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 anerkjenner takknemlig professor Klaus Hantke (Universitetet i Tübingen, Tyskland) for vennlig å levere Yersinia enterocolitica stammer som brukes i dette arbeidet. Dette arbeidet ble støttet av tilskudd AGL2015-63740-C2-1/2-R og RTI2018-093634-B-C21/C22 (AEI/FEDER, EU) fra State Agency for Research (AEI) i Spania, co-finansiert av FEDER-programmet fra EU. Arbeidet ved Universitetet i Santiago de Compostela og Universitetet i La Coruña ble også støttet av tilskudd GRC2018/018, GRC2018/039 og ED431E 2018/03 (CICA-INIBIC strategisk gruppe) fra Xunta de Galicia. Til slutt vil vi takke Nuria Calvo for hennes store samarbeid med å gjøre av denne videoprotokollen.

MERK: For reaksjonene som ble utført under inerte atmosfæreforhold, ble alt glasset tidligere tørket i en ovn ved 65 °C, forseglet med en gummiseptum og renset med argon tre ganger.
1. Syntese av magnetiske nanopartikler konjugert med feroxamin
<ol><li>Syntese av Fe3O4 magnetiske nanopartikler (parlamentsmedlemmer)<ol>
<li>Tilsett 0,5 g Fe(acac)3 i et 20 ml hetteglass i glass og bland deretter med 10 ml benzylalkohol.</li>
		<li>Sonicate denne blandingen ...

<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 protokollen beskriver syntesen av en konjugat mellom magnetiske nanopartikler og siderophore feroxamin ved kovalent binding. Syntesen av magnetitt ble utført ved hjelp av protokollen rapportert av Pinna et al.5 etterfulgt av silikabelegg for å beskytte den magnetiske kjernen av korrosjon i vandige systemer, for å minimere aggregeringen og for å gi en passende overflate for funksjonalisering6. Silikabeleggprosessen ble endret. I stedet for å utføre tre belegg som...

Bakteriedeteksjonsmetodene ved hjelp av MNP er basert på molekylær anerkjennelse av antistoffer, aptamers, bioprotein, karbohydrater konjugert til MNP av de patogene bakteriene1. Tatt i betraktning at siderophores er anerkjent av spesifikke reseptorer på den ytre membranen av bakterier, kan de også knyttet til MNP for å øke deres spesifisitet2. Siderophores er små organiske molekyler involvert i Fe3 + opptaket av bakterier3,4. Utarbeidelsen av konjugater mellom siderophores og MNP sammen med deres evaluering for fangst og isolering av bakterier er ennå ikke rapportert.
Et av de avgjørende trinnene i syntesen av konjugater av magnetiske nanopartikler med små molekyler er valg av type binding eller interaksjon mellom dem for å sikre at det lille molekylet er festet til overflaten av MNP. Av denne grunn var prosedyren for å forberede konjugaten mellom magnetiske nanopartikler og feroxamin – siderophore anerkjent av Yersinia enterocolitica– fokusert på generering av en modifiserbar overflate av MNP for å tillate å knytte den kovalent til siderophore av karmodiimidkjemi. For å få en jevn magnetitt nanopartikler (MNP) og for å forbedre kjernedannelse og størrelseskontroll, ble en solvolyse reaksjon med benzylalkohol båret i en termisk blokk uten å riste5. Deretter ble et silikabelegg generert av Stöber-metoden for å gi beskyttelse og forbedre stabiliteten til nanopartiklene suspensjon i vandige medier6. Med tanke på strukturen av feroxamin, er innføringen av amingrupper nødvendig for å produsere egnede nanopartikler (MNP@SiO2@NH2) som skal konjugeres med siderophore. Dette ble oppnådd ved kondens av (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) med alkoholgruppene tilstede på overflaten av silikamodifiserte nanopartikler (MNP@SiO2) ved hjelp av en sol-gel metode7.
Parallelt ble feroxaminjern(III)-komplekset utarbeidet ved kompleksisering av kommersielt tilgjengelig deferoksamin med jernacetylacetonat i vandig løsning. NN-succinylferoxamin, med ravngrupper som vil fungere som linkers, ble oppnådd ved reaksjonen av feroxamin med ravnanhydrid.
Bøyningen mellom MNP@SiO2@NH2 og N-succinylferoxamine for å gi MNP@SiO2@NH@Fa ble utført gjennom karboksodiimidkjemi ved hjelp av som koblingsreagenser benzotriazol-1-yl-oxy -tris-(dimethylamino)-fosfonium heksafluorofosfat (BOP) og 1-hydroxybenzotriazol (HOBt) i et mykt grunnleggende media for å aktivere terminalsyregruppen i N-succinylferoxamine8.
Når parlamentsmedlemmene ble karakterisert, evaluerte vi egenskapene til nakne og funksjonaliserte magnetiske nanopartikler for å fange villtype (WC-A) og en mutant av Y. enterocolitica som mangler feroxaminreseptor FoxA (FoxA WC-A 12-8). Vanlige parlamentsmedlemmer, funksjonaliserte parlamentsmedlemmer og konjugere MNP@SiO2@NH@Fa fikk lov til å samhandle med hver Y. enterocolitica stamme. Bakteriekonjugat aggregater ble skilt fra bakteriesuspensjon ved påføring av et magnetfelt. De separerte aggregatene ble skyllet to ganger med fosfatbufret saltvann (PBS), re-suspendert i PBS for å forberede seriefortynninger og deretter ble de belagt for kolonitelling. Denne protokollen demonstrerer hvert trinn i syntesen av MNP@SiO2@NH@Fa, strukturell karakterisering av alle mellomliggende og konjugat, og en bakteriefangstanalyse som en enkel måte å evaluere konjugatens spesifisitet i forhold til mellomliggendene. 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

