Name: synthesis of functionalized magnetic nanoparticles, their conjugation with the siderophore feroxamine and its evaluation for bacteria detection
Uploaded: 2020-06-16T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Functionalized Magnetic Nanoparticles, Their Conjugation with the Siderophore Feroxamine and its Evaluation for Bacteria Detection at JoVE.com

Forfatterne anerkender taknemmeligt professor Klaus Hantke (Universitetet i Tübingen, Tyskland) for venligt at levere Yersinia enterocolitica stammer, der anvendes i dette arbejde. Dette arbejde blev støttet af tilskud AGL2015-63740-C2-1/2-R og RTI2018-093634-B-C21/C22 (AEI/FEDER, EU) fra det statslige agentur for forskning (AEI) i Spanien, der er medfinansieret af FEDER-programmet fra Den Europæiske Union. Arbejdet på Universitetet i Santiago de Compostela og University of A Coruña blev også støttet af tilskud GRC2018/018, GRC2018/039 og ED431E 2018/03 (CICA-INIBIC strategisk gruppe) fra Xunta de Galicien. Endelig vil vi gerne takke Nuria Calvo for hendes store samarbejde gør voice-off denne video protokol.

BEMÆRK: For de reaktioner, der blev udført under inert atmosfæreforhold, blev alt glasvarer tidligere tørret i en ovn ved 65 °C, forseglet med en gummiskille og renset med argon tre gange.
1. Syntese af magnetiske nanopartikler konjugeret med feroxamin
<ol><li>Syntese af Fe3O4 magnetiske nanopartikler (MNPs)<ol>
<li>Der tilsættes 0,5 g Fe(acac)3 i et 20 ml glashætteglas, og der blandes derefter med 10 ml benzylalkohol.</li>
		<li>Soniker denne blanding...

<ol>
	<li>Pan, Y., Du, X., Zhao, F., Xu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+nanoparticles+for+the+manipulation+of+proteins+and+cells.">Magnetic nanoparticles for the manipulation of proteins and cells.</a> Chemical Society Reviews. 41 (7), 2912-2942 (2012).</li><li>Zheng, T., Nolan, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Siderophore-based+detection+of+Fe(III)+and+microbial+pathogens.">Siderophore-based detection of Fe(III) and microbial pathogens.</a> Metallomics. 4, 866-880 (2012).</li><li>Hider, R. C., Kong, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemistry+and+biology+of+siderophores.">Chemistry and biology of siderophores.</a> Natural Product Reports. 27 (5), 637-657 (2010).</li><li>Sandy, M., Butler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+Iron+Acquisition:+Marine+and+Terrestrial+Siderophores.">Microbial Iron Acquisition: Marine and Terrestrial Siderophores.</a> Chemical Reviews. 109 (10), 4580-4595 (2010).</li><li>Pinna, N., Grancharov, S., Beato, P., Bonville, P., Antonietti, M., Niederberger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetite+Nanocrystals+:+Nonaqueous+Synthesis,+Characterization.">Magnetite Nanocrystals : Nonaqueous Synthesis, Characterization.</a> Chemistry of Materials. 17 (15), 3044-3049 (2005).</li><li>Li, Y. S., Church, J. S., Woodhead, A. L., Moussa, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+characterization+of+silica+coated+iron+oxide+magnetic+nano-particles.">Preparation and characterization of silica coated iron oxide magnetic nano-particles.</a> Spectrochimica Acta - Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 76 (5), 484-489 (2010).</li><li>Chen, J. P., Yang, P. C., Ma, Y. H., Tu, S. J., Lu, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+delivery+of+tissue+plasminogen+activator+by+binding+to+silica-coated+magnetic+nanoparticle.">Targeted delivery of tissue plasminogen activator by binding to silica-coated magnetic nanoparticle.</a> International Journal of Nanomedicine. 7, 5137-5149 (2012).</li><li>El-Boubbou, K., Gruden, C., Huang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+glyco-nanoparticles:+a+unique+tool+for+rapid+pathogen+detection,+decontamination,+and+strain+differentiation.">Magnetic glyco-nanoparticles: a unique tool for rapid pathogen detection, decontamination, and strain differentiation.</a> Journal of the American Chemical Society. 129 (44), 13392-13393 (2007).</li><li>Mart&#237;nez-Matamoros, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+functionalized+magnetic+nanoparticles+conjugated+with+feroxamine+and+their+evaluation+for+pathogen+detection.">Preparation of functionalized magnetic nanoparticles conjugated with feroxamine and their evaluation for pathogen detection.</a> RSC Advances. 9 (24), 13533-13542 (2019).</li><li>Cozar, O., 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=Raman+and+surface-enhanced+Raman+study+of+desferrioxamine+B+and+its+Fe(III)+complex,+ferrioxamine+B.">Raman and surface-enhanced Raman study of desferrioxamine B and its Fe(III) complex, ferrioxamine B.</a> Journal of Molecular Structure. 788 (1-3), 1-6 (2006).</li><li>Shebanova, O. N., Lazor, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterisation+of+a-C:H+and+oxygen-containing+Si:C:H+films+by+Raman+spectroscopy+and+XPS.">Characterisation of a-C:H and oxygen-containing Si:C:H films by Raman spectroscopy and XPS.</a> Journal of Solid State Chemistry. 174 (4), 424-430 (2003).</li><li>Gonz&#225;lez, P., Serra, J., Liste, S., Chiussi, S., Le&#243;n, B., P&#233;rez-Amor, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectroscopic+study+of+bioactive+silica+based+glasses.">Raman spectroscopic study of bioactive silica based glasses.</a> Journal of Non-Crystalline Solids. 320 (12), 92-99 (2003).</li><li>Veres, 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=Characterisation+of+a-C:H+and+oxygen-containing+Si:C:H+films+by+Raman+spectroscopy+and+XPS.">Characterisation of a-C:H and oxygen-containing Si:C:H films by Raman spectroscopy and XPS.</a> Diamond and Related Materials. 14 (3-7), 1051-1056 (2005).</li><li>You, 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=Visualization+and+investigation+of+Si-C+covalent+bonding+of+single+carbon+nanotube+grown+on+silicon+substrate.">Visualization and investigation of Si-C covalent bonding of single carbon nanotube grown on silicon substrate.</a> Applied Physics Letters. 93 (10), 103111-103113 (2008).</li><li>Graf, 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=XPS+and+NEXAFS+studies+of+aliphatic+and+aromatic+amine+species+on+functionalized+surfaces.">XPS and NEXAFS studies of aliphatic and aromatic amine species on functionalized surfaces.</a> Surface Science. 603 (18), 2849-2860 (2009).</li><li>Michaeli, W., Blomfield, C. J., Short, R. D., Jones, F. R., Alexander, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+HMDSO/O2+plasma+deposits+using+a+high-sensitivity+and+-energy+resolution+XPS+instrument:+curve+fitting+of+the+Si+2p+core+level.">A study of HMDSO/O2 plasma deposits using a high-sensitivity and -energy resolution XPS instrument: curve fitting of the Si 2p core level.</a> Applied Surface Science. 137 (1-4), 179-183 (2002).</li><li>Liana, A. E., Marquis, C. P., Gunawan, C., Gooding, J. J., 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=T4+bacteriophage+conjugated+magnetic+particles+for+E.+coli+capturing:+Influence+of+bacteriophage+loading,+temperature+and+tryptone.">T4 bacteriophage conjugated magnetic particles for E. coli capturing: Influence of bacteriophage loading, temperature and tryptone.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 151, 47-57 (2017).</li><li>Fang, W., Han, C., Zhang, H., Wei, W., Liu, R., Shen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+amino-functionalized+magnetic+nanoparticles+for+enhancement+of+bacterial+capture+efficiency.">Preparation of amino-functionalized magnetic nanoparticles for enhancement of bacterial capture efficiency.</a> RSC Advances. 6, 67875-67882 (2016).</li><li>Zhan, 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=Efficient+removal+of+pathogenic+bacteria+and+viruses+by+multifunctional+amine-modified+magnetic+nanoparticles.">Efficient removal of pathogenic bacteria and viruses by multifunctional amine-modified magnetic nanoparticles.</a> Journal of Hazardous Materials. 274, 115-123 (2014).</li></ol>

Denne protokol beskriver syntesen af en konjugat mellem magnetiske nanopartikler og siderophore feroxamin ved kovalent binding. Syntesen af magnetit blev udført ved hjælp af den protokol, der er rapporteret af Pinna et al.5 efterfulgt af silicabelægning for at beskytte den magnetiske kerne af korrosion i vandige systemer, for at minimere aggregering og for at give en passende overflade til funktionalisering6. Silicabelægningsprocessen blev ændret. I stedet for at udfø...

De bakteriedetektionsmetoder, der anvender MNP, er baseret på molekylær genkendelse af antistoffer, aptamere, bioprotein, kulhydrater, der er konjugeret til MNP af de patogene bakterier1. I betragtning af at siderophores er anerkendt af specifikke receptorer på den ydre membran af bakterier, de kunne også knyttet til MNP at øge deres specificitet2. Siderophores er små organiske molekyler involveret i Fe3 + optagelse af bakterier3,4. Udarbejdelsen af konjugater mellem siderophores og MNP sammen med deres vurdering for opsamling og isolering af bakterier er endnu ikke blevet rapporteret.
Et af de afgørende trin i syntesen af konjugater af magnetiske nanopartikler med små molekyler er valget af typen af binding eller interaktion mellem dem for at sikre, at det lille molekyle er fastgjort til overfladen af MNP. Af denne grund, proceduren for at forberede konjugat mellem magnetiske nanopartikler og feroxamin-den siderophore anerkendt af Yersinia enterocolitica-var fokuseret på generering af en modificerbar overflade af MNP at tillade forbinder det kovalent til siderophore af carbodiimide kemi. For at få en ensartet magnetit nanopartikler (MNP) og for at forbedre nukleation og størrelse kontrol, en solvolyse reaktion med benzylalkohol blev gennemført i en termisk blok uden at ryste5. Derefter blev en silica belægning genereret af Stöber metode til at give beskyttelse og forbedre stabiliteten af nanopartikler suspension i vandige medier6. Under hensyntagen til feroxaminens struktur er det nødvendigt at indføre amingrupper for at producere egnede nanopartikler (MNP@SiO2@NH2), der skal konjugeres med den siderophore. Dette blev opnået ved kondensation af (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) med de alkoholgrupper, der var til stede på overfladen af de silica modificerede nanopartikler (MNP@SiO2) ved hjælp af en sol-gel metode7.
Parallelt hermed blev feroxaminjern(III)-komplekset fremstillet ved kompleksdannelse af det kommercielt tilgængelige deferoxamin med jernacetylacetont i vandig opløsning. N-succinylferoxamin, der bærer succinyl grupper, der vil fungere som linkere, blev opnået ved reaktionen af feroxamin med kortfattet anhydrid.
Konjugationen mellem MNP@SiO2@NH2 og N-succinylferoxamin for at give MNP@SiO2@NH@Fa blev udført gennem carbodiimidekemi ved hjælp af som koblingsreagenser benzotriazol-1-yl-yloxy-tris-(dimethylamino)-phosphonium hexafluorophosphat (BOP) og 1-hydroxybenzotriazole (HOBt) i et blødt grundlæggende medie til aktivering af terminalsyregruppen i N-succinylferoxamin8.
Når parlamentarikere blev karakteriseret, vi evalueret mulighederne i nøgne og funktionaliserede magnetiske nanopartikler til at fange vilde type (WC-A) og en mutant af Y. enterocolitica mangler feroxamin receptor FoxA (FoxA WC-A 12-8). Plain parlamentsmedlemmer, funktionaliserede parlamentsmedlemmer og konjugat MNP@SiO2@NH@Fa fik lov til at interagere med hver Y. enterocolitica stamme. De bakteriekonjugataggregater blev adskilt fra bakteriesuspensionen ved anvendelse af et magnetfelt. De separerede aggregater blev skyllet to gange med fosfatbufferet saltvand (PBS), re-suspenderet i PBS for at forberede serielle fortyndinger og derefter, de blev belagt til koloni tælling. Denne protokol viser hvert trin i syntesen af MNP@SiO2@NH@Fa, den strukturelle karakterisering af alle mellemprodukter og konjugat, og en bakterie fange assay som en nem måde at vurdere specificiteten af konjugat i forhold til mellemprodukter. kr.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1-Hydroxybenzotriazole hydrate 
			HOBT</td>
			<td>Acros</td>
			<td>300561000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,2&#8242;-Bipyridyl</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D216305</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-Aminopropyltriethoxysilane 99%</td>
			<td>Acros</td>
			<td>151081000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium hydroxide solution 28% NH3</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>338818</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benzotriazol-1-yloxytris(dimethylamino)-phosphonium hexafluorophosphate BOP Reagent</td>
			<td>Acros</td>
			<td>209800050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benzyl alcohol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>822259</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deferoxamine mesylate salt &#62;92,5% (TLC)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D9533</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, anhydrous, 96%</td>
			<td>Panreac</td>
			<td>131085</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl Acetate, Extra Pure, SLR, Fisher Chemical</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron(III) acetylacetonate 97%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LB Broth (Lennox)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>L3022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-Diisopropylethylamine, 99.5+%, AcroSeal</td>
			<td>Acros</td>
			<td>459591000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-Dimethylformamide, 99.8%, Extra Dry, AcroSeal</td>
			<td>Acros</td>
			<td>326871000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyridine, 99.5%, Extra Dry, AcroSeal</td>
			<td>Acros</td>
			<td>339421000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sephadex LH-20</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>LH20100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Succinic anhydride &#62;99%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>239690</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetraethyl orthosolicate &#62;99,0%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>86578</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of functionalized magnetic nanoparticles, their conjugation with the siderophore feroxamine and its evaluation for bacteria detection

