The effect of nanodiamond surface modification on interaction with Pseudomonas putida K12

Isakova, A. A.; Safonov, Alexey; Alexandrovskaya, A. Yu.; Galushko, T. B.; Indenbom, A. V.; Спицын, Б. В.

doi:10.1134/s2070205117020137

Cited by 6 publications

(5 citation statements)

References 15 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Thus, it can be stated that the DNDamine coating demonstrates inhibition of fouling, and a substantial part of the cells found on the material surface is dead. The results obtained agree with the study of the antibacterial activity of non-immobilized modified nanodiamonds in vitro [19]. The estimated reproducibility (deviation from the mean) is natural for microbiological measurements [33,34].…”

Section: Dndaminsupporting

confidence: 85%

“…The observed effect of inhibition of biofouling in the case of DNDamine coating seems to have the same mechanism as that observed for polycationic polymers -guanidine derivatives, which are known antiseptic agents [42][43][44]. In the case of the latter, close contact of a substance with a high density of positively charged groups with cell walls violates the integrity of cell membranes and leads to death [19]. Similar effects are observed with other carbon-based nanoparticles that have been widely investigated for bio and medicine applications [45].…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 54%

“…An increase in the number of polar groups introduced due to the anchoring of modified DNDs leads to an enhancement in wettability and a significant increase in biofouling. It is important to note that despite the fact that it is the effective adhesion of DND particles that is the reason of their antibacterial [19] and antiviral [41] activity in solution, immobilization leads to a limitation of the cytotoxic effect. In other words, the surface of the same polymer can have both bactericidal properties and, conversely, good adhesion to the biomaterial, depending on the type of modification and the amount of nanodiamonds.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Transmission electron microscopy photographs have shown that NDs are adsorbed onto the cell surface and damage it. The authors also assume that the key is the electrostatic interaction of positively charged aminated nanoparticles with the negatively charged surface of the bacterial cytoplasmic membrane, which causes its destruction [19].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 3 more Smart Citations

Modified Nanodiamonds as a Means of Polymer Surface Functionalization. From Fouling Suppression to Biosensor Design

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

The development of different methods for tuning surface properties is currently of great interest. The presented work is devoted to the use of modified nanodiamonds to control the wetting and biological fouling of polymers using optical sensors as an example. We have shown that, depending on the type of modification and the amount of nanodiamonds, the surface of the same fluorinated polymer can have both bactericidal properties and, on the contrary, good adhesion to the biomaterial. The precise control of wetting and biofouling properties of the surface was achieved by the optimization of the modified nanodiamonds thermal anchoring conditions. In vitro and in vivo tests have shown that the fixation of amine functional groups leads to inhibition of biological activity, while the presence of a large number of polar groups of mixed composition (amide and acid chloride) promotes adhesion of the biomaterial and allows one to create a biosensor on-site. A comprehensive study made it possible to establish that in the first 5 days the observed biosensor response is provided by cells adhered to the surface due to the cell wall interaction. On the 7th day, the cells are fixed by means of the polysaccharide matrix, which provides much better retention on the surface and a noticeably greater response to substrate injections. Nevertheless, it is important to note that even 1.5 h of incubation is sufficient for the formation of the reliable bioreceptor on the surface with the modified nanodiamonds. The approach demonstrated in this work makes it possible to easily and quickly isolate the microbiome on the surface of the sensor and perform the necessary studies of its substrate specificity or resistance to toxic effects.

show abstract

Section: Dndaminsupporting

confidence: 85%

Section: Discussionsupporting

confidence: 54%

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Modified Nanodiamonds as a Means of Polymer Surface Functionalization. From Fouling Suppression to Biosensor Design

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…обладают биоцидными свойствами в отношении бактерий, вирусов и микромицетов. Их включение в состав кремнезолей перспективно для усиления фитопротекторной функции (24)(25)(26).…”

unclassified

Carbon and Silica Nanostructures in the Protection of Spring Barley From Diseases in the North-West Russia

Shpanev¹

2022

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Яровой ячмень (Hordeum vulgare L.) -основная зернофуражная культура, ежегодно занимающая около 40 % посевных площадей на Северо-Западе России. В последние годы в мировой и отечественной науке обозначился явный интерес к использованию в защите растений наноматериалов и нанотехнологий, который обусловлен их уникальными свойствами и высокой эффективностью в низких концентрациях. В настоящей работе впервые показано влияние углеродных и кремнезольных наносоставов на семенную инфекцию, а также поражение растений ярового ячменя корневыми гнилями и листовыми болезнями. Показано, что более сильный защитный эффект проявился при применении наносоставов на сорте ярового ячменя Атаман с более длительным периодом вегетации и большей восприимчивостью к основным болезням. Впервые установлено наличие аддитивного эффекта при комбинированной обработке семян и вегетирующих растений наносоставами с химическими или биологическими фунгицидами с потенциальной возможностью снижения дозировки последних. Нашей целью было изучение эффективности новых композиций на основе углеродных и кремнезольных наноматериалов в защите ярового ячменя от болезней на Северо-Западе Российской Федерации. Исследования проводили на экспериментальной базе Меньковского филиала ФГБНУ АФИ (Гатчинский р-н, Ленинградская обл.) в 2017-2018 годах. На первом этапе исследований в 2017 году была изучена эффективность двух перспективных наносоставов для защиты ярового ячменя от корневых гнилей и листовых болезней. На разных по срокам вегетации сортах Ленинградский и Атаман были заложены два опыта -по обработке наносоставами посевного материала и вегетирующих растений. Кремнезольная композиция НКтэос была синтезирована по оригинальной золь-гель технологии (на основе кислотного гидролиза с последующей поликонденсацией тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты или тетраэтоксисилана, с добавками в золь растворов солей макро-и микроэлементов и допантов -шихты детонационного наноалмаза, легированной бором, или диоксида титана в форме анатаза). Подготовку наносостава на основе производных фуллерена с метионином или треонином осуществляли посредством растворения в воде соединений микроэлементов и добавления 0,001 % (при обработке семян) или 0,00001 % (при некорневой обработке) раствора аминокислотного производного фуллерена С60 с треонином или с метионином. Варианты опыта включали совместное применение наносоставов с химическими и биологическими фунгицидами, а также фунгицидов с кремнийсодержащим хелатным микроудобрением. Зараженность зерна фитопатогенами определяли с использованием питательных сред. Учет развития корневых гнилей проводили в фазы всходов, кущения, выхода в трубку и колошения, листовых болезней -в фазу начала колошения ячменя, далее через 10, 20 и 30 сут. На втором этапе исследований в 2018 году оценивали эффективность технологической схемы применения новых наносоставов в защите ярового ячменя сорта Ленинградский от болезней. Опыт включал два блока: с обработкой наносоставами семенного материала, с обработкой семян и вегетирующих растений. Показано, что изученные...

show abstract

A comprehensive study of the resistance to biofouling of different polymers for optical oxygen sensors. The advantage of the novel fluorinated composite based on core-dye-shell structure

Alexandrovskaya

Melnikov

Safonov

et al. 2020

Materials Today Communications

View full text Add to dashboard Cite

The effect of nanodiamond surface modification on interaction with Pseudomonas putida K12

Cited by 6 publications

References 15 publications

Modified Nanodiamonds as a Means of Polymer Surface Functionalization. From Fouling Suppression to Biosensor Design

Modified Nanodiamonds as a Means of Polymer Surface Functionalization. From Fouling Suppression to Biosensor Design

Carbon and Silica Nanostructures in the Protection of Spring Barley From Diseases in the North-West Russia

A comprehensive study of the resistance to biofouling of different polymers for optical oxygen sensors. The advantage of the novel fluorinated composite based on core-dye-shell structure

Contact Info

Product

Resources

About