I det nåværende arbeidet, syntesen av magnetiske nanopartikler, dens belegg med SiO2, etterfulgt av sin aminfunksjonalisering med (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) og dens konjugering med deferoxamin, en siderophore anerkjent av Yersinia enterolitica, ved hjelp av en succinyl moiety som en linker er beskrevet.
Magnetiske nanopartikler (MNP) av magnetitt (Fe3O4) ble utarbeidet av solvotermisk metode og belagt med SiO2 (MNP@SiO2) ved hjelp av Stöber-prosessen etterfulgt av funksjonalisering med APTES (MNP@SiO2@NH2). Deretter ble feroxamin konjugert med MNP@SiO2@NH2 av karboksodiimidekobling for å gi MNP@SiO2@NH2@Fa. Morfologien og egenskapene til konjugat og mellomprodukter ble undersøkt av åtte forskjellige metoder, inkludert pulver X-Ray diffraction (XRD), Fourier forvandle infrarød spektroskopi (FT-IR), Raman spektroskopi, røntgen fotoelektronspektroskopi (XPS), overføring elektronmikroskopi (TEM) og energidispergering X-Ray (EDX) kartlegging. Denne uttømmende karakteriseringen bekreftet dannelsen av konjugatet. Til slutt, for å evaluere kapasiteten og spesifisiteten til nanopartiklene, ble de testet i en fangstbakterianalyse ved hjelp av Yersinia enterocolitica.

En uttømmende strukturell karakterisering utføres for å bestemme morfologien og egenskapene til hvert mellomliggende og den endelige konjugatet. For dette formålet brukes teknikkene XRD, FT-IR, Raman spektroskopi, TGA, TEM, EDX kartlegging og XPS for å demonstrere dannelsen av konjugeringen. Oksidasjonstilstander av atomer på overflaten av nanopartiklene ervervet av røntgenfosterspektroskopi (XPS) er de mest relevante dataene for å bekrefte dannelsen av kovalente bindinger mellom nanopartikkelen og siderophore. I...

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 arbeidet beskriver protokoller for fremstilling av magnetiske nanopartikler, dets belegg med SiO2, etterfulgt av sin aminfunksjonalisering med (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) og dens bøyning med deferoksamin ved hjelp av en succinyl moiety som linker. En dyp strukturell karakteriseringsbeskrivelse og en fangstbakterieranalyse ved hjelp av Y. enterocolitica for alle mellomliggende nanopartikler og den endelige konjugaten er også beskrevet i detalj.

