Name: סינתזה הידרוקינון המבוססת של Nanorods הזהב (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-10T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 55 s
Description: למד סינתזה של nanorods זהב באמצעות הידרוקינון כסוכן מחזר. שיטה זו מאפשרת הכנה יעילה עם יחס ממדים מבוקר בין שניים לשלושה ועלות נמוכה יותר.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המימון למחקר זה ניתן על ידי משרד הבריאות האיטלקי במסגרת EuroNanoMed II (European Innovative Research & Technological Development Projects in Nanomedicine, שם הפרויקט: ''InNaSERSS').

1. סינתזה של Nanorods זהב הערה: השתמש במים נקיים במיוחד לאורך כל הדרך. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת זרעי הזהב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים 364.4 מ&quot;ג של ברומיד hexadecyltrimethylammonium (CTAB) ב 5 מ&quot;ל מים, תחת ultrasonication ב 40 ° C עד הפתרון מתבהרת. תנו פתרון CTAB להתקרר לטמפרטורת החדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנפרד, להכין 5 מ&quot;ל של חומצה tetrachloroauric (HAuCl 4) במים (0.5 מ&quot;מ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיפים את פתרון HAuCl 4 לפתרון CTAB תחת בחישה מגנטית נמרצת, שמירה על טמפרטורה קבועה של 27 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 600 μl של borohydride נתרן (NaBH 4) פתרון במים (10 מ&quot;מ) בשעה 4 מעלות צלזיוס. הוסף פתרון זה לתערובת תחת בחישה נמרצת. בדקו אם הצבע של הפתרון מייד משנה מצהוב חום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את ההשעיה למשך 20 דקות לפני השימוש. אחסן את ההשעיה זרעים לא יותר מ 24 שעות ב טמפרה חדרture. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדקו את ממדי הזרעים באמצעות ספקטרופוטומטר UV-Vis. ודא כי הזרעים הם קטנים מספיק (כ -2 ננומטר) לשמש בהכנת nanorods זהב על ידי ספקטרוסקופיה UV- גלוי. הערה: הספקטרום חייב להיות דומה למה שהציג באיור 1 זרעים גדולים יותר מזוהים על ידי הנוכחות של שיא plasmonic סביב 505-520 ננומטר אסור להשתמש כי הם צפויים לייצר חלקיקים כדוריים.. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת &quot;פתרון צמיחה&quot; של nanorods זהב. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים 182.2 מ&quot;ג CTAB יחד עם 22 הידרוקינון מ&quot;ג ב 5 מ&quot;ל מים ב 40 ° C באמצעות ultrasonication. להתקרר הפתרון 27 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן 200 μl של כסף חנק 4 מ&quot;מ (אגנו 3) פתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנפרד, להכין 5 מ&quot;ל של תמיסת 1 מ&quot;מ של חומצת tetrachloroauric (HAuCl 4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראשית להוסיף את תמיסת כסף חנקתי מוכן בשלב 1.2.2. לאחר מכן, להוסיף את HAuCפתרון l 4 מוכן בשלב 1.2.3 לפתרון CTAB ו הידרוקינון מוכן בשלב 1.2.1 תחת בחישה מגנטית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיד לאחר מכן, להוסיף תחת בחישה מגנטית 12 μl של ההשעיה זרעים שהוכן קודם לכן על פי פרוטוקול דיווח בשלב 1.1 ולתת תחילת התגובה. בדוק אם ההשעיה משנה את צבעו כ -30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשלוט על היווצרות של nanorods ידי בדיקת הספקטרום הנראה-UV של ההשעיה, כמפורט בסעיף 4, כל 5 דקות. המשך עד הספקטרום הוא יציב. כדי לאפשר היווצרות מלאה של nanorods, לעזוב את ההשעיה תחת ערבוב במשך 30 דקות נוספות (איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחלקים את ההשעיה צינורות (1 מ&quot;ל של השעיה לכל צינור) ו צנטריפוגות ב XG 10,000 במשך 10 דקות. nanorods גולד יוצר משקע כהה בחלק התחתון של הצינור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend המשקע של כל הצינורית 1 מ&quot;ל מים. מערבבים יחד את התוכן של הצינורות ולאחסן את תליוניension של nanorods זהב בטמפרטורת החדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפיין את nanorods מתקבל על ידי מיקרוסקופית אלקטרונים הילוכים ספקטרוסקופיה UV- גלוי