Positief geladen magnetische nanodeeltjes gebruiken om bacteriën te vangen bij ultralage concentratie

Abstract

Het detecteren van bacteriën in lage concentraties zonder tijdrovende kweekprocessen zou een snelle diagnose mogelijk maken. Aangezien er elektrostatische aantrekkingskracht bestaat tussen negatief geladen bacteriële cellen en positief geladen magnetische nanodeeltjes (NP+), is het vangen van bacteriën veelbelovend om dit doel te bereiken. Hier presenteren we een snelle en zeer efficiënte aanpak voor het vangen van Escherichia coli , die werd gebruikt als een model voor gramnegatieve bacteriën. Vangst van E. coli bij zeer lage concentraties van 10 en 100 CFU/ml wordt met NP+ snel en efficiënt binnen 1 h bereikt. Bovendien was de vangefficiëntie van NP+ meer dan 90% door het aantal bacteriekolonies op de plaat te analyseren. Optische en transmissie-elektronenmicroscopie bevestigde het bacteriële vangvermogen van elektrisch geladen nanodeeltjes (NP's). Daarentegen vertoonden negatief geladen magnetische nanodeeltjes (NP−) geen affiniteiten met E. coli . Deze resultaten toonden aan dat bacteriële cellen, zoals E. coli , dragen een negatieve lading. In tegenstelling tot een ligandafhankelijk vangsysteem, heeft ons ontworpen NP+ het potentieel om een breed scala aan bacteriën te vangen via elektrostatische aantrekking.

Achtergrond

Infectieziekten behoren tot de meest urgente gezondheidsproblemen ter wereld. Microbiële besmetting van waterbronnen vormt een grote bedreiging voor de volksgezondheid. Escherichia coli (E. coli ), een gramnegatieve bacterie, komt veel voor in besmet water en voedsel. Sommige stammen van E. coli kan zelfs ernstige bacteriële infecties veroorzaken. Bacteriën in lage concentraties zijn moeilijk te detecteren en vereisen meestal een pre-verrijkingsproces voor verdere analyse. Op kweek gebaseerde microbiologische methoden zijn arbeidsintensief en kunnen enkele dagen duren. Bovendien kunnen sommige bacteriestammen een levensvatbare maar niet-kweekbare toestand binnengaan waar ze levensvatbaar maar niet kweekbaar zijn op routine-agar, wat hun detectie door op kweek gebaseerde methoden belemmert [1]. Omgekeerd kan een snelle opvang en decontaminatie van bacteriële pathogenen realtime resultaten opleveren om uitbraken van infectieziekten te verminderen.

Er is een verscheidenheid aan materialen ontwikkeld voor het snel opvangen en verwijderen van bacteriën uit de verontreinigde bron. Koolstofnanobuisjes en harsgebonden oligoacyllysineparels zijn gebruikt om de bacteriën uit het water te verwijderen [2, 3]. Magnetische nanodeeltjes, die gemakkelijk kunnen worden gescheiden van verschillende bronnen door het gebruik van een magnetisch proces, werden veel gebruikt voor detectie en decontaminatie van bacteriën na gefunctionaliseerd met organische moleculen [4,5,6]. De op magnetisme gebaseerde technieken hebben de voordelen van het vastleggen van doelen door tijdsbesparing (gemeenschappelijke scheidingstijd binnen 1 h), hoge recovery, mogelijke automatisering en scale-up scheiding [7]. De efficiëntie en selectiviteit van magnetische scheiding hangt grotendeels af van de liganden, maar soms is het moeilijk om een ligand te verkrijgen met een hoge affiniteit en specificiteit voor het doelwit. Daarom is het noodzakelijk om een bacterieel opvangsysteem te ontwikkelen met ligandonafhankelijke magnetische nanodeeltjes om de bacteriën te vangen, vooral onder lage concentraties.

Veel wetenschappers hebben de aard van de elektrische lading van bacteriën onderzocht. Bechhold (1904) was de eerste die ontdekte dat bacteriële cellen een negatieve lading dragen [8]. Hoewel al bekend was dat de grote populaties bacteriecellen de neiging hadden om een negatieve lading te behouden, is er weinig bekend over de elektrofysiologie van bacteriën op het niveau van afzonderlijke cellen. In 2011 Cohen et al. onthulde elektrische pieken in E. coli tot 1 Hz met behulp van een fluorescerend voltage-aangevend eiwit [9]. Omdat veel soorten bacteriële celwanden negatief geladen zijn, kunnen positief geladen nanodeeltjes een sterke interactie aangaan met een breed spectrum aan bacteriën via elektrostatische interacties.

Om te profiteren van magnetische nanodeeltjes en de negatieve lading van individuele bacteriën voor snelle detectie van pathogenen, hebben we een systeem ontworpen om bacteriën onder lage concentraties op te vangen. Positief geladen magnetische nanodeeltjes werden vervaardigd door polyethyleenimine (PEI), dat is samengesteld uit overvloedige aminegroepen. Vervolgens onderzochten we de affiniteit van PEI-gefunctionaliseerde nanodeeltjes tegen E. coli . Deze innovatieve methode zorgt voor een efficiënte binding aan de bacteriën door elektrostatische interacties.

Materialen en methoden

Nanomaterialen

IJzer(III)chloridehydraat (FeCl₃ ·6H₂ O), ammoniumhydroxide (NH₄ OH, 28 wt%), zoutzuur (37 wt% waterige oplossing), ethyleenglycol en natriumacetaat werden gekocht bij Shanghai (China) Reagent Company. Tetraethylorthosilicaat (TEOS), (3-aminopropyl) triethoxysilaan (APTES) en fluoresceïnetetramethylrhodamine (TRITC) werden gekocht bij Sigma-Aldrich (VS). Vertakt poly(ethyleenimine) (PEI, 99%, Mw =10.000) werd gekocht van Alfa Aesar. Alle oplossingen zijn bereid met gedeïoniseerd water van Milli-Q (18,2 MΩ cm bij een soortelijke weerstand van 25°C).

NP-syntheses

Fe₃ O₄ nanodeeltjes werden bereid door een solvotherme reactie [10]. In het kort, 0,081 g FeCl₃ ·6H₂ O werd onder magnetisch roeren opgelost in 30 mL ethyleenglycol. Vervolgens werd aan deze oplossing 0,3 g polyacrylzuur (PAA) en 1,8 g ureum toegevoegd. Na 30 min. geroerd te zijn, werd de oplossing 12 uur verwarmd op 200°C met behulp van een met Teflon beklede roestvrijstalen autoclaaf. Bij afkoeling tot kamertemperatuur werd een zwart product, namelijk magnetische nanodeeltjeskernen, opgevangen door een magneet. Gevolgd door drie keer wassen met ethanol en gedeïoniseerd water, wordt de Fe₃ O₄ nanodeeltjes werden behandeld met 0,15 M HCl onder sonicatie gedurende 15 min en werden vervolgens gecoat met silica via hydrolyse en TEOS.

Om de negatief geladen fluorescerende magnetische nanodeeltjes (NP−) te bereiden, werd het APTES-TRITC (C33H44N3O6Si) -complex eerst een nacht in ethanol onder donkere omstandigheden omgezet. Het complex werd vervolgens geënt op de Fe₃ O₄ nanodeeltjes door reactie tussen APTES en hydroxylgroepen op de Fe₃ O₄ @SiO₂ nanodeeltje. Vervolgens werd 30 L TEOS toegevoegd en gedurende 24 uur in het donker gereageerd. Gevolgd door driemaal wassen met ethanol en gedeïoniseerd water, werden fluorescerende NP− geproduceerd. Door de modificatie van NP− met het polykationpolymeer PEI werden de positief geladen magnetische nanodeeltjes (NP+) voltooid.

NP-karakterisering

Transmissie-elektronenmicroscopie (TEM)-onderzoeken werden uitgevoerd door een TECNAI F^− 30 transmissie-elektronenmicroscoop met hoge resolutie werkend bij 300 kV. De deeltjesgrootte en het zeta-potentieel van NP's werden bepaald door Malvern Zeta Sizer Nano-serie (Westborough, MA). Fluorescentie werd onderzocht met een Carl Zeiss LSM5 EXITER laser scanning confocale microscoop (Zeiss, Jena, Duitsland).

Voorbereiding van bacteriën

De gramnegatieve stam E. coli BL21 werden gebruikt als de modelbacteriën. E. coli werd gekweekt in 100 mL Luria Broth-groeimedium [11]. De bacteriën werden 16 uur in een thermostatische incubator gekweekt bij 200 tpm, 37 ° C. Vervolgens werd 100 μL van de bacteriecultuur verwijderd, verdund met het medium 1 × 10⁵ keer, gecoat op de agar en 24 uur gekweekt bij 37 ° C. Het aantal kolonievormende eenheden werd geteld. De resterende bacteriecellen werden geoogst door centrifugeren bij 5000 rpm gedurende 5 min, driemaal gewassen met 1× PBS (10 mM, pH 7.4) en verdund tot concentraties van ongeveer 1 × 10³ kolonievormende eenheid (CFU)/ml. Om veiligheidsredenen werden alle bacteriemonsters gedurende 20 minuten in een autoclaaf bij 121 ° C geplaatst om bacteriën te doden voordat ze werden weggegooid en werd al het glaswerk dat in contact kwam met de bacteriën voor en na gebruik gesteriliseerd.

Bacteria Capture Experiment

Alle batch-capture-onderzoeken werden uitgevoerd in gesteriliseerde 1 x PBS-buffer. Veertig microliter NP's (1 g / μL) werd gedurende 10 min onder ultrasone trillingen in de gesteriliseerde zoutoplossing gedispergeerd en vervolgens 1 mL van de bacteriële oplossing (ongeveer 10³ CFU/ml) werd aan de suspensie toegevoegd. Na incubatie van 10 min werden de NP-gebonden bacteriën via een permanente magneet op de wand van het flesje gevangen en werden vrije bacteriën verwijderd met de wasoplossing. De gevangen bacteriën werden vrijgegeven door de magneet te verwijderen en opnieuw gesuspendeerd in PBS. Voor microscopische analyse werd een hoeveelheid bacteriën uitgespreid op objectglaasjes en gekleurd met Hema-3 (Fisher Diagnostics). Voor immunofluorescentie-analyse werd een hoeveelheid bacteriën op objectglaasjes uitgespreid en gekleurd met 4′-6-diamidino-2-fenylindol (DAPI).

Bacteriële vangstefficiëntie van NP's bij verschillende concentraties

Eén milliliter bacteriële suspensie (ongeveer 2 × 10² CFU/mL) werd gedurende 10 min geïncubeerd met verschillende hoeveelheden (5, 10, 20, 30, 40, 50, 75 en 100 g/ml) NP+ of NP−. Na magnetische scheiding door de nanodeeltjes, werd vervolgens de totale oplossing bemonsterd en geanalyseerd op bacteriële concentratie via een plaattelmethode. De efficiëntie van de bacteriële vangst van de NP's werd getest door het aantal CFU op de LB-agarplaten te tellen.

Het vermogen van NP's om bacteriën te vangen bij lage concentraties

Veertig microgram NP+ of NP− werd geïncubeerd met 1 mL bacteriesuspensie in zeer lage concentraties (10 en 10² kve/ml). Na magnetische scheiding door de nanodeeltjes, werd vervolgens de totale oplossing bemonsterd en geanalyseerd op bacteriële concentratie via een plaattelmethode. De efficiëntie van de bacteriële vangst van de NP's werd getest door het aantal CFU op de LB-agarplaten te tellen.