I dette arbejde, syntesen af magnetiske nanopartikler, dens belægning med SiO2, efterfulgt af dens amine funktionalisering med (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) og dens konjugation med deferoxamin, en siderophore anerkendt af Yersinia enterocolitica, ved hjælp af en succinyl moiety som en linker er beskrevet.
Magnetitens magnetiske nanopartikler (MNP) (Fe3O4) blev fremstillet ved solvotermisk metode og belagt med SiO2 (MNP@SiO2) ved hjælp af Stöber-processen efterfulgt af funktionalisering med APTES (MNP@SiO2@NH2). Derefter blev feroxamin konjugeret med MNP@SiO2@NH2 ved carbodiimidekobling for at give MNP@SiO2@NH2@Fa. Konjugattens og mellemprodukternes morfologi og egenskaber blev undersøgt ved hjælp af otte forskellige metoder, herunder pulver røntgendiffraktion (XRD), Fourier transform infrarød spektroskopi (FT-IR), Raman-spektroskopi, røntgenfotoelektroskopi (XPS), transmissionseleklektronmikroskopi (TEM) og kortlægning af energispredning X-Ray (EDX). Denne udtømmende karakteristik bekræftede dannelsen af konjugatet. Endelig, for at vurdere kapaciteten og specificiteten af nanopartikler, de blev testet i en fange bakterier assay ved hjælp af Yersinia enterocolitica.

En udtømmende strukturel karakterisering udføres for at bestemme morfologien og egenskaberne af hvert mellemprodukt og den endelige konjugat. Til dette formål anvendes teknikkerne XRD, FT-IR, Raman spektroskopi, TGA, TEM, EDX mapping og XPS til at påvise konjugattens dannelse. Oxidationstilstande af atomer på overfladen af nanopartikler erhvervet af X-ray fotoelektroskopi (XPS) er de mest relevante data til at bekræfte dannelsen af kovalente bindinger mellem nanopartikel og siderophore. I overensstemmelse med disse...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Functionalized Magnetic Nanoparticles, Their Conjugation with the Siderophore Feroxamine and its Evaluation for Bacteria Detection at JoVE.com

Synthesis of Functionalized Magnetic Nanoparticles, Their Conjugation with the Siderophore Feroxamine and its Evaluation for Bacteria Detection

Dette arbejde beskriver protokoller for fremstilling af magnetiske nanopartikler, dens belægning med SiO2, efterfulgt af dens amine funktionalisering med (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) og dens bøjning med deferoxamin ved hjælp af en succinyl moiety som linker. En dyb strukturel karakterisering beskrivelse og en fange bakterier assay ved hjælp af Y. enterocolitica for alle de mellemliggende nanopartikler og den endelige konjugat er også beskrevet i detaljer.

Syntese af funktionaliserede magnetiske nanopartikler, deres bøjning med Siderophore Feroxamin og dens evaluering for bakterier detection

In the present work, the synthesis of magnetic nanoparticles, its coating with SiO2, followed by its amine functionalization with ...

Magnetiske nanopartikler er ideelle værktøjer til analytisk videnskab og nanomedicin på grund af deres stærke magnetiske egenskaber og den nemme funktionalisering af deres overflade. Vi rapporterer her den første forekomst af en konjugat mellem amino funktionaliserede silica magnetiske partikler og siderophore feroxamin sammen med evaluering for optagelse af fotogene materiale. Siderophores er små, organiske molekyler, som spiller en central rolle i jern deltage mekanisme, og de er anerkendt af specifikke ydre membran receptorer af bakterier.Denne video viser, trin-for-trin, en effektiv protokol til at forberede magnetiske jern nanopartikler. Derefter blev de belagt med silica for at beskytte spredning og for at beskytte den magnetiske kerne. Den resulterende reaktoroverflade blev funktionaliseret med amingrupper.Syntese af magnetiske nanopartikler konjugeret med feroxamin. Der tilsættes 0,5 gram Fe(acac)3 i et 20 ml glasglas. Derefter blandes med en 10 ml benzylalkohol.Sonikere denne blanding i 2 minutter. Derefter overføres til en varmeblok og varme ved 180 grader Celsius i 72 timer. Skyl nanopartiklerne med 96%ethanol.Og centrifuge i 30 minutter. Adskære nanopartiklerne fra supernatanten ved magnetisk tiltrækning ved hjælp af en neodymmagnet. Kassere det resterende opløsningsmiddel.Kassér supernatanten, skiftevis med sonikering, indtil opløsningsmidlet ser klart ud. Forbered en suspension af 2 gram MNP i 80 milliliter isopropanol, tilsæt 4 milliliter 21% ammoniak, 7,5 milliliter destilleret vand, og 0,56 milliliter TEOS. Blandingen opvarmes ved 40 grader Celsius i 2 timer med kontinuerlig omrøring.Derefter sonikere i 1 time. Adskåm MNP med en magnet, kassér supernatanten, disperger den i 30 milliliter isopropanol, tilsæt ammoniak, destilleret vand og TEOS i samme rækkefølge som beskrevet før. Blandingen opvarmes ved 40 grader Celsius i to timer med kontinuerlig omrøring.Så sonikere i en time. Fjern og vask bekvemt den magnetiske røre bar, at inddrive alt materialet. Kassér supernatanten og skyl nanopartiklerne med 96% ethanol tre gange, skiftevis med sonikering.Nanopartiklerne tørres under vakuum ved stuetemperatur i 12 timer. Skyl 500 milligram af MNP@SIO2 fra tidligere trin med dimethylformamid. Sonikere dem og kassér.Re-suspendere partiklerne i en rund-bund kolbe, rør med en magnetisk bar og tilsæt 9 milliliter APTES. Rør blandingen ved 60 grader Celsius i 12 timer. Kassér supernatanten og skyl nanopartiklerne med 96% ethanol tre gange, skiftevis med sonikering.En 100 mg deferoxamin, mesylatsalt og 53,0 mg jernacetylacetonat opløses i 5 milliliter destilleret vand. Rør blandingen natten over ved stuetemperatur. Det resulterende produkt vaskes tre gange med 20 milliliter ethylacetat i en separationstragt.Fjern det organiske opløsningsmiddel under vakuum. Frysetørre den vandige fase for at give feroxamin og et rødt fast stof. Der tilsættes 350 mg succinic anhydrid til en opløsning på 100 mg feroxamin i 5 milliliter pyridin i en 50 milliliter rundbundet kolbe.Rør den resulterende blanding, ved stuetemperatur, i 16 timer. Fjern det overskydende pyridin under reduceret tryk. Reaktionsstyr opløses i 3 milliliter methanol.Den methanolicske opløsning overføres til en LH-20 kolonne og eluter ved 0,5 ml/minut. Saml den røde fraktion og fjern methanol under vakuum. Skyl 30 mg tøramin funktionaliserede nanopartikler to gange med DMF og sonikere nanopartiklerne i en 100 milliliter Erlenmeyer kolbe i 30 minutter.Forbered en opløsning på 200 milligram N-succinylferoxamin, 173 milligram Benzotriazol 1-yl-oxy-tris-phosphonium hexafluorophosphat BOP, 46 mg 1-hydroxybenzotriazol HOBt og 128.8 milligram N, N-diisopropylethylamin DIPEA, i 10 ml DMF, i en 50 milliliter rund-bund kolbe. Den tidligere skyllede MNP@SiO2@NH2 i en 3 milliliter DMF under sonikering under tørre og iltfrie forhold. Brug argon atmosfære.Tilføj, dropwise, bland A for at blande B.Shake den endelige blanding, ved hjælp af en orbital shaker, ved stuetemperatur natten over. Adskaf den resulterende konjugat fra suspensionen ved hjælp af en magnet. Bakteriel analyse med Y.enterocolitica stammer til at kvantificere isolering og fangst af patogene bakterier med nanopartikler.Der klargøres en suspension af alle de mellemliggende nanopartikler og den endelige konjugate i PBS ved 1 mg/ml i sterile rør. Forbered en kultur af Y.entorocolitica i 5 ml Luria Bertani, LB, bouillon natten over. Forbered en 5 ml jernmangel Trypcase Soy Bouillon, TSB, ved tilsætning af 50 mikroliter på 10 mM 2, 2-bipyridylopløsning.Inokuler 5 milliliter jernmangel TSB bouillon med 50 mikroliter af natten kultur Y.enterocolitica. Inkuberes ved 37 grader Celsius med omrøring, indtil en OD600 på 0,5 til 0,8 er nået. Tag en 100 mikroliter af natten kultur og fortyndes det i et rør, der indeholder 900 mikroliter af PBS at opnå den første 1/10 fortynding.Derefter forberede en 1/100 fortynding fra den første fortynding ved hjælp af samme procedure for at få en koncentration af bakterieceller på 10 til magt 6 Koloni Danner Enheder pr milliliter ca. Tilsæt en 100 mikroliter af nanopartikler suspension og 1 mg / ml til 1 milliliter af 1/100 bakterier fortynding. Adskaf MNP bakterier aggregater, ved hjælp af en magnet, kassér, omhyggeligt, supernatant.Skyl de adskilte nanopartikler to gange med 1 millimeter PBS ved hjælp af en vortex. Forberede fire på hinanden følgende 1/10 fortyndinger fra den tidligere suspension, indtil en 10 til magt minus 4 fortynding. Plade 10 mikroliter af hver fortynding på TS agar plader.Fotografer pladen med en gel digitalizer i epi hvid tilstand. Betyr billedet ved hjælp af den praktiske software for at forstærke et sted, hvor der tælles antallet af individuelle kolonier. For at bekræfte dannelsen af det kovaente bånd mellem nanopartiklerne og siderophore anvender vi FT-IR Raman spektroskopi til at overvåge syntesen og observere, hvordan nye bånd vises efter aftale med en ny funktionel gruppe i hvert trin.TEM- og SEM-mikroskopi blev anvendt til at observere morfologien og partikelstørrelsen. Termogravimetrisk analyse til måling af vægttab på grund af tilsætning af organisk materiale. Og XPS giver os mulighed for at analysere de forskellige oxidation tilstande af atomer i overfladen og bekræfter dannelsen af kovale obligationer.Endelig brugte vi alle mellemprodukterne på den endelige konjugat til at teste dens evne til at fange bakterier, for at etablere deres egenskaber som biosensor. Denne protokol var designet til at drage fordel af den høje biokompatibilitet af magnetit nanopartikler. Belægningen med silica forbedrer spredningen og beskytter den magnetiske kerne mod nedbrydning i vandige medier.Og også give en reaktiv overflade til at fungere med amin grupper, som er nødvendige for kovale binde en syre modificeret siderophore af carbodiimid kemi. I dette tilfælde, N-succynilferoxamine. Konjugatbakterieropsamlingsevnen blev testet, og som følge heraf blev der fundet et lavt antal kolonier, uden signifikant forskel med mellemprodukterne på grund af specifikke interaktioner på voluminøse virkninger, der blev præsenteret i PBS-bakteriel suspension.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