כמתואר בסעיף 4 (איור 3). </li></ol></li></ol> 2. כוונון יחס גובה-רוחב של Nanorods על ידי שינוי ריכוז יוני Ag + <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן תמיסת כסף חנקתי עם ריכוז של 4 מ&quot;מ, המסת 3.4 מ&quot;ג אגנו 3 ב 5 מ&quot;ל מים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן בשלושה בקבוקונים שונים הפתרון עם CTAB ו הידרוקינון כמפורט בסעיף 1.2.1 ולהוסיף בהתאמה 100 μl, 150 μl או 200 μl של תמיסת כסף חנקתי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיפים את פי הכין פתרון 4 HAuCl לשלב 1.2.3 ולהמשיך עם הכנת nanorods זהב כמתואר מנקודה 1.2.5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפיין את nanorods מתקבל על ידי ספקטרוסקופיה UV- גלוי וכן במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים. צלוחיות עם כמויות נמוכות של Ag + יהיה להתחיל מחדשsult ב nanorods קצר (יחס גובה-רוחב של 2 ו -2.2 בהתאמה) (איור 4). </li></ol> 3. כוונון יחס גובה-רוחב של Nanorods על ידי שינוי ריכוז של CTAB <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן קבוצות שונות של nanorods זהב עם ריכוזים שונים של CTAB ב &quot;פתרון צמיחה&quot;. השתמש ריכוזים מ 10 מ&quot;מ עד 100 מ&quot;מ לייצר nanorods זהב שיש יחס גודל היבט אחר. ריכוזי CTAB להשתמש בכל ניסוי מסוכמים בטבלה 1 עם הסכום המקביל של מיליגרם בשימוש. ממיסים את כמויות שונות של CTAB תמיד עם 22 מ&quot;ג של הידרוקינון ב 5 מ&quot;ל מים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 200 μl של תמיסת כסף חנקתי (הערוכים על פי צעד 1.2.2) ו 5 מ&quot;ל של תמיסת HAuCl 4 (הערוכים על פי איך שמתואר בשלב 1.2.3) בכל בקבוקון תחת בחישה מגנטית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 12 μl של השעיה זרעים ולבחון את השינוי בצבע של התערובת הסופית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תפסיקהערבוב כאשר הצבע של ההשעיה ואת הספקטרום הנראה-UV התייצבו; זמן התגובה תלוי בריכוז CTAB בפתרון הצמיחה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה ב XG 10,000 במשך 10 דקות ו resuspend במים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפיין את nanorods מתקבל על ידי ספקטרוסקופיה UV- גלוי וכן במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים. ריכוז נמוך של CTAB יגרום nanorods הקצר תוך ריכוז גבוה ייתן יותר אך גדול nanorods. ביום בניגוד יחס גובה-רוחב של nanorods יהיה גבוה בטווח סביב 40-50 מ&quot;מ ו יקטין הן בריכוזים נמוכים וגבוה (איור 5 ואיור 6). </li></ol> אפיון 4. Nanorods זהב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספקטרוסקופיה UV- גלוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל 100 μl של פתרון nanorods עם 400 μl של מים קובט-מיקרו פלסטיק לרכוש את ספקטרום הבליעה גלוי-UV (טווח אורכי גל בין 400 ו -840 ננומטר)על פי הפרוטוקול של היצרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף ספקטרום UV-גלוי (טווח אורכי גל בין 400 ו -840 ננומטר) של פתרון הצמיחה כל 5 דקות כדי ללמוד קינטיקה של התגובה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיקרוסקופית אלקטרונים הילוכים (TEM) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> איסוף תמונות TEM של כל דגימה של nanorods, למדידת גודל של יחס גובה-רוחב של nanorods שהושגו. הכן את הדגימות על ידי הצבת ירידה של השעיה (4 μl) על גבי רשתות נחושת דקה Formvar מצופה 200-רשת ולהשאיר לייבוש באוויר ב 4 מעלות צלזיוס. ניתוח המדגם ב TEM באמצעות מתח מואץ של 200 קילו וולט על פי הפרוטוקול של היצרן. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Zhou, W., Gao, X., Liu, D., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+Nanoparticles+for+In+Vitro+Diagnostics%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Rev%22%5BJournal%5D)">Gold Nanoparticles for In Vitro Diagnostics.</a> Chem Rev. 115 (19), 10575-10636 (2015).</li>
<li>Bao, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanoprisms+as+optoacoustic+signal+nanoamplifiers+for+in+vivo+bioimaging+of+gastrointestinal+cancers%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Gold nanoprisms as optoacoustic signal nanoamplifiers for in vivo bioimaging of gastrointestinal cancers.</a> Small. 9 (1), 68-74 (2013).</li>
<li>Han, G., Ghosh, P., Rotello, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functionalized+gold+nanoparticles+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Functionalized gold nanoparticles for drug delivery.</a> Nanomedicine. 2 (1), 113-123 (2007).</li>
<li>Choi, W. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor+regression+in+vivo+by+photothermal+therapy+based+on+gold-nanorod-loaded%2C+functional+nanocarriers%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Tumor regression in vivo by photothermal therapy based on gold-nanorod-loaded, functional nanocarriers.</a> ACS Nano. 5 (3), 1995-2003 (2011).</li>
<li>Langille, M. R., Personick, M. L., Zhang, J., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defining+Rules+for+the+Shape+Evolution+of+Gold+Nanoparticles+%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Defining Rules for the Shape Evolution of Gold Nanoparticles .</a> J. Am. Chem. Soc. 134 (35), 14542-14554 (2012).</li>
<li>Lohse, S. E., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Quest+for+Shape+Control%3A+A+History+of+Gold+Nanorod+Synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">The Quest for Shape Control: A History of Gold Nanorod Synthesis.</a> Chem. Mater. 25 (8), 1250-1261 (2013).</li>
<li>Weissleder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+clearer+vision+for+in+vivo+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotech%22%5BJournal%5D)">A clearer vision for in vivo imaging.</a> Nat. Biotech. 19 (4), 316-317 (2001).</li>
<li>Sau, T. K., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Seeded+High+Yield+Synthesis+of+Short+Au+Nanorods+in+Aqueous+Solution%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Seeded High Yield Synthesis of Short Au Nanorods in Aqueous Solution.</a> Langmuir. 20 (15), 6414-6420 (2004).</li>
<li>Ratto, F., Matteini, P., Rossi, F., Pini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+and+shape+control+in+the+overgrowth+of+gold+nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanopart.+Res%22%5BJournal%5D)">Size and shape control in the overgrowth of gold nanorods.</a> J. Nanopart. Res. 12, 2029-2036 (2010).</li>
<li>Morasso, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+size+and+aspect+ratio+in+hydroquinone-based+synthesis+of+gold+nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanopart.+Res%22%5BJournal%5D)">Control of size and aspect ratio in hydroquinone-based synthesis of gold nanorods.</a> J. Nanopart. Res. 17, 330-337 (2015).</li>
<li>Vigderman, L., Zubarev, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-yield+synthesis+of+gold+nanorods+with+longitudinal+SPR+peak+greater+than+1200+nm+using+hydroquinone+as+a+reducing+agent%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">High-yield synthesis of gold nanorods with longitudinal SPR peak greater than 1200 nm using hydroquinone as a reducing agent.</a> Chem. Mater. 25 (8), 1450-1457 (2013).</li>
<li>Walsh, M. J., Barrow, S. J., Tong, W., Funston, A. M., Etheridge, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Symmetry+breaking+and+silver+in+gold+nanorod+growth%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Symmetry breaking and silver in gold nanorod growth.</a> ACS Nano. 9 (1), 715-724 (2015).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

