Eine einfache Methode für die Größe kontrollierte Synthese von stabilen Oligomere Cluster von Goldclustern unter Umgebungsbedingungen

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, oligomere Aggregate aus Goldnanopartikeln herzustellen, die hochstabil sind, leicht modifiziert werden können und über gut kontrollierbare Durchmesser verfügen, die durch die Reduktion von Chloroaurinsäure mit Natriumthiocyanat erzielt werden. Die Partikel, die wir heute betrachtet haben, sind interessante Partikel, da ihre Größen sehr gut kontrolliert sind, und infolgedessen können sie verwendet werden, um die Permeabilität von Membranen gegenüber Partikeln unterschiedlicher Größen zu untersuchen. Da sie in biologischen Lösungen sehr stabil sind, ist dies eine äußerst nützliche Eigenschaft der Partikel.

Der Hauptvorteil dieser Methode liegt darin, dass sie eine gut kontrollierte Synthese hochwertiger Goldoligocluster unter Laborbankbedingungen ermöglicht und leicht mit Standard-Laborgeräten und einer begrenzten Anzahl von Reagenzien durchgeführt werden kann. Nachdem alle notwendigen Lösungen gemäß dem schriftlichen Protokoll vorbereitet wurden, beginnen Sie die Synthese der Goldoligocluster mit Verzögerungszeit, indem Sie 7 Milliliter der Boraxlösung unter Rühren zu einer sauberen 125-Milliliter-Glasflasche hinzufügen, die 59,5 Milliliter Wasser enthält. Fügen Sie anschließend 2,8 Milliliter der Goldchloridlösung zur Flasche hinzu, wodurch die Verzögerungszeit gestartet wird, die die Größe der Oligocluster bestimmt.

Geben Sie 700 Mikroliter der Natriumthiocyanatlösung am Ende der Verzögerungsphase zu der Flasche hinzu. Rühren Sie über Nacht weiter, um die Synthese der Oligocluster abzuschließen. Bei Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, Goldchlorid und die Natriumthiocyanatlösung schnell zu allen Reagenzien in größeren Volumina dieser Lösung hinzuzufügen, wobei Trichterdosierer mit großem Mund verwendet werden sollten.

Für das nachträgliche Wachstum mischen Sie 10 Milliliter der Gold-Oligocluster mit 60 Millilitern der hydroxylierten Goldchloridlösung. Geben Sie anschließend 900 Mikroliter der Natriumthiocyanatlösung unter starkem Rühren hinzu. Lassen Sie das Gemisch über Nacht unter Rühren, bis die Reaktion abgeschlossen ist.

Vor der Derivatisierung 70 Milliliter der rohen Oligocluster zu einem Zentrifalfilter mit einer Grenzgröße von 30 Kilodalton geben und 15 Minuten bei 3.000 × g zentrifugieren. Die retinierte Probe durch Umkehren des Filters und Zentrifugation für 3 Minuten bei 500 × g gewinnen. Anschließend das gewonnene Volumen mit einer Mikropipette messen.

Fügen Sie als Nächstes ein Volumen von GSH hinzu, das einem Neuntel des gewonnenen Volumens der Oligocluster entspricht. Lassen Sie die Reaktion nicht länger als 10 Minuten bei Raumtemperatur stehen. Verdünnen Sie die derivatisierten Oligocluster in 50 Milliliter Dulbeccos phosphatgepufferter Salzlösung, um die Reaktion zu stoppen.

Anschließend werden die derivatisierten Oligocluster auf einen Zentrifugalfilter mit einer Grenzgröße von 30 Kilodalton aufgetragen und 15 Minuten bei 3.000 × g zentrifugiert. Zum Schluss wird das Reetin-Band durch Umkehren des Filters und Zentrifugation für drei Minuten bei 500 × g gewonnen. Die mit Glutathion derivatisierten Oligocluster werden bei vier Grad Celsius gelagert.

Um die rohen Oligocluster mittels Gelelektrophorese zu analysieren, mischen Sie diese im Verhältnis zwei zu eins mit Puffer zum Beladen. Laden Sie anschließend 30 Mikroliter der Oligocluster auf ein vorgefertigtes Polyacrylamid-Gradienten-Gel auf. Führen Sie das Gel 26 Minuten lang bei 200 Volt mit Tris-Glycin-Puffer durch.

Bei der Gelelektrophorese derivatisierter Oligocluster diese zunächst im Verhältnis eins zu drei mit Wasser verdünnen. Anschließend die Cluster im Verhältnis zwei zu eins mit Laufpuffer weiter verdünnen. 10 Mikroliter der Oligocluster-Mischung auf ein vorgefertigtes Polyacrylamid-Gradienten-Gel auftragen und das Gel dann 26 Minuten lang bei 200 Volt mit Tris-Glycin-Puffer laufen lassen.

Um eine Analyse mittels Transmissionselektronenmikroskopie durchzuführen, waschen Sie 20 Mikroliter konzentrierte Oligocluster mit 0,5 Millilitern Wasser und geben Sie sie auf einen 0,5-Milliliter-Zentrifalfilter mit einer Grenzgröße von 30 Kilodalton. Zentrifugieren Sie 10 Minuten bei 14.000 × g. Entfernen Sie anschließend das Filtrat aus dem Röhrchen und resuspendieren Sie das Retentat in 0,5 Milliliter Wasser.

Wiederholen Sie die Waschung noch zweimal und verdünnen Sie die Oligocluster anschließend 500-fach mit Wasser. Nachdem Sie Ihr mit Kohlenstoff beschichtetes Gitter einer Glühentladung unterzogen haben, geben Sie 0,6 Mikroliter der Oligocluster auf das Gitter und lassen Sie diese 10 Minuten lang an der Luft trocknen. Abschließend visualisieren Sie die Oligocluster mit einer 100.000fachen Vergrößerung bei 80 Kilovolt im Transmissionselektronenmikroskop.

Die Größe der mit den Verzögerungszeit- und Zusatzverfahren synthetisierten Goldoligocluster wurde mittels Gelelektrophorese analysiert. Die Gelen in den Spuren zwei bis vier zeigten, dass die Clustergröße mit zunehmender Verzögerungszeit ansteigt. Die Spuren fünf bis acht bestätigen, dass die Größe der Cluster ebenfalls mit der Menge an hydroxyliertem Gold zunimmt, die während des Zusatzverfahrens verwendet wurde.

Die Transmissionselektronenmikroskopie wurde verwendet, um die Durchmesser der Oligocluster-Partikel zu bestimmen. Die Durchmesser wurden berechnet, indem Messungen an Bildern von 50 Nanometer mal 50 Nanometer großen Gitterbereichen, die die Partikel enthielten, vorgenommen wurden. Der Zusammenhang zwischen der Partikelgröße, der Verzögerungszeit und den zugesetzten Mengen hydroxylierten Goldes wurde grafisch dargestellt.

Diese Daten wurden anschließend in Vorhersagegleichungen für die Partikeldurchmesser für jedes Verfahren umgewandelt. Die Methode zur Herstellung der Goldcluster, dessen sind Sie sich sicher bereits bewusst, hängt von der Hydroxylierung von Goldchlorid in alkalischer Lösung ab. Demnach gilt: Je stärker die Hydroxylierung ist, desto unwahrscheinlicher ist die Bildung eines Goldclusters.

Mein neues Buch hier ist für mich das erste Interessante, da ich zum ersten Mal erkenne, dass das Zeitmoment der Einwirkung von Alkalilauge zur Steuerung der Größe der Cluster genutzt werden kann. Bei korrekter Durchführung können goldene Oliocluster mit Größen von drei bis 70 Nanometern in weniger als einem Tag synthetisiert werden. Die resultierenden Nanopartikel sind in physiologischen Puffern und Plasma stabil und eignen sich daher für In-vitro-Experimente.

Die hier beschriebenen Gold-Oligocluster haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie ohne vorherige Derivatisierung angereichert werden können, wodurch die Verwendung der Rootisierungsagentien in kleineren Volumina ermöglicht wird.