Sintesi e caratterizzazione delle nanoparticelle d'oro dell'anfifile

Sommario

Le nanoparticelle d'oro anfifilico possono essere utilizzate in molte applicazioni biologiche. Viene presentato un protocollo per sintetizzare nanoparticelle d'oro rivestite da una miscela binaria di ligandi e una caratterizzazione dettagliata di queste particelle.

Abstract

Le nanoparticelle d'oro ricoperte da una miscela di 1-ottanethiol (OT) e 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) sono state ampiamente studiate a causa delle loro interazioni con le membrane cellulari, i bistrati lipidici e i virus. I ligandi idrofili rendono queste particelle colloidalmente stabili in soluzioni acquose e la combinazione con ligando idrofobico crea una particella anfofica che può essere caricata con farmaci idrofobici, si fonde con le membrane lipidiche e resiste non specifica adsorbire le proteine. Molte di queste proprietà dipendono dalle dimensioni delle nanoparticelle e dalla composizione del guscio del ligando. È quindi fondamentale avere un metodo sintetico riproducibile e tecniche di caratterizzazione affidabili che consentano la determinazione delle proprietà delle nanoparticelle e la composizione della conchiglia. Qui, viene presentata una riduzione chimica di una fase, seguita da una purificazione approfondita per sintetizzare queste nanoparticelle con diametri inferiori a 5 nm. Il rapporto tra i due ligandi sulla superficie della nanoparticella può essere sintonizzato attraverso il loro rapporto stoichiometrico utilizzato durante la sintesi. Dimostriamo come varie tecniche di routine, come la microscopia elettronica a trasmissione (TEM), la risonanza magnetica nucleare (NMR), l'analisi termogravimetrica (TGA) e la spettrometria ultravioletta-visibile (UV-Vis), sono combinate in modo completo caratterizzano i parametri fisici delle nanoparticelle.

Introduzione

Il guscio di ligando di nanoparticelle d'oro può essere progettato per esibire diverse proprietà che possono essere applicate per affrontare le sfide in biomedicina^1,2,3,4. Tale versatilità consente il controllo delle interazioni intermolecolari tra nanoparticelle e biomolecole^5,6,7. L'idrofobicità e la carica svolgono un ruolo decisivo, così come altri parametri di superficie che influenzano il modo in cui le nanoparticelle interagiscono con le bio....

Protocollo

1. Sintesi di 11-mercapto-1-undecanesulfonate (MUS)

NOTA: questo protocollo può essere utilizzato su qualsiasi scala desiderata. Qui viene descritta una scala di 10 g di prodotto.

1. Sodio undec-10-enesulfonato
   1. Aggiungere 11 bromo-1-undecene (25 mL, 111.975 mmol), solfato di sodio (28,75 g, 227,92 mmol) e bromuro di benzyltriethylammo (10 mg) a una miscela di 200 mL di metanolo (MeOH) e 450 mL di acqua deionizzata (DI) (4:9 v/v MeOH:H₂O ratio) in un rapporto di 1 lask .
   2. Reflusso della miscela di reazione a 102 gradi centigradi per 48 h. Cap il sistema con un meccanismo di sollievo dell....

Risultati

I passaggi di reazione per sintetizzare MUS sono mostrati figura 1. Gli spettri NMR ¹H del prodotto di ogni passo sono rappresentati nella Figura 2. Il flusso di lavoro di sintesi delle nanoparticelle binarie in oro MUS:OT anfifiancico è descritto nella Figura 3. Dopo la sintesi, l'esotto delle nanoparticelle consisteva nel lavare le particelle più volte con etanolo e acqua DI. Prima di qu.......

Discussione

Questo protocollo descrive prima la sintesi del ligando MUS e, quindi, la sintesi e la caratterizzazione delle nanoparticelle d'oro dell'anfihiphilico MUS:OT. La sintesi del MUS con un contenuto di sale minimo consente una migliore affidabilità del rapporto stoichiometrico tra i ligandi durante la sintesi delle nanoparticelle, che è un fattore chiave per la sintesi riproducibile delle nanoparticelle MUS:OT con un bersaglio idrofobico contenuto (Figura 8). L'uso del metanolo come solvente com.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
11-bromo-1-undecene	Sigma Aldrich	467642-25 ml
Solfito di sodio	Sigma Aldrich	S0505-250 g
Bromuro di benziltrietil-ammonio	Sigma Aldrich	147125-25 g
Metanolo	VWR	BDH1135-2,5 LP
DI acqua	Millipore	ZRXQ003WW	Acqua deionizzata
1 L rotondo pallone inferiore	DURAN	24 170 56
Etere etilico	Sigma Aldrich	1.00930 EMD Millipore
Barra di agitazione	Sigma	Aldrich Z329207,Dow
Corning Grasso per alto vuoto	Sigma Aldrich	Z273554 ALDRICH
Pallone filtrante	DURAN	20 201 63
Imbuto filtrante	Buchner FisherSci
Etanolo >99,8%, ACS, Reagente	VWR	2081.321DP
Biossido di deuterio	Sigma Aldrich	151882 ALDRICH
96%	Sigma Aldrich	T30805 ALDRICH
Nero di carbonio	Sigma Aldrich	05105-1KG
Celite	Sigma Aldrich	D3877 SIGMA-ALDRICH	Mezzo di filtrazione
Condensatore	Sigma Aldrich	Z531154
Acido cloridrico, reagente ACS 37%	Sigma Aldrich	320331 SIGMA-ALDRICH
Idrossido di sodio, BioXtra, pellet (anidro)	Sigma Aldrich	S8045 SIGMA-ALDRICH
Provette da centrifuga	VWR	525-0155P
250 mL pallone a fondo tondo	DURAN	24 170 37
500 mL pallone a fondo tondo	DURAN	24 170 46
Acido nitrico, reagente fACS 70%	Sigma Aldrich	438073 SIGMA-ALDRICH
Cloruro d'oro(III) triidrato >99,9% base di metalli in tracce	Sigma Aldrich	520918 ALDRICH
1-ottanetiolo >98,5%	Sigma Aldrich	471836 ALDRICH
Boroidruro di sodio purum p.a.>96%	Sigma Aldrich	71320 Funnel addizionale ALDRICH
	SIgma Aldrich	Z330655 SIGMA
Funnel	DURAN	21 351 46
2V carte filtranti piegate Whatman		1202-150
Filtri Amicon	Merck	UFC903024
Iodio, reagente ACS, >99,8%, solido	Sigma Aldrich	207772 SIGMA-ALDRICH
Tubi NMR da 5 mm, tipo 5HP (alta precisione)	Armar	32210.503	Lunghezza 178 mm
Metanolo-d4 99,8 atomi%D	Armar	16400.2035
Crogiolo TGA	Thepro	9095-9270.45
Griglia in rame supportata da carbonio da 400 mesh	Microscopia elettronica Science	CF400-Cu
cuvetta al quarzo	Hellma Analytics	100-1-40

11707335 Acido tiocetico