Statistische analyse

De resultaten werden uitgedrukt als gemiddelde ± standaarddeviatie (SD) zoals aangegeven in de figuurlegenda's. Een tweerichtingsvariantieanalyse (ANOVA) met de juiste hoc-analyse werd berekend met behulp van GraphPad Prism-software met P waarden < 0,05 als statistisch significant beschouwd.

Resultaten

Karakterisering van magnetische NP's

Het schematische diagram voor de voorbereiding van de oppervlaktegeladen magnetische composiet nanodeeltjes wordt weergegeven in Fig. 1. De Fe₃ O₄ nanodeeltjes worden geconjugeerd met APTES om een dunne laag SiO₂ te vormen schil op het oppervlak van nanodeeltjes na reactie met TEOS en NH₄ OH. Om gevangen cellen direct te visualiseren en te kwantificeren, wordt eerst het APTES-TRITC-complex omgezet, gevolgd door transplantatie op het oppervlak van de Fe₃ O₄ @silica composieten via een klassieke sol-gel reactie. Overvloedige SiOH-groepen beheersen het totale oppervlak van dit product en vertonen een sterke negatieve oppervlaktelading, namelijk negatief geladen magnetische nanodeeltjes (NP−). Voor positief geladen magnetische nanodeeltjes (NP+) worden PEI-moleculen gebruikt om het oppervlak van NP− te bedekken en te modificeren. Het gemodificeerde product vertoont een sterke positieve oppervlaktelading door de overvloedige aanwezigheid van aminegroepen.

Ontwerp van de nanodeeltjes. Schematisch diagram dat het ontwerp toont van oppervlakte-geladen, fluorescerende, superparamagnetische composiet nanodeeltjes (NP's)

Zoals weergegeven in figuur 2a, toonde TEM aan dat magnetische composiet nanodeeltjes een diameter van 450 nm hadden, die waren samengesteld uit geüniformeerd SiO₂ coating (grootte van 60 nm). Dynamische lichtverstrooiing (DLS) van de deeltjes in figuur 2b vertoonde een smalle grootteverdeling met een verhoogde gemiddelde diameter na oppervlaktefunctionalisering. De maximale afmetingen van de samengestelde nanodeeltjes met de positieve en negatieve ladingen zijn respectievelijk 620 en 700 nm. Nanodeeltjes gemeten door DLS zijn meestal groter dan die gemeten door TEM. Dit komt omdat de door de DLS beoordeelde grootte wordt beïnvloed door Brownse beweging en afhangt van de omgevingstemperatuur, de dynamische straal van het nanodeeltje en de mate van agglomeratie van nanodeeltjes veroorzaakt door een statische omgeving via het optreden van conflict [12]. Figuur 2c toont de zeta-potentiaalverdelingen van de negatieve en positieve nanodeeltjes. In gedeïoniseerd water (pH 7,0) zijn de zeta-potentialen van de NP− en NP+ respectievelijk − 26,6 mV en + 28,1 mV. De pH-afhankelijkheden van zeta-potentialen voor NP+ zijn weergegeven in Aanvullend bestand 1:Afbeelding S1. Deze resultaten gaven aan dat de aan het oppervlak geladen nanodeeltjes goed gedispergeerd zijn in een waterige oplossing onder neutrale omstandigheden, wat kan worden toegepast voor celvangst.