הפרוטוקול המובא כאן מתייחס הידרוקינון, מולקולת ארומטית מאופיינת פוטנציאל הפחתה חלש, לייצר nanorods זהב. ישנם שני יתרונות עיקריים של הפרוטוקול הנוכחי לכיוון תוואי סינתטי מועסקים לרוב מבוסס על השימוש חומצה אסקורבית: הראשונה היא כי הידרוקינון הוא מסוגל כמעט כמותית להפחית את יוני זהב המאפשר ייצור של כמות גדולה יותר של nanorods זהב 11. האחרון ניתנת על ידי העובדה שהוא דורש סכום נמוך יותר של CTAB והפחתה משמעותית באה של עלויות. הפרוטוקול הנוכחי מבוסס על גישה בן שני שלבים העוסק ...

חלקיקי זהב (AuNPs) הם אחד ננו הנרחב ביותר ומבטיח לשמש ביישומים ביו. השימוש בהם הוא חיוני רבים נקודת טיפול במוצרי אבחון במבחנה 1 הם הוצעו ככלי אפקטיבי עבור מספר יישומים שונים אחרים:. כסוכן בניגוד במחקרים הדמיה, 2 כמערכת משלוח סמים 3 וכפי תרופות thermotherapy אור מושרה (או טיפול photothermal). 4 הפוטנציאל הגדול של AuNPs העלה, בעשרים השנים האחרונות, מחקר אינטנסיבי על הפיתוח של סינתזה חדשה כי הוא מסוגל להגדיל את השליטה על הגודל והצורה שהושגה. 5 הסיבה לכך היא סוגים שונים של AuNPs הם למעשה מתאימים יותר מאחרים עבור יישומים ספציפיים. בין ננו הזהב השונה, nanorods זהב (AuNRs) צמח כמו אחת מהמערכות המעניינות ביותר. AuNRs מאופיינת בשני plasmoפסגות nic הקשורים התנודה של אלקטרונים לאורך אורך הצירים הרוחביים, בהתאמה. 6 חשובות במיוחד כי המיקום של שיא האורך האינטנסיבי ביותר יכול להיות מכוון בדיוק בין 620 לבין 800 ננומטר, בהתאם יחס ההיבט של המוטות . באזור זה תואם את החלון הביולוגי, 7 שבו רקמות אדם כמעט לא לקלוט אור, המאפשרות פיתוח של מספר היישומים פוטוניים in vivo המעורב AuNPs. למרות עניין רב בסוג זה של ננו, הפרוטוקולים הסינתטיים לעריכת AuNRs סובלים מספר מגבלות. ברוב המקרים, nanorods ערוך לפי שיטת שני שלבים שפותחה על ידי סאו ועמיתים לעבודה. 8 בפרוטוקול שלהם, nanorods מסונתז על ידי הפחתת יוני זהב באמצעות חומצה אסקורבית בנוכחותו של זרעי זהב preformed, יוני כסף וכמות גדולה ברומיד hexadecyl trimethylammonium (CTAB), acפעילי שטח ליניארית ationic. החסרון של פרוטוקול זה הוא שתשואת ההפחתה של יוני זהב היא נמוכה יחסית (כ -20%) 9 וכי כמות גבוהה של CTAB, מגיב יקר כי חשבונות עבור יותר ממחצית העלות הכוללת של ריאגנטים בסינתזה, נחוץ. ההתפתחות המינית של במסלול סינטטי חדש ויעיל יותר היא משם נחשבת צורך חשוב מתן אפשרות הפריסה של גישות ביו מבוססות על AuNRs. בחלקו הראשון של מאמר זה, אנו מציגים פרוטוקול אופטימיזציה לעריכת AuNR בעל יחס גובה-רוחב של כשלוש. הסינתזה מבוסס על השימוש הידרוקינון כסוכן צמצום מתון והוא מאפשר הכנת AuNR עם ירידה כמותית כמעט של יוני זהב, תוך שימוש סכום מופחת של CTAB. 10 פרוטוקול זה לעריכה של AuNRs מבוסס על גישה בן שני שלבים שבו זרעי זהב משמשים &quot;סול צמיחהution &quot;. בחלק השני, אנו מראים כיצד דקים לכוון את יחס גודל היבט של AuNR שהושג בשתי דרכים. הדרך הראשונה, בדומה הפרוטוקול הסטנדרטי המבוסס על חומצה אסקורבית, היא לשנות את כמות יוני כסף נוכח &quot;פתרון הצמיחה&quot;. הדרך השנייה מבוססת על וריאציה של כמות CTAB כי ניתן להפחית עד ריכוז של 10 מ&quot;מ (קרוב ריכוז micellar קריטי שדווח על ידי הספק) להשיג nanorods קצר מוגדרים היטב.

