رشد نانوکریستالهای cu روی نانوتیوب های پیتید بوسیله بازیافت:
کنترل اندازه نانو کریستالهای cu به وسیله هماهنگ کردن شکل پیتید.
اخیرا که در جستجو کردن روش های ابزار سازی جدید در نانو تکنولوژی که از لحاظ زیستی الهام گرفته شده اند ،یک روش زیستی جدید برای نانومیتویهای cu با استفاده از نانومیتویهای پتپید معتی از هستیدین متوالی آزمایش شد. مولکولهای پتپید متنی از هستیدین متوالی قبل نانو نیتوپ ها جفت شدند و شناخت زیستی توالی خاص نسبت به cu منجر می شود تا cu کافی روی نانو تیوپ ها را بپوشاند. نانوکریستالهاس cu به صورت یکنواخت روی نانوتیوپ های هسترین با غلظت پرشش بالا پوشانده شدند . به علاوه قطر متوسط نانو کریستال cu بین 10 و 30 nm روی نانو نیوپ به وسیله کنترل کردن شکل یستیدعی از هستیدین به وسیله تغییرات ph کنترل شد . آن نانوتیوپها تغییر مهمی را در ساخت راکستریکی به وسیله متنوع کردن قطره دایره نانوکریستال نشان دادند . بنابر این این سیستم ممکن است به یک قالب ساختاری هدایتگر برای میکروالکترونیک ها حس گرهای زیستی گسترش پیدا کرد. این دوش بازیافت ساده می تواند برای ساختن نانوتیوپ های فلزی و متنوع با پیشدهایی که توالی هایشان برای یون های مخصوص شناخته شده به کار رود .
اندازه و شکل نانو کریستال ها تاثیرات مهم روی خاصیت های کاتالیتیک و الکترونیک دارد . برای به کار بردن نانو کریستال ها به عنوان قالب های ساختاری برای الکترونیک ابزار مغناطیسی نانوکریستال ها باید جفت شوند . اگر چه نانو کریستال های گوناگون یکنواخت جمع شده اند و همچنین نانوکریستال ها روی سطوح نانو تیوپ ها اخیراً استوانه ای گزارش شده اند.
وقتی نیروی اتصالی عملکردهای موج روی هم افتاده بین نانو کریستال های هم جوار به وسیله فشار شبکه نانو کریستال ها هماهنگ می شود ، دامنه ساختارهای الکترونیک قابل توجه می باشد زیرا به مسافت و اندازه interdot بستگی دارد . اگر نانو کریستال ها بتوانند روی شکل هندسی نانو تیوپ در قطرهای کنترل شده و غلظت های پوشش تشکیل شوند ممکن است نانوتیوب هایی با خاصیت های الکترونیک سازگار از یک نوع نانو کریستال تولید کند . اگر چه این نوع ماده به عنوان یک قالب ساختاری به کار می رود تا اجزای الکترونیکی با اندازه نانو متر در حس گرهای میکروالکترونیکی و زیستی ریشه هایی را هم مربوط سازد .
سیستم های زیستی ترکیب های نانو کریستال فلزات گوناگون در شکل ها و اندازه های دقیق و قابل تجدید را کنترل می کنند . بنابر این به کار بردن نانوتیوب ها به عنوان قالب ها که در آن نانوکریستال های monodisperse رشد می کنند ، منطقی است .پیچیدگی فلزات و پپتیدهایی شامل هستییدین به صورت گسترده ای مطالعه شده اند ، زیرا میل ترکیبی بالای آنها برای یون های فلزی سیستم های عصبی مرکزی به وسیله تغییر شکل پپیتد به شکل های غیر عادی صدمه می زند و این تغییر شکل پروتئین ممکن است سبب بیماری پارکنسون و بیماری آلزایمر شود . بنابر این شکل نانوتیوب های غنی از هیستیدین متوالی برای به کار بردن یک قالب کافی برای ترکیب های نانوتیوب فلزی میسر می باشد ، به علت توالی های خاص پپیتد ها برای تولید نانوکریستال ها بابلور بالا . به علاوه شکل های پپیتد روی نانوتیوب ها که می توانند به وسیله شرایط تجربی مثل PH غلظت یون و درجه حرارت ، تعیین اندازه و غلظت پوشش نانوکریستال ها کنترل شوند بنابر این اندازه و غلظت پوشش نانوکریستال ها روی سطح نانوتیوب پپیتد غنی از هیستیدین به وسیله هماهنگ کردن آن شرائط کنترل می شوند . زیرا نانوکریستال های فلزی در قطرهای کمتر از nm 10 برای مشاهده یک تغییر هادی مهم به وسیله اندازه نانوکریستال ها هستند . این سیستم ممکن است به یک قالب ساختاری نانوتیوب گسترش پیدا کند .