Syntese av funksjonaliserte magnetiske nanopartikler, deres bøyning med Siderophore Feroxamine og dens evaluering for bakterier deteksjon

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

Magnetiske nanopartikler er ideelle verktøy for analytisk vitenskap og nanomedisin på grunn av deres sterke magnetiske egenskaper og enkel funksjonalisering av overflaten. Vi rapporterer her den første forekomsten av en konjugat mellom aminofunksjonaliserte silika magnetiske partikler og siderophore feroxamine sammen med evaluering for fangst av fotogen materiale. Siderophores er små, organiske molekyler som spiller en nøkkelrolle i jerntartaksmekanismen, og de gjenkjennes av spesifikke ytre membranreseptorer av bakterier.Denne videoen viser, trinnvis, en effektiv protokoll for å forberede magnetiske jern nanopartikler. Deretter ble de belagt med silika for å beskytte spredning og for å beskytte den magnetiske kjernen. Den resulterende reaktoroverflaten ble funksjonalisert med amingrupper.Syntese av magnetiske nanopartikler konjugert med feroksamin. Tilsett 0,5 gram Fe(acac)3 i et 20 ml hetteglass med glass. Bland deretter med en 10 ml benzylalkohol.Sonicate denne blandingen i 2 minutter. Deretter overføres til en varmeblokk og varme ved 180 grader Celsius i 72 timer. Skyll nanopartiklene med 96% etanol.Og sentrifuge i 30 minutter. Skill nanopartiklene fra det overnaturlige ved magnetisk tiltrekning, ved hjelp av en neodymmagnet. Kast restvæsken.Kast det overnaturlige, vekslende med sonikering, til oppløsningsvæsken ser klart ut. Forbered en suspensjon på 2 gram MNP i 80 milliliter isopropanol, tilsett 4 milliliter teos. Varm blandingen ved 40 grader Celsius i 2 timer, med kontinuerlig omrøring.Deretter sonikere i 1 time. Skill MNP med en magnet, kast supernatanten, spre den i 30 milliliter isopropanol, tilsett ammoniakk, destillert vann og TEOS, i samme rekkefølge som beskrevet før. Varm blandingen ved 40 grader Celsius i to timer med kontinuerlig omrøring.Deretter sonikere i en time. Fjern og vask praktisk den magnetiske rørestangen, for å gjenopprette alt materialet. Kast det overnaturlige og skyll nanopartiklene med 96% etanol tre ganger, vekslende med sonikering.Tørk nanopartiklene under vakuum ved romtemperatur i 12 timer. Skyll 500 milligram av MNP@SIO2 fra forrige trinn med dimetylformamid. Sonicate dem og kaste.Suspender partiklene i en rund bunnkolbe, rør med en magnetisk bar og tilsett 9 milliliter APTES. Rør blandingen ved 60 grader Celsius i 12 timer. Kast det overnaturlige og skyll nanopartiklene med 96% etanol tre ganger, vekslende med sonikering.Oppløs en 100 mg deferoksamin, mesylatsalt og 53,0 milligram jernacetylacetonat i 5 milliliter destillert vann. Rør blandingen over natten ved romtemperatur. Vask det resulterende produktet tre ganger med 20 milliliter etylacetat i en separasjonstrakt.Fjern det organiske løsningsmidlet under vakuum. Frys-tørk vandig fase for å ha råd til feroxamin og en rød fast stoff. Tilsett 350 milligram ravanhydrid i en løsning på 100 mg ferokamin i 5 milliliter pyridin i en 50 milliliter rundbunnskolbe.Rør den resulterende blandingen, ved romtemperatur, i 16 timer. Fjern overflødig pyridin under redusert trykk. Oppløs reaksjonsråen i 3 milliliter metanol.Overfør den metanolic løsningen til en LH-20 kolonne og elute på 0,5 ml / minutt. Samle den røde fraksjonen og fjern metanol under vakuum. Skyll 30 mg tørraminfunksjonaliserte nanopartikler to ganger med DMF og soniker nanopartiklene i en 100 milliliter Erlenmeyer kolbe i 30 minutter.Forbered en løsning på 200 milligram N-kortfattetlferoksamin, 173 milligram Benzotriazol 1-yl-oxy-tris-phosphonium hexafluorophosphate BOP, 46 mg 1-hydroxybenzotriazole HOBt og 128,8 milligram N, N-diisopropylethylamine DIPEA, i 10 ml DMF, i en 50 milliliter rund bunn kolbe. Suspender den tidligere skyllede MNP@SiO2@NH2 i en 3 milliliter DMF, under sonikering i tørre og oksygenfrie forhold. Bruk argon atmosfære.Tilsett, slipp, bland A for å blande B.Rist den endelige blandingen, ved hjelp av en orbital shaker, ved romtemperatur over natten. Skill den resulterende konjugaten fra suspensjonen ved hjelp av en magnet. Bakteriell analyse med Y.enterocolitica stammer for å kvantifisere isolasjon og fangst av patogene bakterier med nanopartikler.Forbered en