Technologick potenci l vyu itia biologicky iniciovanej kry taliz cie nano ast c
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 17

Technologický potenciál využitia biologicky iniciovanej kryštalizácie nanočastíc PowerPoint PPT Presentation


  • 72 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Technologický potenciál využitia biologicky iniciovanej kryštalizácie nanočastíc. Marek Kolenčík 1 , Mária Čaplovičová 2 , Juraj Chlpík 1 1 Katedra pedológie a geológie, Fakulta agrobiológie a potravinových zdrojov, Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre

Download Presentation

Technologický potenciál využitia biologicky iniciovanej kryštalizácie nanočastíc

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Technologick potenci l vyu itia biologicky iniciovanej kry taliz cie nano ast c

Technologický potenciál využitia biologicky iniciovanej kryštalizácie nanočastíc

Marek Kolenčík1, Mária Čaplovičová2, Juraj Chlpík1

1Katedra pedológie a geológie, Fakulta agrobiológie a potravinových zdrojov, Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre

2Katedra základnej a ložiskovej geológie, Prírodovedecká fakulta, Univerzita Komenského v Bratislave


Technologick potenci l vyu itia biologicky iniciovanej kry taliz cie nano ast c

Úvod

  • Biologická indukovaná kryštalizácia anorganických častíc má využitie vo viacerých technológiách najmä vo veľkosti nm až µm rozmerov.

  • Je inšpirovaná biologickými štruktúrami + prirodzeným geochemickým procesom.

  • Klasické postupy – biologické postupy získavania nanočastíc.

  • Biologické nanoštruktúry, nanomateriály, nanokompozity a biotempláty majú širokú oblasť pôsobenia v priemysle + environmentálnych vedách.


Technologick potenci l vyu itia biologicky iniciovanej kry taliz cie nano ast c

Častica quantum dots častica pokrytá proteínom . Tento systém môže slúžiť na identifikáciu buniek, v organizme ako biologický senzor alebo detekciu tumorových buniek.

Chan, 2001: Bionanotechnologyprogress and advances, Biologyofblood and marrowtransplantation 12, 87-91.

Howorka, S., 2011: Rationallyengineeringnaturalproteinassemblies in nanobiotechnology, CurrentOpinion in Biotechnology 2011, 22:485–491.

Bjafspibqgbngw

http://www.swri.org/3pubs/brochure/d01/mne/MicroNanoEncap.pdf


Technologick potenci l vyu itia biologicky iniciovanej kry taliz cie nano ast c

  • Existujú viaceré mechanizmy biologicky vyvolanej kryštalizácie prvkov mikroorganizmami alebo rastlinami.

  • Mení sa distribúcia, forma vystupovania, mobilita, biodostupnosť i potenciálna toxicita.

  • Syntéza nanočastíc sa uskutočňuje (redukciou, transformáciou, konverziou, katalyzovanoualteráciou)

Mechanizmy imobilizácie, A. sorpcia, nukleácia a precipitáciaAg častíc spôsobená redukciu, asociovaná z biomasovAureobasidiumpullulans. B. oxláty, je výsledkom vylúčenia k. oxálovej ,Trametes (Coriolus) versicolor. B2. Beauveriacaledonica.C.nukleácia a tvorbukalcitu, SEM, Gadd, G.M., 2004: Mycotransformation of organic and inorganic substrates. Mycologist, 18(2), 60-70.

  • prechodov iónov cez cytoplazmatikú membránu,

  • enzymatickou oxidáciou či redukciou,

  • akumuláciou na vonkajšej stene biologickej membrány,

  • viazaným kovov v peptidoch (fytocheláty), efluxom a precipitáciou.

  • Prírodné výluhy rastlín obsahujú

  • metalotioneíny, polypeptidy, proteíny, lipidy a terpenoidy.


Ciele pr ce

Ciele práce

  • Experimentálne potvrdiť prirodzený biogeochemický proces vyskytujúci sa v prírodnom prostredí a to imobilizácuAg+iónov použitím prírodného topoľového výluhu a jeho schopnosti biologicky iniciovať kryštalizáciu anorganických častíc vo veľkostnej frakcií nanorozmerov,

  • pomocou TEM, SAED a EDS charakterizovať novovzniknuté fyzikálno-chemicky stabilnejšie nanočastice (morfológiu, veľkostnú distribúciu a i.).


Materi l a met dy pr prava extraktu

Materiál a metódy – príprava extraktu

  • Na biologickú syntézu nanočastíc bol použitý extrakt z topoľových listov (Samsomet al. 1996).

  • Tie boli zozbierané z oblasti Karloveského ramena, premyté destilovanou, vysušené pri izbovej teplote a rozomleté a prevarené v jednom litri vodovodnej vody.

  • Pevné zvyšky topoľových listov boli odseparované filtráciou a médium bolo doplnené do jedného litra destilovanou vodou a následne upravené na pH 6.2 ± 0.1.

  • Samson, R. A., Hoekstra, E. S., Frisvad, J. S., Filtenborg, O. 1996: Introduction to food-bornefungi. 5th rev. ed. CetraaolbuereauvoorSchimmelcultures, Baarn, 322 p.


Materi l a met dy vznik nano ast c

Materiál a metódy – vznik nanočastíc

  • Samotný experiment biologicky syntetizovaných nanočastíc sa uskutočnil v aeróbnych podmienkach, v Erlenmeyerových bankách pri izbovej teplote.

  • Získané médium bolo zmiešané v určitých objemových pomeroch a to 30 ml prefiltrovaného extraktu s 10 ml 1g/l AgNO3.

  • Roztok bol nechaný na trepačke pri rýchlosti 120 otáčok za minútu po dobu troch dní. Následne bolo odobraté určité množstvo vzorky z polydisperznej suspenzie nakvapkané na Cu-sieťku.


Materi l a met dy analytick pr stroje

Materiál a metódy – analytické prístroje

  • Morfológia a veľkosť a priestorové rozšírenie nanočastícboli študované pomocou transmisnej elektrónovej mikroskopie (TEM) v svetlom poli (BF) na mikroskope JEOL JEM 2000FX.

  • Na identifikáciu kryštálovej štruktúry bola použitá metóda selekčnej elektrónovej difrakcie (SAED) spolu s verifikáciou chemického zloženia pomocou energiovo-disperzívnejmikroanalýzy(EDS).


V sledky

Výsledky

Záznam z transmisnej elektrónovej mikroskopie, kde sú identifikované biogénne vytvorené Ag2S nanočastice.

Detailný záznam Ag2S nanočastice, ktorá vykazuje sférický tvar (TEM).


Technologick potenci l vyu itia biologicky iniciovanej kry taliz cie nano ast c

Histogram z percentuálnym vyjadrením veľkosti

získaných nanočastic. Veľkosť je udávaná v nm.


Technologick potenci l vyu itia biologicky iniciovanej kry taliz cie nano ast c

Namerané uhly v SAED obraze medzi rovinami odpovedajú monoklinickej kryštalografickej štruktúre Ag2S.

SAED obraz s nanočasticami Ag2S. Niektorým bodom v motíve sú priradené Millerove indexy na základe stanovených medzirovinnýchvzdialeností.


Technologick potenci l vyu itia biologicky iniciovanej kry taliz cie nano ast c

  • Energiovo-disperzívnespektrum z vytvorených nanočastíc. Hlavné identifikované prvky sú Ag, S. Cu a C pochádzajú z Cu-sieťky a nanesenej C-vrstvy.


V sledky1

Výsledky

Častice sa navzájom stýkajú

s tenko vrstvou rôzneho chemického

zloženia, obsahujúceho biogénne

prvky ako Ca, P, Mg, K, S (EDS).


Z very

Závery

  • Bol potvrdený významný biogeochemický proces a to imobilizácia mobilných iónov kovu do anorganických častíc pomocou organogénneho extraktu.

  • Syntéza bola uskutočnená interakciou prírodného listového výluhu s roztokom dusičnanu strieborného. Výsledkom bola biologicky iniciovaná mineralizáciananočastíc sulfidu strieborného, vykazujúceho špecifickú veľkosť, morfológiu a priestorové rozmiestnenie určeného v TEM + BF.

  • Biologicky inukovanou syntézou Ag2S bola dokázaná chemická transfromácia (z dusičnanu do sulfidu) a fázová transformácia z kvapalného skupenstva do tuhých kryštalických fáz určená pomocou SEAD a chemicky verifikovaná EDS.


Z very1

Závery

  • Použitá metóda „zelenej chémie“(mikroorganizmov a prírodných výluhov) poskytuje najmä energeticky nenáročné, environmentálne prijateľné, ekonomicky dostupné možnosti pri získavaní anorganických nanočastíc oproti konvenčným metódam.

  • Aplikované rastlinné extrakty obsahujú viaceré zložky schopné iniciovať a usmerňovať proces kryštalizácie nanoštruktúr s špecifickými vlastnosťami,

  • využitie syntéz biologicky indukovaných nanomateriálov v bionanotechnológiách + majú široký potenciál uplatnenia environmentálnych technológiách.


Technologick potenci l vyu itia biologicky iniciovanej kry taliz cie nano ast c

  • Ďakujem za pozornosť


  • Login