با به کار بردن این قاعده ، نانو کریستال های Au را روی نانویتوب های متوالی
[Alu-His-His-Ala-His-His-Ala-Asp(HRE) ]
بازیافت کردیم و غلظت پوشش نانوکریستال Au به وسیله تغییر ph محلول کنترل شد. پپتیدهای HRE متوالی به وسیله تغییر PH غلظت پوششی نانوکریستال Au را کنترل کرد.
اندازه نانوکریستال Au بیش از ارزش های گوناگون PH ثلبت بود، زیرا شکل پپتید HRE نمی توانست به وسیله تغییر PH ، تغییر پیدا کند و این به علت غلظت استحکام پپتید HRE است.
در اینجا ما رشد نانوکریستال Cu را روی نانوتیوب ها به وسیله یک پپتید غنی از هیتیدین شرح می دهیم ، عملکرد ساخت در شکل 1 شرح داده شده است. به طور خلاصه پپتیدهای HG12 متوالی به گروه های آمید نانوتیوب ها پراکنده شدند و به وسیله هیدروژن جفت شدند.
شکل 1a. سپس پپتیدهای HG12 ، Cu(II) را به عنوان محل تشکیل هسته
(شکل 1b) برای رشد نانوکریستالها Cu بیشتر به وسیله احیای یون های حبس شده هماهنگ می کنند. (شکل 1c)
این توالی پپتید به شکل های چندتایی به وسیله هماهنگ کردن یون های Cu در موقعیت های مختلف وتبسته به ارزش های PH تبدیل شد. بنابراین پپتید HG12 که روی سطح نانوتیوب پراکنده می شود.
امکان دارد که انداره نانوکریستال ها را در نتیجه شکل های قابل تغییر با روش تغییر PH کنترل کند.
ما مشاهده کردیم که تغییر PH ، شکل پپتید HG12 را تغییر داد و اندازه نانوکریستال Cu رشد کرده روی نانوتیوب به وسیله طیف نمای IR و میکروسکوپ الکترونی نشان داده شد. اگر چه جمع شدن نانوکریستال های Cu روی سطوح یکنواخت به طور گسترده برای کاربردهای میکروالکترونیک ، حس گرها و کاتالیتیک مطالعه شده اند.
این مطالعه یک نمونه رسیدگی نشده از monodisperse در حال رشد و نانوکریستال های Cu ایزوتروپیک روی سطوح نانوتیوب به وسیله بازیافت می باشد.
Materials and methods:
برای آماده کردن قالب ها برای پوشش نانوکریستال Cu ، مولکول های Dicarboxylate به نانوتیوب ها در یک محلول اسید سیتریک (PH 5.5) NaOH جمع شدند. پپتید HG12 به وسیله ترکیب کننده پپتید عملی به صورت متوالی درآمد و با استفاده از Beckman 110 HPLC تصفیه شده که مجهز بود به یک ردیف c.18 برای مطالعه ساختار و عملکرد ژن . برای پراکندن پپتید HG12 روی نانوتیوب های قالب 50ml از محلول پپتید HG12 به 100ml از محلول نانوتیوب و پپتیدهای HG12 در محل های آمید ، سطوح نانوتیوب به وسیله هیدروژن محدود شد (شکل 1a).
ترکیب واکنش به آرامی به مدت 24 ساعت به حرکت درآمد. نانوتیوب های پوشیده شده از آب و یونیزه شستشو شدند.
و سپس به مدت 30 دقیقه centrifuged تا نانوتیوب های پوشیده از پپتید HG12 را جمع آوری شدند.