suspensjon av alle mellomliggende nanopartikler og den endelige konjugatet i PBS ved 1 mg /ml i sterile rør. Forbered en kultur av Y.entorocolitica i 5 ml Luria Bertani, LB, kjøttkraft over natten. Forbered en 5 ml jernmangel Trypcase Soy Broth, TSB, ved tillegg av 50 mikroliter på 10 mM 2, 2-bipyridyl løsning.Inokuler 5 milliliter jernmangelfull TSB kjøttkraft med 50 mikroliter av natten kulturen i Y.enterocolitica. Inkuber ved 37 grader Celsius med agitasjon til en OD600 på 0,5 til 0,8 er nådd. Ta en 100 mikroliter av overnattingskulturen og fortynne den i et rør som inneholder 900 mikroliter PBS for å oppnå den første 1/10 fortynningen.Deretter forbereder du en 1/100 fortynning fra den første fortynningen ved hjelp av samme prosedyre for å få en konsentrasjon av bakterielle celler ved 10 til kraften av 6 koloniformingsenheter per milliliter omtrent. Tilsett en 100 mikroliter nanopartikler suspensjon og 1 mg / ml til 1 milliliter av 1/100 bakterier fortynning. Skill MNP-bakterieaggregatene, ved hjelp av en magnet, kast, forsiktig, det overnaturlige.Skyll de separerte nanopartiklene to ganger med 1 millimeter PBS ved hjelp av en virvel. Forbered fire påfølgende 1/10 fortynninger fra den tidligere suspensjonen, til en 10 til kraften av minus 4 fortynning. Plate 10 mikroliter av hver fortynning på TS agar plater.Fotografer platen med en gel digitalisator i epi hvit modus. Behandle bildet, ved hjelp av den praktiske programvaren, for å forsterke et sted for å telle antall individuelle kolonier. For å bekrefte dannelsen av kovalent binding mellom nanopartiklene og siderophore, bruker vi FT-IR Raman spektroskopi for å overvåke syntesen, observere hvordan nye bånd vises i samsvar med en ny funksjonell gruppe i hvert trinn.TEM og SEM mikroskopi ble brukt til å observere morfologi og partikkelstørrelse. Termogravimetrisk analyse for å måle vekttapet på grunn av tilsetning av organisk materiale. Og XPS tillater oss å analysere de forskjellige oksidasjonsstatene til atomer i overflaten og bekrefte dannelsen av kovalente bindinger.Til slutt brukte vi alle mellomprodukter på den endelige konjugatet for å teste sin evne til å fange bakterier, for å etablere sine egenskaper som biosensor. Denne protokollen ble designet for å dra nytte av den høye biokompatibiliteten til magnetitt nanopartikler. Belegget med silika forbedrer spredningen og beskytter den magnetiske kjernen mot nedbrytning i vandige medier.Og gi også en reaktiv overflate for å funksjonalisere med amingrupper som er nødvendige for å kovalent binde en syre modifisert siderophore av karbamidkjemi. I dette tilfellet, N-succynilferoxamine. Konjugatbakterierfangstevnen ble testet, og som et resultat ble det funnet et lavt antall kolonier, uten signifikant forskjell med mellomprodukter på grunn av en bestemt interaksjon om store effekter presentert i PBS bakteriell suspensjon.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Mikrobølgeovn-assistert intramolekylære Dehydrogenative Diels-Alder reaksjoner for syntese av funksjonalisert naftalener / Solvatochromic Fargestoffer

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 Komplekser: Syntese og Cytotoksisitet Evaluering av MTT analysen

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 koplingsreaksjon for syntese av Bispyridine-baserte Ligander og deres kompleks til Platinum som bisykliske legemidler mot kreft

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 av funksjon Metal-organisk Rammeverk

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 av indoksyl-glykosider for deteksjon av glykosidase 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 enkel metode for størrelsen Kontrollert Syntese av Stabile Oligomere Klynger av gull nanopartikler under omgivelses

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

Utarbeidelse av stabile bisyklisk Aziridinium ioner og deres Ring-åpning for syntese av 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-inspirert Polydopamine overflaten modifikasjon av Nanodiamonds og dens reduksjon av Silver 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

Metionin Funksjonalisert biokompatible Block Kopolymerer for målrettet plasmider 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 av Amfifile Gold 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 ...