TY - JOUR A1 - Hülagü, Deniz A1 - Tobias, Charlie A1 - Climent Terol, Estela A1 - Gojani, Ardian A1 - Rurack, Knut A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan T1 - Generalized Analysis Approach of the Profile Roughness by Electron Microscopy with the Example of Hierarchically Grown Polystyrene–Iron Oxide–Silica Core–Shell–Shell Particles JF - Advanced Engineering Materials N2 - The roughness as a property of core–shell (CS) microparticles plays a key role in their functionality. Quantitative evaluation of the roughness of CS microparticles is, however, a challenging task with approaches using electron microscopy images being scarce and showing pronounced differences in terms of methodology and results. This work presents a generalized method for the reliable roughness determination of nonplanar specimens such as CS particles from electron microscopic images, the method being robust and reproducible with a high accuracy. It involves a self-written software package (Python) that analyzes the recorded images, extracts corresponding data, and calculates the roughness based on the deviation of the identified contour. Images of single particles are taken by a dual mode scanning electron microscopy (SEM) setup which permits imaging of the same field-of-view of the sample with high resolution and surface sensitive in SE InLens mode as well as in transmission mode (TSEM). Herein, a new type of polystyrene core–iron oxide shell–silica shell particles is developed to serve as a set of lower micrometer-sized study objects with different surface roughness; the analysis of their images by the semiautomatic workflow is demonstrating that the particles’ profile roughness can be quantitatively obtained. KW - Core–shell particles KW - Image analysis KW - Nanoparticles KW - Roughness KW - SEM KW - transmission mode PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-542576 DO - https://doi.org/10.1002/adem.202101344 SP - 1 EP - 9 PB - Wiley-VCH AN - OPUS4-54257 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tscheuschner, Georg A1 - Ponader, Marco A1 - Raab, Christopher A1 - Weider, Prisca S. A1 - Hartfiel, Reni A1 - Kaufmann, Jan Ole A1 - Völzke, Jule L. A1 - Bosc-Bierne, Gaby A1 - Prinz, Carsten A1 - Schwaar, T. A1 - Andrle, Paul A1 - Bäßler, Henriette A1 - Nguyen, Khoa A1 - Zhu, Y. A1 - Mey, A. S. J. S. A1 - Mostafa, A. A1 - Bald, I. A1 - Weller, Michael G. T1 - Efficient Purification of Cowpea Chlorotic Mottle Virus by a Novel Peptide Aptamer JF - Viruses N2 - The cowpea chlorotic mottle virus (CCMV) is a plant virus explored as a nanotechnological platform. The robust self-assembly mechanism of its capsid protein allows for drug encapsulation and targeted delivery. Additionally, the capsid nanoparticle can be used as a programmable platform to display different molecular moieties. In view of future applications, efficient production and purification of plant viruses are key steps. In established protocols, the need for ultracentrifugation is a significant limitation due to cost, difficult scalability, and safety issues. In addition, the purity of the final virus isolate often remains unclear. Here, an advanced protocol for the purification of the CCMV from infected plant tissue was developed, focusing on efficiency, economy, and final purity. The protocol involves precipitation with PEG 8000, followed by affinity extraction using a novel peptide aptamer. The efficiency of the protocol was validated using size exclusion chromatography, MALDI-TOF mass spectrometry, reversed-phase HPLC, and sandwich immunoassay. Furthermore, it was demonstrated that the final eluate of the affinity column is of exceptional purity (98.4%) determined by HPLC and detection at 220 nm. The scale-up of our proposed method seems to be straightforward, which opens the way to the large-scale production of such nanomaterials. This highly improved protocol may facilitate the use and implementation of plant viruses as nanotechnological platforms for in vitro and in vivo applications. N2 - Das Cowpea Chlorotic Mottle Virus (CCMV) ist ein Pflanzenvirus, das als nanotechnologische Plattform erforscht wird. Der robuste Selbstorganisationsmechanismus seines Kapsidproteins ermöglicht die Verkapselung und gezielte Abgabe von Medikamenten. Darüber hinaus kann das Kapsid-Nanopartikel als programmierbare Plattform für die Präsentation verschiedener molekularer Komponenten verwendet werden. Im Hinblick auf künftige Anwendungen ist eine effiziente Produktion und Reinigung von Pflanzenviren von entscheidender Bedeutung. In etablierten Protokollen stellt die notwendige Ultrazentrifugation aufgrund von Kosten, schwieriger Skalierbarkeit und Sicherheitsaspekten eine erhebliche Einschränkung dar. Darüber hinaus bleibt die Reinheit des endgültigen Virusisolats oft unklar. Hier wurde ein fortschrittliches Protokoll für die Reinigung von CCMV aus infiziertem Pflanzengewebe entwickelt, wobei der Schwerpunkt auf Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Reinheit lag. Das Protokoll beinhaltet eine Fällung mit Polyethylenglycol (PEG 8000), gefolgt von einer Affinitätsextraktion mit einem neuartigen Peptid-Aptamer. Die Effizienz des Protokolls wurde mithilfe von Größenausschluss-Chromatographie (SEC), MALDI-TOF-Massenspektrometrie, Umkehrphasen-HPLC und Sandwich-Immunoassay validiert. Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass das endgültige Eluat der Affinitätssäule eine außergewöhnliche Reinheit (98,4 %) aufweist, die durch HPLC und Detektion bei 220 nm bestimmt wurde. Die Skalierung der von uns vorgeschlagenen Methode scheint einfach zu sein, was den Weg für eine größer angelegte Produktion solcher Nanomaterialien ebnet. Dieses stark verbesserte Protokoll könnte die Verwendung und Umsetzung von Pflanzenviren als nanotechnologische Plattformen für In-vitro- und In-vivo-Anwendungen erleichtern. KW - Affinity chromatography KW - Nanoparticles KW - Nanoscience KW - Carrier protein KW - Encapsulation KW - Combinatorial peptide library KW - Peptide binder KW - Vigna unguiculata KW - Augenbohne KW - Schlangenbohne KW - Pflanzenvirus KW - Plant virus KW - Upscaling KW - Commercialization KW - Reference material KW - Nanocarrier PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-572645 DO - https://doi.org/10.3390/v15030697 VL - 15 IS - 3 SP - 1 EP - 24 PB - MDPI CY - Basel, Schweiz AN - OPUS4-57264 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -