Bücher von Guillermo Bracamonte

Die Entwicklung neuer Nanomaterialien auf der Grundlage von Hybridmaterialien ist aufgrund ihrer zahlreichen, von ihrer Zusammensetzung abhängigen Anwendungsmöglichkeiten von großem Interesse und von großer Bedeutung für verschiedene Wissenschaftsbereiche. In diesem Buch werden das Design und die Synthese von hybriden Siliziumdioxid-Nanokompositen mit lumineszierenden Eigenschaften, die durch den Mechanismus des Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfers (FRET) verstärkt werden, und ihre Anwendung für das Bio-Labelling von Cyanobakterien vorgestellt. Insbesondere die Untersuchung dieser Biostrukturen ist von großem klinischen und ökologischen Interesse. Da sie schwache Lumineszenzeigenschaften besitzen, wurden Energieübertragungsprozesse zwischen Nanoplattformen und Cyanobakterien, wie z. B. Bio-FRET-Mechanismen, untersucht. Auf diese Weise wurden synthetische Lumineszenzeigenschaften erzeugt und durch Fluoreszenz, Fluoreszenzlasermikroskopie und Durchflusszytometrie mit Laseranregung und Fluoreszenzdetektion bewertet.

The development of new Nanomaterials based on hybrid materials is of high interest and impact in several areas of Science due to their large number of applications depending on their composition. In the present book, the design and synthesis of hybrid silica nanocomposites with luminescent properties enhanced by Fluorescence Resonant Energy Transfer (FRET) mechanism and their application to the bio-labeling of cyanobacteria is presented. In particular the study of these Bio-structures is related to a high Clinical and Environmental Interest. Since they possess weak luminescent properties, Energy Transfer processes between Nanoplatforms and Cyanobacteria, such as Bio-FRET mechanisms, were studied. In this way, synthetic luminescent properties were generated and evaluated by Fluorescence, Fluorescence Laser Microscopy and Flow Cytometry with Laser excitation and Fluorescent detection.

Le développement de nouveaux nanomatériaux basés sur des matériaux hybrides est d'un grand intérêt et d'un grand impact dans plusieurs domaines scientifiques en raison du grand nombre d'applications qui dépendent de leur composition. Ce livre présente la conception et la synthèse de nanocomposites hybrides de silice aux propriétés luminescentes améliorées par le mécanisme de transfert d'énergie par résonance de fluorescence (FRET) et leur application au bio-marquage des cyanobactéries. L'étude de ces biostructures présente un grand intérêt clinique et environnemental. Comme elles possèdent de faibles propriétés luminescentes, les processus de transfert d'énergie entre les nanoplateformes et les cyanobactéries, tels que les mécanismes Bio-FRET, ont été étudiés. Ainsi, des propriétés luminescentes synthétiques ont été générées et évaluées par fluorescence, microscopie laser à fluorescence et cytométrie en flux avec excitation laser et détection par fluorescence.

O desenvolvimento de novos nanomateriais baseados em materiais híbridos é de grande interesse e impacto em diversas áreas da ciência devido ao grande número de aplicações que podem ter em função da sua composição. No presente livro, apresenta-se a conceção e síntese de nanocompósitos híbridos de sílica com propriedades luminescentes potenciadas pelo mecanismo de Transferência de Energia Ressonante por Fluorescência (FRET) e a sua aplicação à bio-marcação de cianobactérias. Em particular, o estudo destas bioestruturas é de grande interesse clínico e ambiental. Uma vez que estas possuem propriedades luminescentes fracas, foram estudados processos de transferência de energia entre nanoplataformas e cianobactérias, tais como mecanismos Bio-FRET. Desta forma, foram geradas propriedades luminescentes sintéticas e avaliadas por Fluorescência, Microscopia Laser de Fluorescência e Citometria de Fluxo com excitação Laser e deteção de Fluorescência.