<table><tbody><tr><td>זהב (III) כלוריד טריהידרט</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>520918</td><td></td></tr><tr><td>הידרוקינון</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>H17902</td><td></td></tr><tr><td>כסף חנקתי</td><td>סיגמא אולדריץ</td>' <td>209139</td><td>נתרן בורוהידריד</td></tr><tr><td></td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>480886</td><td></td></tr><tr><td>הקסדצילטרימתילאמוניום ברומיד (CTAB)</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>H5882</td><td>רעלן חריף. (בעל פה). במחקר זה בדקנו שלוש קבוצות שונות של CTAB (H5882) מסיגמא אולדריץ'. שניים מהם סומנו כמיוצרים בסין ואחד כמיוצר בהודו. מניסיוננו, רק הקבוצות שסומנו כמיוצרות בסין היו יעילות להכנת AuNR.</td></tr><tr><td>ספקטרופוטומטר</td><td>תרמו מדעי&nbsp;</td><td>ננו-דרופ 2000C</td><td></td></tr><tr><td>TEM</td><td>JEOL</td><td>2100</td><td></td></tr></tbody></table>

סינתזה הידרוקינון המבוססת של nanorods הזהב

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

ננו-מוטות זהב הם סוג חשוב של ננו-חלקיקים המאופיינים בתכונות פלזמוניות ייחודיות. למרות השימוש הנרחב בננוטכנולוגיה, השיטות הסינתטיות להכנת ננו-מוטות זהב עדיין אינן מותאמות במלואן. במאמר זה אנו מתארים פרוטוקול דו-שלבי חדש, יעיל ביותר, המבוסס על השימוש בהידרוקינון כחומר הפחתה קל. הגישה שלנו מאפשרת הכנת ננו-רודים עם שליטה טובה בגודל וביחס גובה-רוחב (AR) פשוט על ידי שינוי כמות ההקסדציל טרימתילאמוניום ברומיד (CTAB) ויוני הכסף (Ag+) הקיימים ב"תמיסת הגידול". על ידי שימוש בשיטה זו ניתן להפחית באופן ניכר את כמות ה- CTAB, מגיב יקר וציטוטוקסי, הדרוש להשגת הצורה המוארכת. ניתן להשיג ננו-מוטות זהב עם יחס גובה-רוחב של כ-3 בנוכחות של 50 מ"מ בלבד של CTAB (לעומת 100 מ"מ המשמשים בפרוטוקול הסטנדרטי המבוסס על שימוש בחומצה אסקורבית), בעוד שננו-מוטות זהב קצרים יותר מתקבלים בריכוז נמוך עד 10 מ"מ.

ספקטרום UV הגלוי של זרעי זהב ניתן לראות באיור 1. ספקטרום גלוי UV רכש בזמנים שונים לאחר ההזרקה של זרעי הזהב מוצג באיור 2. ספקטרה מיקרוסקופי אלקטרוני שידור גלויים UV (TEM) תמונות של nanorods הזהב מתקבל מוצגים באיור 3. מיקרוסקופית אלקטרונים ספקטרה והעברת גלוי UV (TEM) תמונות של nanorods זהב עם יחס אספקט אחר המתקבל על ידי שינוי כמות יוני כסף הם הפגינו איור 4 ו CTAB בפתרון הצמיחה <stron...

מאמר זה מתאר פרוטוקול לסינתזה של nanorods זהב, המבוסס על השימוש של הידרוקינון כמו צמצום סוכן, בתוספת מנגנונים השונים לשליטה בגודל יחס ממדים שלהם.

סינתזה הידרוקינון המבוססת של Nanorods הזהב

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא להכין ביעילות ננו-מוטות זהב עם יחס היבט (aspect ratio) שבין שניים לשלושה. שיטה זו יכולה לסייע בהכנת ננו-מוטות זהב באופן הדיר ונוח בהשוואה לפרוטוקולים סינתטיים אחרים בספרות המדעית. היתרונות העיקריים בשימוש בהידרוקינון כחומר מחזר הם העלייה הדרמטית בקצב חיזור יוני הזהב, והשימוש המופחת ב-cetyltrimethylammonium bromide, בעלות נמוכה משמעותית.פרוטוקול זה מורכב משני שלבים. ראשית, מכינים גרעיני זהב כדוריים במידה רבה באמצעות סודיום בורוהידריד. שנית, מכינים ננו-מוטות זהב מגרעין באמצעות תמיסת גידול של גרעינים.כדי להתחיל בהכנת זרעי הזהב, ראשית המיסו 364.4 milligrams של CTAB בחמישה milliliters של מים בטמפרטורה של 40 °C באמצעות אולטרסוניקציה. הוציאו את הדגימה מהסוניקטור ברגע שהתמיסה הופכת לצלולה, והמתינו שיתקרר לטמפרטורת החדר לפני ההמשך. לאחר מכן, הכינו חמישה milliliters של תמיסה בריכוז 0.5 millimolar של חומצה טטרהכלוראורית במים והוסיפו אותה לתמיסת ה-CTAB תחת ערבוב נמרץ בטמפרטורה קבועה של 27 °C.לאחר מכן, הכינו 600 µL של תמיסת sodium borohydride במים בטמפרטורה של 4 °C, והוסיפו אותה לתערובת ה-CTAB תחת ערבוב מהיר בטמפרטורה של 27 °C. ודאו שהצבע משתנה מיד מצהוב לחום. ערבבו את הסספנסיות שהתקבלה למשך 20 דקות נוספות.כדי לקבוע את גודל הגרעינים, העבירו תחילה בפיפט 100 µL מתרחיף הגרעינים לתוך 400 µL של מים במיקרו-קוובט פלסטי. לאחר מכן, העבירו את המיקרו-קוובט לספקטרומטר UV-visible ובצעו אנליזה בטווח אורכי גל של 400 עד 840 nm. כדי שהגרעינים יהיו קטנים מספיק לשימוש, לא אמור להופיע שיא פלסמוני בולט בטווח שבין 505 ל-520 nm.התחילו בהכנת תמיסת הגידול על ידי המסת CTAB והידרוקינון בחמישה מיליליטר של מים בטמפרטורה של 40 °C באמצעות אולטרסוניקציה. המתינו לקירור התמיסה ל-27 °C לפני ההמשך. בנפרד, הכינו 200 µL של תמיסת כסף חנקתי (silver nitrate) מימית בריכוז ארבעה מילימולר וחמישה מיליליטר של תמיסת חומצה טטרכלורו-אורית (tetrachloroauric acid) מימית בריכוז מילימולר אחד.בשלב הבא, הוסיפו את תמיסת כסוף החנקה (silver nitrate), ולאחריה את תמיסת חומצה tetrachloroauric, אל תמיסת ה-CTAB שנערבבת באופן מגנטי. לאחר השילוב, הוסיפו מיד 12 µL של תמיחת זרעי הזהב שהוכנה מראש. לאחר 30 דקות, בדקו שצבע התמיחה השתנה לחום.דגמו את התרחיף בכל חמש דקות על ידי העברת 100 µL ממנו ל-400 µL של מים במיקרו-קובית (microcuvette) מפלסטיק, ובצעו אנליזה לדגימה באמצעות ספקטרוסקופיית UV-visible. בספקטרום ה-UV-visible, הזזה של שיא הפלסמוני המוסט לאדום הרחוק לעבר אורך גל נמוך יותר תתייצב לאחר כ-30 דקות, דבר המעיד על כך שהתגובה הושלמה. חלקו את התרחיף לאליקוטים של 1 mL באנבובי צנטריפוגה וסבבו אותם בצנטריפוגה.ננו-מוטות הזהב יוצרים משקעת כהה בתחתית המבחנות. לאחר מכן, השהו מחדש כל אחת מהמשקעות באמצעות פיפטה וסוניקציה ב-1 mL של מים. איחדו את כל התליות למיכל אחד ואחסנו בטמפרטורת החדר לשימוש מאוחר יותר.נתחו את תמיסת ננו-מוטות הזהב באמצעות TEM ב-200 kilovolts, בהתאם לפרוטוקול היצרן, ובאמצעות ספקטרוסקופיית UV-visible, בטווח אורכי גל של 400 עד 840 nanometers. כדי לשנות את יחס ההיבט (aspect ratio) של הננו-מוטות באמצעות יוני כסף, הכינו תחילה תמיסה של silver nitrate בריכוז ארבעה millimolar במים. לאחר מכן, הכינו שלושה מבחנות, שכל אחת מהן מכילה חמישה milliliters של תמיסת CTAB והידרוקינון.הוסיפו 100 µL, 150 µL או 200 µL של תמיסת כספית חנקית (silver nitrate) למבחנה המתאימה. המשיכו בהוספה של 5 mL של תמיסת חומצה טטרכלורו-אוריקה (tetrachloroauric acid) בריכוז 1 mM לכל מבחנה. השלימו את תהליך כוונון יחס הגובה-רוחב על ידי הוספת 12 µL של זרעי זהב, דגימה של התגובה ובידוד של ננו-מוטות הזהב באמצעות סרטיפוגציה כפי שתואר קודם לכן.בתחילה, הכינו תמיסות CTAB בריכוזים שונים על ידי הוספת הכמות המתאימה של CTAB בהתאם לטבלה אחת, למבחנות המכילות 22 milligrams של הידרוקינון בחמישה milliliters של מים. לאחר מכן, הוסיפו 200 microliters של תמיסת כסף חנקתי (silver nitrate) בריכוז ארבעה millimolar וחמישה milliliters של תמיסת חומצה tetrachloroauric בריכוז one millimolar לכל מבחנה של תמיסת CTAB תחת ערבוב מגנטי. הוסיפו 12 microliters של תרחיף זרעי הזהב למבחנות ועקבו אחר שינוי הצבע מכחול לחום.נתח את התוך על ידי ספקטרוסקופיית UV-visible. הפסק את הערבוב כאשר צבע התוך וספקטרום ה-UV-visible התייצבו. הכן את הדגימה לסבוב בצנטריפוגה.סבב את החלקיקים בצנטריפוגה ולאחר מכן השהה מחדש את משקע ננו-מוטות הזהב במיליליטר אחד של מים לצורך ניתוח סופי באמצעות TEM וספקטרוסקופיית UV-visible. אורכיהם של ננו-מוטות הזהב שנוצרו באמצעות כמויות שונות של יוני כסף בתמיסת הגידול נמדדו באמצעות TEM. התמונות מראות כי אורכם של הננו-מוטות עולה באופן יחסי לכמות יוני הכסף שבה נעשה שימוש.ניתוח של תמונות TEM וספקטרום UV-visible הראה כי עם עליית ריכוזי ה-CTAB, גדל גם אורכם של הננומוטות. יחסי ההיבט (aspect ratios) של הננומוטות הגיעו לשיאם בריכוז CTAB של 50 millimoles, מכיוון שרוחבן של המוטות גדלה במהירות רבה יותר מאורכם בריכוזי CTAB הגבוהים מ-50 millimoles. ברגע שהטכניקה נשלטת, ניתן לבצעה בחצי יום אם היא מבוצעת כראוי.בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לזכור להשתמש תמיד בכלי זכוכית נקיים ולבקר את טמפרטורת תמיסת הגידול על מנת להשיג תוצאות הניתנות לשחזור. מתחילים עשויים להתקשות בשיטה זו, שכן יש לבקר את הטמפרטורה, את מהירות הערבוב ואת סדר הוספת הריאגנטים כדי לקבל ננו-מוטות זהב בגודל וביחס היבט רצויים. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה לגבי אופן הכנת ננו-מוט זהב תוך שימוש ב-hydroquinone כחומר מחזר.אל תשכחו כי עבודה עם כימיקלים עלולה להיות מסוכנת ביותר, ויש לנקוט תמיד באמצעי זהירות כגון חבישת כפפות, לבישת חלוק מעבדה והרכבת משקפי מגן בעת ביצוע פרוצדורות אלו.