پوشش پپتید HG12 روی نانوتیوب ها با استفاده از یک میکروسکوپ Raman و میکروسکوپ نیروی اتمی تایید شد. برای رشد نانوکریستال های Cu روی نانوتیوب های پپتید HG12 ، 50ml از محلول به محلول نانوتیوب پپتید اضافه شد تا ترکیب های Cu(II)-HG12 را روی محلول نانوتیوب ها تشکیل بدهد تا محل های تشکیل هسته نانوکریستال Cu را به وجود بیاورد (شکل 1b).
غلظت Cu(II) ، در یک PH بین 4 و 10 برای مطالعه تاثیر PH روی رشد نانوکریستال Cu متفاوت بود. در همه موارد ، به مخلوط های واکنش اجازه داده شد تا در زیر اکسیژن توزیع نشده قرار بگیرد تا پراکندگی یون Cu را روی نانوتیوب ها کامل کند. (Cu II) روی نانوتیوب های پپتید به وسیله 50m mol از کاهش پیدا کرد تا نانوکریستال های Cu را تولید کند (شکل 1c). این کاهش (احیا) زیر اکسیژن انجام شد و محلول های به دست آمده به مدت 24 ساعت بعد از کاهش با برنهایدرید سدیم wereaged بعد از 24 ساعت نانوتیوب ها با آب nanepurt شستشو داده شدند و سپس دوبار centrifuged تا عامل کاهش اضافی و نانوکریستال هایی که روی نانوتیوب ها را پوشاندند ، انتقال دهد. محلول های نانوتیوب ml)5-3( روی شبکه های TEM برای تجزیه بیشتر به وسیله TEM were dropped (مدل JEOL_1200 EX). دو دوره از آزمایشات کنترل به عنوان نمونه انجام شدند. در دوره اول ، نانوکریستال های Cu مستقیماً روی نانوتیوب های مرتب در PH 6 بدون پپتیدهای HG12 که روی نانوتیوب ها را می پوشاند ، رشد یافتند. شرایط تجربی مانند مورد بالا بود به جز اینکه هیچ HG12 روی نانوتیوب ها را قبل از یون های Cu نمی پوشاند. در دوره دوم ، 50ml از محلول 50mM با 50ml از پپتیدها در محلول هایی از PH6,PH8 زیر نتیه وژن هنگام عدم حضور نانوتیوب ها incubated. این محلول ها به وسیله برنهیدرید سدیم کاهش پیدا کردند و مثل مرحله بالا شستشو پیدا کردند. این نمونه ها به وسیله TEM تجزیه شدند.
Results and discussion:
به علت تغییرات هیتیدین در حدود PH6 ، HG12 انتظار می رود یم تغییر شکل مهم را در زیر و بالای PH6 رشد کردند ، نانوکریستال های Cu ، monodisperse بودند و در غلظت بالا فشرده می شود ، همانطور که در تصویر TEM در شکل 2a سمت چپ نشان داده شد. یک تصویر بزرگ شده TEM شکل نانوکریستال Cu ایزوتروپیک در PH6 نمایش می دهد. در این ترتیب PH ، نانوکریستال های Cu در یک قطر متوسط 10nm (در شکل 2a سمت راست) رشد پیدا کردند که به وسیله تصاویر TEM مشخص شدند. پپتید HG12 از نانوکریستال های Cu روی نانوتیوب ها از اکسیداسیون محافظت کند.
یک تفاوت در رشد نانوکریستال Cu وقتی مشاهده شد که نانوتیوب های پپتید HG12 با Cu(II) بین PH7 و PH10 کاهش پیدا کردند. در این دامنه PH ، میانگین قطر متوسط نانوکریستال های Cu به 30nm افزایش پیدا کردند (شکل 2b سمت چپ) ، اگر چه توزیع سایز آماری نانوکریستال های Cu در شرایط اساسی عموماً monodisperse است (شکل 2b سمت راست)
نانوکریستال های Cu رشد یافته روی نانوتیوب های پپتید HG12 در PH8.
تفاوت مهم ساختارهای الکترونیکی بین 10nm نانوتیوب پوشیده از نانوکریستال Cu در طیف جذب UV مرئی مشاهده شد (شکل 3).
ماکسیمم جذب 30nm نانوتیوب پوشیده از نانوکریستال Cu ، 620nm (شکل 3b) به 585nm برای 10nm نانوتیوب پوشیده از نانوکریستال Cu تغییر پیدا کرد. (شکل 3a)
(تصاویر در فایل اصلی موجود است)