Lo sviluppo di nuovi nanomateriali basati su materiali ibridi è di grande interesse e impatto in diverse aree della scienza, grazie all'ampio numero di applicazioni che dipendono dalla loro composizione. In questo libro vengono presentate la progettazione e la sintesi di nanocompositi ibridi di silice con proprietà luminescenti potenziate dal meccanismo del trasferimento di energia di risonanza della fluorescenza (FRET) e la loro applicazione alla bio-etichettatura dei cianobatteri. In particolare, lo studio di queste biostrutture è di grande interesse clinico e ambientale. Poiché possiedono deboli proprietà luminescenti, sono stati studiati processi di trasferimento di energia tra nanopiattaforme e cianobatteri, come i meccanismi Bio-FRET. In questo modo, sono state generate proprietà luminescenti sintetiche, valutate mediante fluorescenza, microscopia laser a fluorescenza e citometria a flusso con eccitazione laser e rilevamento della fluorescenza.

Nesta publicação, foram apresentados os resultados obtidos e discutidos sobre o fabrico de nano-bioestruturas sintéticas. Foram concebidos à base de bactérias Escherichia coli e nanopartículas de concha do núcleo metálico revestidas de sílica. Nanopartículas de pequenas dimensões dentro da nanoescala foram sintetizadas utilizando o método de redução suave de Turkevich. Foram modificados com comprimentos variáveis de espaçadores de sílica (Au@SiO2). Uma molécula laser fluorescente, como a Fluoresceína (Fl), foi covalentemente ligada às nanopartículas obtidas para a geração de Fluorescência Melhorada de Metal (MEF). Desta forma, os nano-emissores MEF-Au@SiO2-Fl associados a intensidades e estabilidades mais elevadas ao longo do tempo foram utilizados como nano-bio-marcadores de membranas bacterianas. A partir destes nano-bio-conjuntos, foram avaliadas novas propriedades nano-bio-ópticas e aplicações nas ciências da vida.

In questa pubblicazione sono stati presentati i risultati ottenuti e discussi sulla fabbricazione di nano-biostrutture sintetiche. Sono stati progettati sulla base di batteri Escherichia Coi e di nanoparticelle core-shell metalliche rivestite di silice. Le nanoparticelle di dimensioni ridotte sono state sintetizzate con il metodo di riduzione morbida di Turkevich. Sono stati ottenuti diametri di nanoparticelle nell'intervallo 14-18 nm; quelli scelti per questo studio sono stati quelli di 15±2 nm (Au NPs). Questi sono stati modificati con spaziatori di silice di diversa lunghezza (Au@SiO2). Una molecola laser fluorescente, come la fluoresceina (Fl), è stata legata covalentemente alle nanoparticelle ottenute per generare proprietà luminescenti FEM (Au@SiO2-Fl). In questo modo i nano-emettitori Au@SiO2-Fl, associati a intensità e stabilità nel tempo più elevate, sono stati utilizzati come bio-marcatori delle membrane batteriche.

In this publication, results obtained and discussed on the fabrication of synthetic Nano-Biostructures have been presented. They have been designed based on Escherichia Coli bacteria and silica-coated metallic core-shell nanoparticles. For this purpose, nanoparticles of reduced dimensions within the nanoscale were synthesized by means of the Turkevich soft reduction method. They were modified with variable lengths of silica spacers (Au@SiO2). On the obtained nanoparticles a fluorescent molecule of the Laser type, such as Fluorescein (Fl), was covalently bonded for the generation of luminescent properties enhanced by the presence of Metal (Metal Enhanced Fluorescence, MEF). In this way the MEF-Au@SiO2-Fl nano-emitters associated with higher intensities and stabilities over time were used as nano-bio-markers of bacterial membranes. From these Nano-Bio-assemblies, new Nano-Bio-optical properties and applications in Life Sciences were evaluated.

In dieser Veröffentlichung werden Ergebnisse zur Herstellung synthetischer Nano-Biostrukturen vorgestellt und diskutiert. Sie wurden auf der Grundlage von Escherichia coli-Bakterien und mit Siliziumdioxid beschichteten Metallkern-Schalen-Nanopartikeln entwickelt. Nanopartikel mit kleinen Abmessungen im Nanobereich wurden mit der Turkevich-Soft-Reduction-Methode synthetisiert. Sie wurden mit unterschiedlich langen Siliziumdioxid-Abstandshaltern (Au@SiO2) modifiziert. Ein fluoreszierendes Lasermolekül, z. B. Fluorescein (Fl), wurde kovalent an die erhaltenen Nanopartikel gebunden, um eine metallverstärkte Fluoreszenz (MEF) zu erzeugen. Auf diese Weise wurden MEF-Au@SiO2-Fl-Nanostrahler, die mit höheren Intensitäten und zeitlichen Stabilitäten verbunden sind, als Nano-Biomarker für bakterielle Membranen verwendet. Anhand dieser Nano-Bio-Baugruppen wurden neue nano-bio-optische Eigenschaften und Anwendungen in den Biowissenschaften untersucht.

Dans cette publication, les résultats obtenus et discutés sur la fabrication de nano-biostructures synthétiques ont été présentés. Ils ont été conçus à partir de la bactérie Escherichia coli et de nanoparticules c¿ur-coquille métalliques recouvertes de silice. Des nanoparticules de petites dimensions à l'échelle nanométrique ont été synthétisées en utilisant la méthode de réduction douce de Turkevich. Ils ont été modifiés avec des longueurs variables d'espaceurs en silice (Au@SiO2). Une molécule laser fluorescente, telle que la fluorescéine (Fl), a été attachée de manière covalente aux nanoparticules obtenues pour la génération de la fluorescence renforcée par les métaux (MEF). Ainsi, les nano-émetteurs MEF-Au@SiO2-Fl associés à des intensités plus élevées et à des stabilités dans le temps ont été utilisés comme nano-bio-marqueurs des membranes bactériennes. À partir de ces nano-bio-assemblages, de nouvelles propriétés nano-bio-optiques et des applications dans les sciences de la vie ont été évaluées.

En esta publicación se han presentado resultados obtenidos y discutidos sobre la fabricación de Nano-Bioestructuras sintéticas. Las mismas han estado diseñadas en base a bacterias de Escherichia Coli y Nanopartículas del tipo Corazón metálico con cobertura de Sílica (conocidas del Inglés como del tipo ¿Core-shell¿). Para ello se sintetizaron mediante el Método de reducción suave de Turkevich Nanopartículas de reducidas dimensiones dentro de la Nano-escala. Las mismas fueron modificadas con variables longitudes de espaciadores de sílica (Au@SiO2). Sobre las Nanopartículas obtenidas se unió covalentemente una molécula fluorescente del tipo Láser, tal como la Fluoresceína (Fl), para la generación de propiedades luminiscentes aumentadas por la presencia del Metal (del Inglés, Metal Enhanced Fluorescence, MEF). De esta manera los Nano-emisores MEF-Au@SiO2-Fl asociados a mayores intensidades y estabilidades en el tiempo fueron utilizados como Nano-Bio-marcadores de las membranas de las bacterias. De estos Nano-Bio-ensambles, se evaluaron nuevas propiedades Nano-Bio-Ópticas y aplicaciones en Ciencias de la Vida.

El desarrollo de nuevos Nanomateriales en base a materiales híbridos es de alto interés e impacto en diversas Áreas de la Ciencia debido a su gran número de aplicaciones dependiendo de su composición. En el presente Libro, se expone el diseño y síntesis de Nanocompositos de Sílica híbridos con propiedades Luminiscentes exaltadas mediante el mecanismo de Transferencia de Energía Resonante de Fluorescencia (FRET) y su aplicación al Bio-marcado de Cianobacterias. En particular el estudio de estas Bio-estructuras está relacionado con un alto Interés Clínico y Medioambiental. Debido a que las mismas poseen propiedades Luminiscentes débiles, se estudiaron procesos de Transferencia de Energía entre las Nanoplataformas y las Cianobacterias, tales como mecanismos de Bio-FRET. De esta manera se generaron variables propiedades Luminiscentes sintéticas las cuales fueron evaluadas mediante Fluorescencia, Microscopía Laser de Fluorescencia y Citometría en Flujo con excitación Laser y detección Fluorescente.