Karakterisering van de nanodeeltjes. een Transmissie elektronische microscopie (TEM) beeld van positief geladen nanodeeltjes (NP+) en negatief geladen nanodeeltjes (NP−). b Dynamische lichtverstrooiingsgrootte en verdeling van NP's. c Zeta-potentiaalverdelingen van NP's

Mogelijkheid van magnetische NP's om E. coli

Figuur 3 toont de algemene experimentele procedure voor het vangen van bacteriën. NP's werden gemengd met een oplossing van bacteriën en gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur geïncubeerd. Vervolgens hebben we een permanente magneet gebruikt om de "gemagnetiseerde" bacteriën (magnetische nanodeeltjes gebonden aan het celoppervlak) op de wand van de buis te vangen. Na het verwijderen van de resterende oplossing en het wassen van de aggregaten door PBS (met een magneet buiten), brachten we de aggregaten over naar een objectglaasje voor microscopische analyse. Zoals te zien is in het schema, biedt NP+ voldoende elektrostatische respons om E snel te verrijken. coli . Integendeel, in het NP−-experiment worden de bacteriën verwijderd met PBS spoelen.

Illustratie van de procedures van het vangen van bacteriën. E. coli in suspensie worden respectievelijk gemengd met NP+ en NP−, gevolgd door 10 min incubatie. De "gemagnetiseerde" bacteriën werden door een magneet naar de wand van de flacon getrokken. Na het verwijderen van de resterende oplossing werden bacteriën gevangen door NP's, gewassen met PBS en geteld vanaf het aantal bacteriekolonies

Optische afbeeldingen voor de nanodeeltjes worden getoond in Fig. 4. Optisch beeld van NP− toonde de monodisperse en uniform verdeelde deeltjes. NP+ had echter de neiging om te agglomereren. De grootteverdeling van NP+ is uiteraard breder dan die van NP−. Deze resultaten toonden aan dat NP+ en NP− een totaal ander patroon van interactie met E hadden. coli . Om de bacteriële affiniteit van NP+ verder te onderzoeken, is de lokalisatie NP+ in E. coli werd onderzocht met behulp van fluorescentieanalyse. Afbeelding 5a laat zien dat vastgelegde E. coli zijn positief voor zowel DAPI (blauwe kleur) als TRITC (rode kleur). Om de affiniteit van NP+ voor bacteriën duidelijk te bevestigen, werd TEM-technologie gebruikt. In Fig. 5b werd waargenomen dat een aantal NP+ aggregeerde op de bacteriële celwand. Deze resultaten suggereerden dat NP+ een sterke affiniteit heeft voor bacteriën.

Vergelijking van E. coli bindingscapaciteit van NP+ en NP−. De linkerafbeeldingen zijn de fasecontrastvelden van bacteriën die binden aan NP+. De juiste afbeeldingen hebben alleen nanodeeltjes, wat suggereert dat NP− zonder bindingscapaciteit aan E. coli cellen

Fluorescerende en TEM-beelden van E. coli binden met NP+. een Bovenste panelen tonen de fluorescerende beelden van E. coli cellen binden met NP+. DAPI wordt gebruikt om de celkern te kleuren. TRITC is gelabeld in NP's. b Onderste panelen zijn representatieve TEM-afbeeldingen die NP+ en E tonen. coli complexen

Detectie van lage concentraties van E. coli

Om de dynamiek van de bacteriën en NP+ interacties verder te karakteriseren, hebben we E. coli op een constant getal (2 × 10² CFU/mL) met verschillende concentraties NP's variërend van 5 tot 100 μg/mL. De NP-gebonden bacteriën werden vervolgens magnetisch opgevangen en gescheiden. De magnetische vangstrendementen van bacteriën door NP+ en NP− zijn uitgezet zoals weergegeven in Fig. 6. Het aantal E. coli gevangen door NP− is slechts 12%, zelfs bij een hoge concentratie van 100 g/ml. In tegenstelling tot NP− vertoonde NP+ significante bacteriële vangcapaciteiten en bereikte 81% van de vangefficiëntie met 40 μg/ml (P < 0,001). Zoals te zien is op de LB-agarplaten, werd een dosisafhankelijke toename van bacteriekolonies met NP+ aangetoond.

Capture-efficiëntie van E. coli door NP+ of NP− in verschillende aangegeven concentraties. De linker afbeelding is de foto van LB-agarplaten bedekt met E. coli gevangen door NP+ en NP−. De juiste afbeelding toont de bacteriële vangstefficiëntie van NP bij verschillende aangegeven concentraties. E. coli (2 × 10² CFU in 1 mL PBS-oplossing) zonder NP-incubatie werd geteld als 100% en diende als controle. *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0,001

Om de NP+-affiniteit voor E. coli bij ultralage concentratie mengden we 40 g NP met 1 ml PBS-oplossing die slechts 10 en 100 CFU E bevatte. coli . Figuur 7 toont foto's van de resulterende kolonies in agarplaten voor alle monsters. Zoals verwacht heeft de NP+ inderdaad E gevangen. coli bij een ultralage concentratie, terwijl de bacteriekolonies niet duidelijk waren in platen met NP−. De weinige kolonies in de plaat kunnen worden toegeschreven aan de niet-specifieke affiniteit van nanodeeltjes. Verdere analyse gaf aan dat meer dan 90% bacteriële vangefficiëntie werd verkregen bij een ultralage concentratie (10 en 100 CFU/mL) met behulp van NP+. Daarentegen is de vangefficiëntie minder dan 4% met NP− onder dezelfde omstandigheden en is er een significant verschil (P < 0,001). Deze resultaten suggereren dat NP+ een sterke affiniteit heeft voor bacteriën, wat verklaard zou kunnen worden door de elektrostatische aantrekkingskracht. Om de breedspectrum-bacteriële invangeigenschappen te onderzoeken, gebruikten we drie gram-positieve bacteriën (Bacillus subtilis , Staphylococcus aureus , en Lactococcus lactis ) als modellen. Zoals geïllustreerd in Aanvullend bestand 1:Afbeelding S2 hebben NP+ een hogere adsorptiecapaciteit voor bacillen (E. coli en B. ondertiteling ) dan stafylokokken (S. aureus ) en streptokokken (L. lactis ). Daarnaast vonden we ook dat negatief geladen moleculen, zoals 3-broompyruvaat (3-BP) en DNA, het bacteriële vangeffect zouden kunnen verstoren. De dode E.coli is ongeldig voor een dergelijk systeem (aanvullend bestand 1:Afbeelding S3).

Capture-efficiëntie van E. coli door NP+ of NP− bij ultralage concentraties. De linker afbeelding is de foto van LB-agarplaten bedekt met E. coli gevangen door NP+ en NP−. De rechter afbeelding toonde de E. coli vangefficiëntie van NP's (40 g / ml) met ultralage concentraties bacteriën. E. coli (10 en 100 CFU in 1 mL PBS-oplossing) zonder NP-incubatie werd als 100% geteld en diende als controle. ***P < 0,001

Discussie

Het is bekend dat beide gramnegatieve bacteriën (zoals E.coli ) en gram-positieve bacteriën (zoals B. subtilis ) veel gemakkelijker interactie met positief geladen deeltjes dan negatief geladen deeltjes via elektrostatische aantrekking [13, 14]. Dit werd ook gevonden in ons onderzoek. Een voordeel van ons vangsysteem is dat de PEI-gefunctionaliseerde nanodeeltjes meer aminegroepen hebben, die bacteriën in ultralage concentraties konden vangen. Tot op heden zijn er enkele algemene en bevredigende tests die bacteriën kunnen detecteren in concentraties van minder dan 10² CFU/mL zonder voorverrijking van bacteriën via een kweekproces. Deze studie toonde een eenvoudige test die elektrisch magnetische nanodeeltjes gebruikt om gram-negatieve bacteriën (de organismen hebben een cytoplasmatisch membraan, een celwand en een intact buitenmembraan) binnen 1 uur te vangen en te detecteren bij een concentratie van 10 CFU/ml.

In ons experiment ontdekten we dat de oppervlaktelading van NP's de efficiëntie van het vangen van bacteriën kan beïnvloeden. Hier werden de effecten van lading aan het oppervlak van NP's op de bacteriële vangefficiëntie bestudeerd met behulp van E.coli als een modelbacterie. Wanneer NP+ werd gebruikt in de vangstassay, vertoonden ze een efficiënt adsorptievermogen van de bacteriën. De efficiëntie van het vangen van bacteriën nam toe met de dosering van NP+. TEM-microscopie toont macroscopische aggregaten die zijn samengesteld uit nanodeeltjes en bacteriële cellen. Daarentegen vertoonde NP−, zelfs bij hoge concentraties, een laag vermogen om bacteriën te vangen. Over het algemeen toonden deze waarnemingen aan dat de NP+ een significant hoger vangvermogen hebben dan NP−.

Hoewel grampositieve en gramnegatieve bacteriën verschillen in hun membraanstructuur, hebben de meeste een negatieve lading wanneer ze worden gekweekt bij fysiologische pH-waarden [15, 16]. De celoppervlaktelading van bacteriële cellen is gekarakteriseerd door elektrostatische interactiechromatografie (ESIC) [17]. De celwand in grampositieve bacteriën bestaat voornamelijk uit een dikke laag peptidoglycaan, waarin teichoïnezuur is ingebed. Aan de andere kant hebben de gramnegatieve bacteriën een laag lipopolysaccharide aan het buitenoppervlak gevolgd door een dunne laag peptidoglycaan. Het teichoïnezuur en de lipopolysachariden geven een negatieve lading aan het oppervlak van bacteriële cellen [18]. Voorheen vertoonden de positief geladen zilveren nanodeeltjes (AgNP's) de opmerkelijke effectiviteit tegen de micro-organismen, waaronder E. coli [19]. Ze ontdekten dat de kleinere deeltjes een grotere antibacteriële activiteit blijken te hebben. We waren van mening dat grotere deeltjes een ander voordeel van bacteriële opneembaarheid kunnen hebben. Ten eerste bereiken grotere deeltjes moeilijk de kerninhoud van cellen om de toxiciteit voor de bacteriën te veroorzaken. Ten tweede kunnen ze zorgen voor een groter oppervlak en dus voor een sterkere bacteriële interactie. Daarom hebben we grotere positief geladen nanodeeltjes ontworpen en toegepast als een "spons" om bacteriën te vangen.

Conclusies

Concluderend hebben we met PEI-magnetische nanodeeltjes een eenvoudige en snelle test aangetoond om E. coli vast te leggen en te analyseren. De bestaande archieven van optische en TEM-profielen van bacteriën maken een gemakkelijke identificatie van gevangen bacteriën mogelijk. Dankzij het hoge herstelvermogen van positief geladen magnetische nanodeeltjes kunnen andere bacteriestammen in ultralage concentraties worden gedetecteerd.

Afkortingen

APTES:: 3-Aminopropyl triethoxysilaan
CFU:: Kolonievormende eenheid
DLS:: Dynamische lichtverstrooiing
E. coli :: Escherichia coli
NP:: Negatief geladen magnetische nanodeeltjes
NP+:: Positief geladen magnetische nanodeeltjes
NP's:: Nanodeeltjes
PAA:: Polyacrylzuur
PEI:: Polyethyleenimine
SD:: Standaarddeviatie
TEM:: Transmissie-elektronenmicroscopie
TEOS:: Tetraethylorthosilicaat
TRITC:: Tetramethylrhodamine

Ionothermische synthese van kristallijn nanoporeus silicium en het gebruik ervan als anodematerialen in lithium-ionbatterijen Oppervlakte-impedantie van meta-oppervlakken/grafeen hybride structuren

Nanomaterialen

Metaal

Hars

vezel

Samengesteld materiaal