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Iron Magnetic Nanoparticle-Induced ROS Generation from Catechol-Containing Microgel for Environmental and Biomedical Applications.
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-02-18 , DOI: 10.1021/acsami.9b19726
Zhongtian Zhang 1 , Xin He 2 , Chao Zhou 3 , Max Reaume 1 , Ming Wu 2 , Bo Liu 1 , Bruce P Lee 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-02-18 , DOI: 10.1021/acsami.9b19726
Zhongtian Zhang 1 , Xin He 2 , Chao Zhou 3 , Max Reaume 1 , Ming Wu 2 , Bo Liu 1 , Bruce P Lee 1
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Reactive oxygen species (ROS) can degrade organic compounds and function as a broad-spectrum disinfectant. Here, dopamine methacrylamide (DMA) was used to prepare catechol-containing microgels, which can release ROS via metal-catechol interaction. A combination of the microgel and iron magnetic nanoparticle (FeMNP) significantly reduced the concentration of four organic dyes (Alizarin Red S, Rhodamine B, Crystal Violet, and Malachite Green) and an antibiotic drug, ciprofloxacin, dissolved in solution. Degradation of dye occurred across a wide range of pH levels (pH 3-9). This simple combination was also antimicrobial against both Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR) results indicate that singlet oxygen was generated during the reaction between catechol and FeMNP at both pH 3 and 7.4, which was responsible for the degradation of organic compounds and bactericidal features of the microgel. Unlike autoxidation that only occurs at a neutral to basic pH, FeMNP-induced catechol oxidation generated singlet oxygen over a wide range of pH level. Additionally, catechol chelates heavy metal ions, resulting in their removal from solution and repurposed these metal ions for dye degradation. This multifunctional microgel can potentially be used for environmental applications for the removal of organic pollutants and heavy metal ions from wastewater, as well as reducing bacterial infection in biomedical applications.
中文翻译：
铁磁性纳米粒子诱导含儿茶酚微凝胶产生 ROS，用于环境和生物医学应用。
活性氧（ROS）可以降解有机化合物并起到广谱消毒剂的作用。在这里，多巴胺甲基丙烯酰胺（DMA）被用来制备含儿茶酚的微凝胶，它可以通过金属-儿茶酚相互作用释放ROS。微凝胶和铁磁性纳米颗粒 (FeMNP) 的组合显着降低了溶液中溶解的四种有机染料（茜素红 S、罗丹明 B、结晶紫和孔雀石绿）和抗生素药物环丙沙星的浓度。染料的降解发生在很宽的 pH 值范围内（pH 3-9）。这种简单的组合还可以对抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。电子顺磁共振波谱（EPR）结果表明，儿茶酚和 FeMNP 在 pH 3 和 7.4 下反应时都会产生单线态氧，这导致了有机化合物的降解和微凝胶的杀菌特性。与仅在中性至碱性 pH 值下发生的自氧化不同，FeMNP 诱导的儿茶酚氧化可在较宽的 pH 值范围内产生单线态氧。此外，儿茶酚可螯合重金属离子，将其从溶液中去除，并将这些金属离子重新用于染料降解。这种多功能微凝胶可潜在地用于环境应用，去除废水中的有机污染物和重金属离子，以及减少生物医学应用中的细菌感染。
更新日期：2020-02-18
中文翻译：
铁磁性纳米粒子诱导含儿茶酚微凝胶产生 ROS，用于环境和生物医学应用。
活性氧（ROS）可以降解有机化合物并起到广谱消毒剂的作用。在这里，多巴胺甲基丙烯酰胺（DMA）被用来制备含儿茶酚的微凝胶，它可以通过金属-儿茶酚相互作用释放ROS。微凝胶和铁磁性纳米颗粒 (FeMNP) 的组合显着降低了溶液中溶解的四种有机染料（茜素红 S、罗丹明 B、结晶紫和孔雀石绿）和抗生素药物环丙沙星的浓度。染料的降解发生在很宽的 pH 值范围内（pH 3-9）。这种简单的组合还可以对抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。电子顺磁共振波谱（EPR）结果表明，儿茶酚和 FeMNP 在 pH 3 和 7.4 下反应时都会产生单线态氧，这导致了有机化合物的降解和微凝胶的杀菌特性。与仅在中性至碱性 pH 值下发生的自氧化不同，FeMNP 诱导的儿茶酚氧化可在较宽的 pH 值范围内产生单线态氧。此外，儿茶酚可螯合重金属离子，将其从溶液中去除，并将这些金属离子重新用于染料降解。这种多功能微凝胶可潜在地用于环境应用，去除废水中的有机污染物和重金属离子，以及减少生物医学应用中的细菌感染。
京公网安备 11010802027423号