Formation of ROS-Generating Nitrogen-Species in Bacteria-Derived Carbon Quantum Dots
Notice bibliographique
Résumé
Bacteria are rapidly emerging as an intriguing, natural carbon source for the synthesis of carbon quantum dots (CQDs) [1,2]. Bacteria-derived CQDs have been proposed for microbial live/dead differentiation, environmental pollutant detection and infectious biofilm control. Anti-biofilm properties of bacteria-derived CQDs are due to the generation of reactiveoxygen-species (ROS) [3], but the specific nitrogen-species responsible for ROS-generation by bacteria-derived CQDs are unknown. Equally, the chemical components of source-bacteria yielding optimal ROS-generation by bacteria-derived CQDs are unknown. To address these open questions, CQDs were prepared by hydrothermal-carbonization of different strains of bacteria. Formation of low-yield CQDs (diameter 2-3 nm) was confirmed using UV-vis absorption and fluorescence emission spectroscopy. Amide bands characteristic of proteins in Fourier Transform InfraRed (FTIR) spectra of source-bacteria remained visible upon hydrothermal-carbonization in bacteria-derived CQDs as minor bands. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) indicated an N1s photo-electron binding energy peak at 399.5 eV in source-bacteria due to amines that were converted upon carbonization into pyrrolic (400.5 eV) and graphitic (401.8 eV) nitrogen in bacteria-derived CQDs. Considering the occurrence of amines in proteinaceous amide bonds, the combination of FTIR and XPS results demonstrates that bacterial proteins are converted into pyrrolic and graphitic nitrogen-species upon hydrothermal-carbonization, as confirmed by relations between the occurrence of amine nitrogen in source-bacteria with pyrrolic and graphitic nitrogen in CQDs. Relations between ROS-generation with the occurrence of pyrrolic and graphitic nitrogen-species, identified these nitrogen-species in bacteria-derived CQDs as being responsible for enhanced ROS-generation and accompanying antibiofilm activity. These findings enable selection of source-bacteria with optimized ROS-generation and anti-biofilm activity upon carbonization based on their protein content.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».