщиной КПК. Этот метод прокладывает путь для исследователей для изучения наноалмазных приложений для катализаторов, биосенсоров и нанокарьеров.Без использования какого-либо дополнительного уменьшального агента процесс материализации с помощью КПК может вызвать образование наночастиц серебра при уменьшении металлических прекурсоров и обездвижить их на поверхности с покрытием КПК. Кроме того, слои КПК содержат открытые функциональные группы, которые могут быть дополнительно использованы для спряжения серийных и модифицированных амином биомолекул.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Метод манипулировать поверхностное натяжение жидкого металла с помощью поверхностного окисления и восстановления

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

Microfluidic сухой-спиннинг и характеристика регенерированного шелка Фиброин волокон

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

Синтез нанопроволоки платины никелевые и оптимизации производительности сокращения кислородная

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

Синтез и характеристики производительности переходных металлов один атом катализатора для электрохимических CO2 сокращения

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

Лиганд опосредованной зарождения и роста наночастиц металла палладия

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

Свойств поверхности синтезированных нанопористого углерода и кремния матрицы

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

Синтез и характеристика амфифилических золотых наночастиц

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

Изготовление тонкопленочных серебряных/серебряных хлоридных электродов с мелко контролируемым однослойным хлоридом серебра

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 ...