Mikrobølgeassisteret intramolekylære Dehydrogenative Diels-Alder reaktioner til syntese af Funktionaliserede naphthalener / Solvatochromic Farvestoffer

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

Anticancer Metal Complexes: Synthesis and Cytotoxicity Evaluation by the MTT Assay

Anticancer metalkomplekser: Syntese og cytotoksicitet Evaluering af MTT Assay

Titanium (IV) and vanadium (V) complexes are highly potent anticancer agents. A challenge in their synthesis refers to their hydrolytic instability; ...

Amide Coupling Reaction for the Synthesis of Bispyridine-based Ligands and Their Complexation to Platinum as Dinuclear Anticancer Agents

Amid Kobling Reaktion for syntesen af ​​bispyridin-baserede ligander og deres kompleksdannelse til Platinum som bicycliske anticancerlægemidler

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Syntese og karakterisering af funktionaliserede Metal-organisk Frameworks

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

Synthesis of Indoxyl-glycosides for Detection of Glycosidase Activities

Syntese af indoxyl-glycosider til påvisning af glycosidase Aktiviteter

Indoxyl glycosides proved to be valuable and versatile tools for monitoring glycosidase activities. Indoxyls are released by enzymatic hydrolysis and are ...

A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

En simpel metode til størrelse Kontrolleret Syntese af stabile Oligomere Klynger af guld nanopartikler under omgivende betingelser

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

Preparation of Stable Bicyclic Aziridinium Ions and Their Ring-Opening for the Synthesis of Azaheterocycles

Forberedelse af stabile bicykliske Aziridinium ioner og deres Ring-åbning for syntese af Azaheterocycles

Bicyclic aziridinium ions were generated by the removal of an appropriate leaving group through internal nucleophilic attack by nitrogen atom in the ...

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

Bio-inspirerede Polydopamine overflade ændring af Nanodiamonds og dets begrænsning af sølv nanopartikler

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

Methionine Functionalized Biocompatible Block Copolymers for Targeted Plasmid DNA Delivery

Methionin Funktionaliserede biokompatible blok copolymere til målrettet plasmid DNA levering

Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization integrates the advantages of radical polymerization and living polymerization. This ...

Synthesis and Characterization of Amphiphilic Gold Nanoparticles

Syntese og karakterisering af Amphiphilic guld nanopartikler

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