פרוטוקול פשוט להכנת תחמוצת גרפן המופחתת באמצעות אור נראה וננו-חלקיקים plasmonic מתואר.
מאמר שיטה
פרוטוקול פשוט להכנת תחמוצת גרפן המופחתת באמצעות אור נראה וננו-חלקיקים plasmonic מתואר.
עבודה הנוכחית מדגימה את השיטה הפשוטה ו, ללא כימיקלים, מהירה, חסכונית באנרגיה כדי לייצר תחמוצת גרפן מופחת (r-GO) פתרון בRT באמצעות הקרנת אור הנראה עם חלקיקי plasmonic. ננו-חלקיקי plasmonic משמש כדי לשפר את יעילות ההפחתה של GO. זה לוקח רק 30 דקות ב RT-ידי הארת הפתרונות עם Xe-מנורה, ניתן להשיג את פתרונות R-GO על ידי הסרת חלקיקי זהב לחלוטין באמצעות צעד צנטריפוגה פשוט. חלקיקים כדורי הזהב (AuNPs) בהשוואה לננו האחר הוא ננו-מבנה plasmonic המתאים ביותר להכנת R-GO. תחמוצת גרפן המופחתת מוכנה באמצעות אור נראה וAuNPs היה באותה מידה איכותית כמו מופחת תחמוצת גרפן, שנתמכה על ידי טכניקות אנליטיות שונות, כגון ספקטרוסקופיה UV-Vis, ספקטרוסקופיית ראמאן, XRD האבקה וXPS כימי. תחמוצת גרפן המופחתת מוכנה עם אור הנראה מראה מאפייני מרווה מצוינים על פלואורידמולקולות escent שונה על ssDNA והתאוששות הקרינה מצוינת לגילוי ה- DNA היעד. R-Go שהוכן על ידי AuNPs הממוחזר יימצא של אותה איכות עם זה של R-GO המופחת כימי. השימוש באור הנראה עם ננו-חלקיקי plasmonic מדגים את השיטה החלופית טובה לסינתזת r-GO.
מבוסס הוויסקי-הקלטת הראשונה שפותחה שיטת 1 והאדים כימיים בתצהיר 2 היו שיטות מצוינות לייצר המצב הבתולי של גרפן, אבל היווצרות שכבת סינתזת גרפן בקנה מידה הגדולה או גרפן על פני השטח עם שטח רחב כבר נחשב למגבלה העיקרית של שיטות קודמות. 3 אחד פתרון אפשרי לסינתזת r-GO בקנה מידה גדולה תהיה שיטה רטובה-כימית סינתטית אשר דורשת ראשונה עם תגובות חמצון חזק, טיפול פיזי נרחב כגון sonication לייצר GO גיליון, ולבסוף הירידה של פונקציות כגון חמצן כהידרוקסי, epoxide וקבוצות קרבוניל בGO הוא חיוני כדי לשחזר התכונות הפיסיקליות המקוריות שלה. 4 בעיקר, הירידה של GO בוצעה בשתי שיטות כימיות באמצעות הידרזין או נגזרותיו 5 או בשיטת טיפול תרמית (550-1,100 ° ג) באווירת אינרטי או הפחתה. 6
jove_content "> תהליכים אלה דורשים כימיקלים הרעילים, זמן רב תגובה וטמפרטורה גבוהה שהגדיל את הביקוש לאנרגיה הכולל לסינתזת r-GO. 7 בעוד תהליכי הפחתת הקרנה-תמונה כגון מושרה UV, תהליך 8 צילום תרמי באמצעות קסנון פעמו הבזק, 9 לייזר סייע 10 וצילום תרמי חימום עם אורות פלאש מצלמה 11 דווחו גם כן להכנת R-GO פעם. באופן כללי, יעילות ההמרה הנמוכה של השיטות מושרה תמונה מופצת לשימוש בUV או פעם הקרנת לייזר שיכול לספק אנרגיית פוטון גבוהה. אנרגיית הפוטון הנמוכה של אור הנראה מגבילה את השימוש ולא שלה משך הרבה לסינתזת r-GO. מאפייני קליטת אור מצוין של חלקיקי plasmonic באזורים הגלויים ו / או ניר יכול לשפר את החסרונות הנוכחיים מאוד של השימוש באור הנראה לסינתזת r-GO. 12,13 תנאי תגובה מתון, זמן תגובה קצר ושימוש מוגבל של פרק רעילemicals יכול לעשות plasmon האור הנראה נגרם סייע הפחתת photocatalytic של GO כשיטת חלופית שימושית.בהווה שיטה, אנו מתארים את השיטה סינתטית r-GO היעילה ופשוטה באמצעות חלקיקי plasmonic ואור הנראה. התקדמות התגובה נמצאה תלוי מאוד על המבנים של חלקיקי plasmonic כגון חלקיקים כדוריים זהב (AuNPs), nanorods זהב (AuNRs), וnanostars זהב (AuNSs). השימוש בAuNPs הראה ההפחתה היעילה ביותר של GO והחלקיקים נשלף בקלות וניתן למחזור לשימוש החוזר (איור 1). R-GO מסונתז באמצעות אור נראה וAuNPs הראה איכות כמעט שווה לעומת r-GO שהוכן על ידי שיטה ידועה כימית (הידרזין) כפי שהודגם על ידי שימוש במדידות אנליטיות שונות ושיטת זיהוי דנ"א מרווה / התאוששות הקרינה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת מבשר
2. הכנת R-GO באמצעות אור וAuNPs גלויים
3. יעד DNA איתור באמצעות r-GO פתרון 17
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איור 1 מציג את התכנית הכוללת לאור הנראה ותגובת plasmonic ננו-חלקיקים המבוססות r-GO הפחתה. איור 2 מראה את ההתקנה סייעה לתגובות. לאחר תגובה, הוא נדרש צעד צנטריפוגה להסיר photocatalyst משמש (AuNSs, AuNRs, או AuNPs) כפי שמוצג באיור 3 א. ניתוח HRTEM מציג את הסרה המלאה של חלקיקים בsupernatant (r-GO) (איור 3), שהוא גם אפשרי כדי לאשר עם ניתוח UV-גלוי, כפי שמוצג באיור 3 ג, להקת הקליטה סביב 500-800 ננומטר מ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הקרנת אור הנראה על פתרון GO למשך 30 דקות עם חלקיקי זהב (AuNPs, AuNSs & AuNRs) הראתה מהיר שינויי צבע מצהוב-חום בהיר לצבע שחור (איור 1). כדי להשיג מוצר r-GO הטהור ביותר בתשואה גבוהה, ישנם שני גורמים חשובים צריכים לבצע. אחת מהן הוא השימוש בAuNPs כזרז plasmonic יעיל, מאז AuNPs מאוד יכול לספוג את האור הנראה בין מבנים אחרים (כלומר, AuNRs, AuNSs). נוסף הוא השימוש בפתרון GO nanosized להשיג מוצר r-GO הטהור ביותר ללא ננו-חלקיקים. חלקיקי plasmonic משמשים כphotoc...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש לנו מה למסור.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן המחקר הלאומית של קוריאה (2013R1A1A1061387) וקרן מחקר KU-KIST.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Cy3 modifeid ssDNA | IDT (איווה, ארה"ב) | HPLC מטוהר על ידי | |
| ננו-חלקיקי זהב IDT (30 nm) | טד פלה, בע"מ (רדינג, קליפורניה, ארה"ב). | 15706-20 | תמיסה קולואידית |
| 4-(2-הידרוקסיאתיל)-1-פיפרזינאתאן חומצה סולפונית (HEPES) (99.5%) | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 7365-45-9 | |
| זהב(III) כלוריד הידרט (99.999%) | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 27988-77-8 | היגרוסקופי חזק |
| (99.99%) | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 16940-66-2 | |
| Hexadecyltrimethylammonium bromide (≥ 99%) | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 57-09-0 | |
| חומצה L-אסקורבית(≥ 99.0%) | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 50-81-7 | |
| נתרן כלורי (99.5%) | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 7647-14-5 | |
| כסף חנקתי (≥ 99.0%) | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 7761-88-8 | |
| גרפיט | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 7782-42-5 | |
| חומצה גופרתית | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 7664-93-9 | |
| חומצה פופורית | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 7664-38-2 | |
| אשלגן פרמנגנט | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 7722-64-7 | |
| מי חמצן | JUNSEI | 23150-0350 | |
| אמוניום הידרוקסיד | סיגמא-אולדריץ' (סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב) | 1336-21-6 | |
| מנורת Xe& | nbsp; סרמקס, וולת'אם, ארה"ב | ||
| לייזר NIR | Class-IV, לייזר קדושה, שנחאי, סין | 6W (הספק פלט) | |
| ספקטרופוטומטר UV-Vis | S-3100, SINCO, דרום קוריאה | ||
| מיקרוסקופ אלקטרונים שידור | H-7650, היטאצ'י, יפן | ||
| ספקטרו פלואורומטר | Jasco FP-6500, טוקיו, יפן | ||
| ספקטרומטר פוטו-אלקטרונים רנטגן | AXIS– NOVA, KRATOS Inc., בריטניה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה