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

De auteurs erkennen dankbaar Professor Klaus Hantke (Universiteit van Tübingen, Duitsland) voor het vriendelijk leveren van de Yersinia enterocolitica stammen die in dit werk worden gebruikt. Dit werk werd ondersteund door subsidies AGL2015-63740-C2-1/2-R en RTI2018-093634-B-C21/C22 (AEI/FEDER, EU) van het Staatsagentschap voor Onderzoek (AEI) van Spanje, medegefinancierd door het FEDER-programma van de Europese Unie. Werk aan de Universiteit van Santiago de Compostela en de Universiteit van A Coruña werd ook ondersteund door subsidies GRC2018/018, GRC2018/039 en ED431E 2018/03 (CICA-INIBIC strategische groep) van Xunta de Galicia. Tot slot willen we Nuria Calvo bedanken voor haar geweldige samenwerking met de voice-off van dit videoprotocol.

OPMERKING: Voor de reacties die onder inerte atmosfeeromstandigheden worden uitgevoerd, werd al het glaswerk eerder gedroogd in een oven bij 65 °C, verzegeld met een rubberen septum en drie keer met argon gezuiverd.
1. Synthese van magnetische nanodeeltjes geconjugeerd met feroxamine
<ol><li>Synthese van Fe3O4 magnetische nanodeeltjes (MNP's)<ol>
<li>Voeg 0,5 g Fe(acac)3 toe in een glazen flacon van 20 mL en meng vervolgens met 10 mL benzylalcohol.</li>
		<l...

<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>

Dit protocol beschrijft de synthese van een conjugaat tussen magnetische nanodeeltjes en de siderophore feroxamine door covalente binding. De synthese van magnetiet werd uitgevoerd met behulp van het protocol gerapporteerd door Pinna et al.5 gevolgd door silica coating om de magnetische kern van corrosie in waterige systemen te beschermen, om de aggregatie te minimaliseren en om een geschikt oppervlak voor functionalisatie6te bieden. Het silica coating proces werd aangepast...

De bacteriedetectiemethoden met behulp van MNP zijn gebaseerd op de moleculaire herkenning van antilichamen, aptamers, bioproteïne, koolhydraten die door de pathogenebacteriënaan MNP worden geconjugeerd. Rekening houdend met het feit dat siderophores worden herkend door specifieke receptoren op het buitenste membraan van bacteriën, kunnen ze ook gekoppeld zijn aan MNP om hun specificiteit te verhogen2. Siderophores zijn kleine organische moleculen die betrokken zijn bij de Fe3+ opname door bacteriën3,4. De voorbereiding van conjugaten tussen siderophores en MNP samen met hun evaluatie voor het vangen en isoleren van bacteriën is nog niet gemeld.
Een van de cruciale stappen in de synthese van conjugaten van magnetische nanodeeltjes met kleine moleculen is de selectie van het type binding of interactie tussen hen om ervoor te zorgen dat het kleine molecuul is bevestigd aan het oppervlak van de MNP. Om deze reden was de procedure voor de voorbereiding van de conjugaat tussen magnetische nanodeeltjes en feroxamine - de siderophore erkend door Yersinia enterocolitica- gericht op het genereren van een aanpasbaar oppervlak van de MNP om het covalent te koppelen aan de siderophore door carbodiimide chemie. Om een uniforme magnetiet nanodeeltjes (MNP) te krijgen en om de nucleatie- en groottecontrole te verbeteren, werd een solvolysereactie met benzylalcohol in een thermisch blok gedragen zonder te schudden5. Vervolgens werd een silica coating gegenereerd door Stöber methode om bescherming te verlenen en de stabiliteit van de nanodeeltjes suspensie in waterige media6te verbeteren. Rekening houdend met de structuur van de feroxamine is de introductie van aminegroepen noodzakelijk om geschikte nanodeeltjes (MNP@SiO2@NH2) te produceren die met de zijroprhore moeten worden geconjugeerd. Dit werd bereikt door condensatie van (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) met de alcoholgroepen die aanwezig zijn op het oppervlak van de silica gemodificeerde nanodeeltjes (MNP@SiO2) met behulp van een sol-gel methode7.
Tegelijkertijd werd het feroxamineijzer(III) complex bereid door de complexiteit van de commercieel verkrijgbare deferoxamine met ijzeracetylacetonaat in waterige oplossing. NN-succinylferoxamine, met succinylgroepen die als linkers zullen fungeren, werd verkregen door de reactie van feroxamine met barnische anhydride.
De conjugatie tussen MNP@SiO2@NH2 en N-succinylferoxamine om MNP@SiO2@NH@Fa te geven werd uitgevoerd door middel van carbodiimide chemie met behulp van als koppeling reagentia benzotriazole-1-yl-oxy -tris-(dimethylamino)-fosfonium hexafluorfosfaat (BOP) en 1-hydroxybenzotriazool (HOBt) in een zachte basismedia om de terminalzuurgroep in N-succinylferoxamine8te activeren. N
Zodra de parlementsleden werden gekarakteriseerd, evalueerden we de mogelijkheden van kale en gefunctionaliseerde magnetische nanodeeltjes om wild type (WC-A) en een mutant van Y. enterocolitica zonder feroxaminereceptor FoxA (FoxA WC-A 12-8) vast te leggen. Gewone parlementsleden, gefunctionaliseerde parlementsleden en de conjugaat MNP@SiO2@NH@Fa mochten communiceren met elke Y. enterocolitica stam. De bacteriën-conjugaat aggregaten werden gescheiden van de bacteriën suspensie door de toepassing van een magnetisch veld. De gescheiden aggregaten werden twee maal gespoeld met fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS), opnieuw opgehangen in PBS om seriële verdunningen voor te bereiden en vervolgens werden ze verguld voor het tellen van kolonies. Dit protocol toont elke stap van de synthese van MNP@SiO2@NH@Fa, de structurele karakterisering van alle tussenproducten en de conjugaat, en een bacterievangsttest als een gemakkelijke manier om de specificiteit van het conjugaat ten opzichte van de tussenproducten te evalueren. 9.

<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

In het huidige werk, de synthese van magnetische nanodeeltjes, de coating met SiO2, gevolgd door de amine functionalisatie met (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) en de vervoeging met deferoxamine, een siderophore erkend door Yersinia enterocolitica, met behulp van een succinyl moiety als een linker worden beschreven.
Magnetische nanodeeltjes (MNP) van magnetiet (Fe3O4) werden bereid volgens de solvothermale methode en bekleed met SiO2 (MNP@SiO2) met behulp van het Stöber-proces gevolgd door functionalisatie met APTES (MNP@SiO2@NH2). Vervolgens werd feroxamine geconjugeerd met de MNP@SiO2@NH2 door carbodiimide koppeling om MNP@SiO2@NH2@Fa te geven. De morfologie en eigenschappen van de conjugaat en tussenproducten werden onderzocht door acht verschillende methoden, waaronder poeder X-Ray diffractie (XRD), Fourier transformeren infrarood spectroscopie (FT-IR), Raman spectroscopie, Röntgenfoto elektronenspectroscopie (XPS), transmissie elektronenmicroscopie (TEM) en energiedispersieve X-Ray (EDX) mapping. Deze uitputtende karakterisering bevestigde de vorming van het conjugaat. Ten slotte, om de capaciteit en specificiteit van de nanodeeltjes te evalueren, werden ze getest in een vangst bacteriën test met behulp van Yersinia enterocolitica.

Een uitputtende structurele karakterisering wordt uitgevoerd om de morfologie en de eigenschappen van elke tussenliggende en de uiteindelijke conjugaat te bepalen. Hiervoor worden de technieken XRD, FT-IR, Raman spectroscopie, TGA, TEM, EDX mapping en XPS gebruikt om de vorming van de conjugaat aan te tonen. De oxidatietoestanden van de atomen aan het oppervlak van de nanodeeltjes die door röntgenfotoelectronspectroscopie (XPS) worden verworven, zijn de meest relevante gegevens om de vorming van covalente bindingen tuss...

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

Dit werk beschrijft protocollen voor de bereiding van magnetische nanodeeltjes, de coating met SiO2, gevolgd door de amine functionalisatie met (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) en de vermenging met deferoxamine met behulp van een succinyl moiety als linker. Een diepe structurele karakteriseringsbeschrijving en een vangstbacteriëntest met behulp van Y. enterocolitica voor alle tussenliggende nanodeeltjes en de uiteindelijke conjugaat worden ook in detail beschreven.

Synthese van gefunctionaliseerde magnetische nanodeeltjes, hun vervoeging met de Siderophore Feroxamine en de evaluatie voor bacteriën detectie

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

Magnetische nanodeeltjes zijn ideale instrumenten voor analytische wetenschap en nanogeneeskunde vanwege hun sterke magnetische eigenschappen en de eenvoudige functionalisering van hun oppervlak. We rapporteren hier de eerste instantie van een conjugaat tussen aminofunctionaliseerde silica magnetische deeltjes en de siderophore feroxamine samen met evaluatie voor het vastleggen van fotogeniek materiaal. Siderophores zijn kleine, organische moleculen die een belangrijke rol spelen in het ijzeren deelnemersmechanisme, en ze worden herkend door specifieke buitenste membraanreceptoren van bacteriën.Deze video toont stap voor stap een efficiënt protocol om magnetische ijzernanodeeltjes voor te bereiden. Vervolgens werden ze bedekt met silica om de verspreiding te beschermen en de magnetische kern te beschermen. Het resulterende reactoroppervlak werd gefunctionaliseerd met aminegroepen.Synthese van magnetische nanodeeltjes geconjugeerd met feroxamine. Voeg 0,5 gram Fe(acac)3 toe in een glazen flacon van 20 mL. Meng vervolgens met een benzylalcohol van 10 mL.Sonicate dit mengsel gedurende 2 minuten. Breng vervolgens 72 uur over op een verwarmingsblok en verwarm op 180 graden Celsius. Spoel de nanodeeltjes af met 96% ethanol.En centrifuge gedurende 30 minuten. Scheid de nanodeeltjes van de supernatant door magnetische aantrekkingskracht, met behulp van een neodymium magneet. Gooi het resterende oplosmiddel weg.Gooi de supernatant, afgewisseld met sonicatie, totdat het oplosmiddel er duidelijk uitziet. Bereid een suspensie van 2 gram MNP in 80 milliliter isopropanol, voeg 4 milliliter van 21%ammoniak, 7,5 milliliter gedestilleerd water en 0,56 milliliter TEOS toe. Verwarm het mengsel op 40 graden Celsius gedurende 2 uur, met continu roeren.Dan, sonicate voor 1 uur. Scheid de MNP met een magneet, gooi het supernatant weg, verspreid het in 30 milliliter isopropanol, voeg ammoniak, gedestilleerd water en TEOS toe, in dezelfde volgorde als eerder beschreven. Verwarm het mengsel op 40 graden Celsius gedurende twee uur met continu roeren.Dan, sonicate voor een uur. Verwijder en was gemakkelijk de magnetische roerstaaf, om al het materiaal terug te krijgen. Gooi de supernatant weg en spoel de nanodeeltjes drie keer af met 96%-ethanol, afgewisseld met sonicatie.Droog de nanodeeltjes onder vacuüm op kamertemperatuur gedurende 12 uur. Spoel 500 milligram van de MNP@SIO2 verkregen uit de vorige stap met dimethylformamide. Sonicate ze en gooi.Stel de deeltjes opnieuw op in een ronde bodemkolf, roer met een magnetische staaf en voeg 9 milliliter APTES toe. Roer het mengsel op 60 graden Celsius gedurende 12 uur. Gooi de supernatant weg en spoel de nanodeeltjes drie keer af met 96%-ethanol, afgewisseld met sonicatie.Los een 100 mg deferoxamine, mesylaatzout en 53,0 milligram ijzeracetylacetonaat op in 5 milliliter gedestilleerd water. Roer het mengsel 's nachts op kamertemperatuur. Was het resulterende product drie keer met 20 milliliter ethylacetaat in een scheidingstrechter.Verwijder het organische oplosmiddel onder vacuüm. Vriesdroog de waterige fase om feroxamine en een rode vaste stof te betalen. Voeg 350 milligram barnsteenzuuranhydride toe aan een oplossing van 100 mg feroxamine in 5 milliliter pyridine in een ronde fles met 50 milliliter.Roer het resulterende mengsel, bij kamertemperatuur, gedurende 16 uur. Verwijder het teveel aan pyridine onder verminderde druk. Los de reactie ruwe in 3 milliliter methanol.Breng de methanoloplossing over in een LH-20-kolom en elute op 0,5 mL/minuut. Verzamel de rode fractie en verwijder de methanol onder vacuüm. Spoel 30 mg droge amine gefunctionaliseerde nanodeeltjes twee maal met DMF en sonicate de nanodeeltjes in een 100 milliliter Erlenmeyer fles gedurende 30 minuten.Bereid een oplossing voor van 200 milligram N-succinylferoxamine, 173 milligram Benzotriazool 1-yl-oxy-tris-fosfonium hexafluorfosfate BOP, 46 mg 1-hydroxybenzotriazool HOBt en 128,8 milligram N, N-diisopropylethylamine DIPEA, in 10 mL DMF, in een kolf van 50 milliliter ronde bodem. Hang de eerder gespoelde MNP@SiO2@NH2 in een 3 milliliter DMF, onder sonicatie in droge en zuurstofvrije omstandigheden. Gebruik argon sfeer.Voeg, dropwise, mix A om B.Shake het uiteindelijke mengsel te mengen, met behulp van een orbitale shaker, bij kamertemperatuur 's nachts. Scheid de resulterende conjugaat van de suspensie met behulp van een magneet. Bacteriële test met Y.enterocolitica stammen om de isolatie te kwantificeren en van pathogene bacteriën met nanodeeltjes te vangen.Bereid een suspensie van alle tussenliggende nanodeeltjes en de uiteindelijke conjugaat in PBS op 1 mg/mL in steriele buizen. Bereid een cultuur van Y.entorocolitica in 5 mL van Luria Bertani, LB, bouillon 's nachts. Bereid een 5 mL ijzertekort Trypcase Sojabouillon, TSB, door de toevoeging van 50 microliters van 10 mM 2, 2-bipyridyl oplossing.Inenting de 5 milliliter ijzertekort TSB bouillon met 50 microliter van de nachtelijke cultuur van Y.enterocolitica. Incubeer bij 37 graden Celsius met agitatie tot od600 van 0.5 tot 0.8 wordt bereikt. Neem een 100 microliter van de nachtelijke cultuur en verdun het in een buis met 900 microliter pbs om de eerste 1/10 verdunning te verkrijgen.Bereid vervolgens een 1/100 verdunning van de eerste verdunning met dezelfde procedure om een concentratie van bacteriële cellen op 10 te krijgen tot de kracht van 6 kolonievormende eenheden per milliliter ongeveer. Voeg een 100 microliter nanodeeltjes suspensie en 1 mg/mL toe aan 1 milliliter van de verdunning van 1/100 bacteriën. Scheid de MNP bacteriën aggregaten, met behulp van een magneet, gooi, zorgvuldig, de supernatant.Spoel de gescheiden nanodeeltjes twee keer af met 1 millimeter PBS met behulp van een vortex. Bereid vier opeenvolgende 1/10 verdunningen van de voormalige suspensie, tot een 10 tot het vermogen van min 4 verdunning. Plaat 10 microliter van elke verdunning op TS agar platen.Fotografeer de plaat met een gel digitalisator in epi witte modus. Verwerk de afbeelding met behulp van de handige software om een plek te versterken om het aantal individuele kolonies te tellen. Om de vorming van de covalente band tussen de nanodeeltjes en de siderophore te bevestigen, gebruiken we FT-IR Raman spectroscopie om de synthese te monitoren, waarbij we observeren hoe nieuwe banden verschijnen in overeenstemming met een nieuwe functionele groep in elke stap.TEM en SEM microscopie werden gebruikt om de morfologie en deeltjesgrootte te observeren. Thermogravimetrische analyse om het gewichtsverlies te meten als gevolg van de toevoeging van organisch materiaal. En XPS stelt ons in staat om de verschillende oxidatietoestanden van de atomen in het oppervlak te analyseren en de vorming van covalente bindingen te bevestigen.Ten slotte gebruikten we alle tussenproducten op de laatste conjugaat om te testen zijn vermogen om bacteriën te vangen, om hun eigenschappen als biosensor vast te stellen. Dit protocol is ontworpen om te profiteren van de hoge biocompatibiliteit van magnetiet nanodeeltjes. De coating met silica verbetert de dispersie en beschermt de magnetische kern tegen afbraak in waterige media.En ook een reactief oppervlak te functionaliseren met amine groepen die nodig zijn om covalent binden een zuur gemodificeerde siderophore door carbodiimide chemie. In dit geval N-succynilferoxamine. De conjugaat bacteriën vangen vermogen werd getest en als gevolg daarvan, een laag aantal kolonies werd gevonden, zonder significant verschil met de tussenproducten als gevolg van een specifieke interacties op omvangrijke effecten gepresenteerd in de PBS bacteriële suspensie.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Microgolf-geassisteerde Intramoleculaire dehydrogenerende Diels-Alder reacties voor de synthese van gefunctionaliseerde naftalenen / Solvatochromic Kleurstoffen

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 Metal Complexen: Synthese en cytotoxiciteit Evaluatie door de MTT-test

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

Amidekoppeling reactie voor de synthese van Bispyridine-gebaseerde liganden en hun Complexatie naar Platinum als dinucleair antikankermiddelen

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

Synthese en karakterisering van gefunctionaliseerde metaal-organische roosters

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

Synthese van Indoxyl-glycosiden voor detectie van Glycosidase Activiteiten

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

Een eenvoudige methode voor de grootte gecontroleerde synthese van Stable oligomere Clusters van Gold Nanodeeltjes onder omgevingsomstandigheden

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

Voorbereiding op stabiele bicyclische Aziridinium ionen en hun Ring-Opening voor de synthese van 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-inspired Polydopamine oppervlak wijziging van Nanodiamonds en de vermindering van zilveren nanodeeltjes

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

Methionine Gefunctionaliseerde biocompatibele blok copolymeren voor gerichte plasmide 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

Synthese en karakterisering van amphiphilic goud nanodeeltjes

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