hydroquinone-based-synthesis-of-gold-nanorods

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

אנחנו מסונתז בצורת כוכב זהב nanostars באמצעות זרע כסף בתיווך שיטת הגידול. קוטר nanostars נע 200-300 ננומטר ומספר טיפים להשתנות 7-10. חלקיקים יש משטח רחב תהודה plasmon מצב ממוקדת האינפרא אדום הקרוב.

זהב Nanostar סינתזה עם שיטת Seed כסף מתווכת צמיחה

צינורות זהב הפתרון suspendable עם ממדים מבוקרים יכולים להיות מסונתזים על ידי תצהיר אלקטרוכימי בתחמוצת ממברנות נקבוביות anodic אלומיניום (AAO) באמצעות ליבת פולימר הידרופובי. צינורות זהב ומערכי Nanotube הבטחה עבור יישומים בbiosensing plasmonic, ספקטרוסקופיית ראמאן המשופרת קרקע, חימום צילום תרמי, הובלה יונית ומולקולרית, מיקרופלואידיקה, קטליזה ואלקטרוכימי חישה.

תבנית בימוי סינתזה של צינוריות זהב Plasmonic עם ספיג IR מתכוונן

אנו מראים את ההכנה ומתייחסים להיתכנות של כלי רכב סלולריים המכילים ננו-מוטות זהב להדמיה פוטו-אקוסטית של סרטן.

ניתוח הכנת photoacoustic של כלי רכב ניידים המכילים Nanorods הזהב

מתבצעת סינתזה של ננו-חלקיקי זהב אחידים המצופים בקליפות מוליכים למחצה של CdS או ZnS. ציפוי המוליכים למחצה מתבצע על ידי הפקדת מעטפת גופרתית כסף והחלפת קטיוני הכסף בקטיוני אבץ או קדמיום.

סינתזה, אפיון, ואת Functionalization של תקליטורים היברידי Au / ו Au / ZnS Core / Shell חלקיקים

אנו מתארים שיטה פשוטה להפקת אשכולות oligomeric מאוד יציבים של חלקיקי זהב באמצעות הפחתת חומצת chloroauric (HAuCl 4) עם thiocyanate נתרן (NaSCN). Oligoclusters יש התפלגות גודל צרה יכול להיות מיוצר עם מגוון רחב של גדלים ומעיילי שטח.

שיטה פשוטה עבור סינתזת מבוקרת הגודל של אשכולות Oligomeric היציבים של זהב חלקיקים בתנאי סביבה

אנו מתארים שיטה של סינתזה ביולוגית חלקיקי זהב 10 ננומטר, functionalized על ידי ציפוי פולי-אתילן גליקול על גבי המשטח. חלקיקים אלה יכולים להיות בשימוש במבחנה , ויוו להעברת הרפוי לחללים הסלולר, חוץ-תאית ננו אשר קשות לגישה עם גדלים nanoparticle קונבנציונלי.

סינתזה של Functionalized 10-nm פולימר מצופה זהב חלקיקים אנדותל הכוונת משלוח סמים

חלקיקי זהב אמפיפילי ניתן להשתמש ביישומים ביולוגיים רבים. פרוטוקול לסנתז חלקיקי זהב מצופה על ידי תערובת בינארית של ליגנדס ואפיון מפורט של חלקיקים אלה מוצג.

סינתזה ואפיון חלקיקי זהב אמפיפילי

אנו מתארים את פרוטוקול מפורט עבור DNA מבוסס-אוריגמי הרכבה של nanorods זהב לתוך כיראלי metamolecules plasmonic עם chiroptical חזקה תגובות. הפרוטוקול אינה מוגבלת תצורות כיראלי ולא ניתן להתאים בקלות על הזיוף של ארכיטקטורות שונות plasmonic.

הרכבה של Nanorods זהב לתוך כיראלי Metamolecules Plasmonic באמצעות תבניות אוריגמי דנ א

פרוטוקול לצילום אנאיזוטרופי של המשטרה על מימית-מושעה Au nanorods באמצעות הפנים מקומי פליום הריגוש מוצג.

הפקדת המשטרה על הננו-מפלסי על ידי משטח פלשני הריגוש

שיטה אמינה ומתוכעת בקלות להכנת הפונקציונל, הקרוב-אינפרא-אדום פולט ננו אשכולות זהב והגילוי הישיר שלהם בתוך תאי הלה על ידי הזרמת cy, ומיקרוסקופ לייזר קונפוקלית וקד מתוארת.

סינתזה של כמעט אינפרא-אדום פליטת מזהב ננו אשכולות עבור יישומים ביולוגיים

פרוטוקול לסנתז ~ 12 ננומטר זהב קוטר חלקיקים (Au חלקיקים) בממס אורגני מוצג. חלקיקי הזהב מכוסים ליגנדים אוליאמין כדי למנוע agglomeration. חלקיקי הזהב מסיסים בממסים אורגניים כגון טולואן.

סינתזת חלקיקי זהב

למד סינתזה של nanorods זהב באמצעות הידרוקינון כסוכן מחזר. שיטה זו מאפשרת הכנה יעילה עם יחס ממדים מבוקר בין שניים לשלושה ועלות נמוכה יותר.

סינתזה הידרוקינון המבוססת של Nanorods הזהב

גלה סרטונים נוספים