Name: 주변 조건에 따라 금 나노 입자의 안정 올리고머 클러스터의 크기 제어 합성을위한 간단한 방법 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: 배우세요 염화금산과 티오시안산나트륨을 이용한 금 올리고머 클러스터 합성법으로 생물학적 환경에서 안정적인 나노입자를 제조하는 방법을 익히세요. 이 기술은 크기 조절이 용이하여 세포막 투과성 연구에 활용됩니다.

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TK는 슬로베니아 연구 기관의 지원을 인정 (ARRS를, BI-US / 13-14-040 및 J3-6803 부여). OS는 국립 보건 연구원 (NIH) 보조금 RO1HL49277의 지원을 인정합니다.

시약 1. 준비 주의 : 화학 물질 및 솔루션 작업을 할 때 항상주의해야합니다. 적절한 안전 관행에 따라 항상 장갑, 안경 및 실험실 코트를 착용하십시오. 그들의 대량 대응에 비해 나노 물질 추가 위험이있을 수 있음을 유의하십시오. 참고 : 모든 화학 솔루션은 오히려 몰보다 (그램 몰 당 kg 용매) 몰랄로 만든 (그램 몰 솔루션의 리터 당)된다. <ol><li> 골드 클로라이드의 제조 <ol><li> 25 mM의 HAuCl 4 수득 H 2 O 100 g의 금 (III) 클로라이드 수화물 1 g을 녹이고. </li></ol></li><li> 붕사의 제조 (나 2 B 4 O 7 · 10H 2 O) <ol><li> (완벽한 솔루션을 보장하기 위해 필요한 경우 따뜻한) 0.1 몰랄 붕사를 제공하는 H 2 O의 100g에 붕사의 3.81 g을 녹여. </li></ol></li><li> 나트륨 티오 시아 네이트의 제조 <ol><li> 100 g에 티오시 안산 나트륨 8.1 g을 녹여H 2 O 1 몰랄 NaSCN을 제공합니다. </li></ol></li><li> 탄산나트륨의 제조 <ol><li> 0.5 몰랄 나 2 CO 3를 수득 H 2 O 100 g의 무수 탄산나트륨 5.3 g을 녹인다. </li></ol></li><li> 글루타티온의 제조 <ol><li> 0.5 몰랄 GSH를 제공하기 위해 1 ml의 0.5 몰랄의 나 2 CO 3 당 감소 글루타티온의 154 밀리그램 (GSH)을 녹인다. </li></ol></li></ol> 골드 Oligoclusters 2. 합성 <ol><li> 골드 Oligoclusters의 지연 시간 합성 <ol><li> 교반 막대가 포함 된 깨끗한 125 ml의 위튼 유리 병에 H 2 O의 59.5 ML을 추가합니다. 어떤 평평한 바닥 깨끗한 유리 용기를 사용하지만, 매우 깨끗한 지 확인합니다. </li><li> 0.1 몰랄 붕사 7 ML을 추가하고 격렬한 교반에 솔루션을 가지고. </li><li> 격렬한 혼합에서 ~ 25 mM의 HAuCl 4의 2.8 ML을 추가하고 원하는 지연 시간을 기다립니다 (HAuCl 4의 추가는 지연 시간을 시작). 지연 시간의 크기를 결정하는 것표 1에 나타낸 바와 같이은 oligoclusters 합성. </li><li> 후 (30 초 동안 1,200 rpm으로) 간단한 격렬한 교반하면서 1 몰랄 NaSCN 700 μl를 추가, 지연 시간을 원하는. </li><li> 교반 막대를 제거하고 반응이 완료 O로 이동하는 것을 허용 / N (oligoclusters의 크기 분포에있어서, 상기 반응이 완료 될 때까지 진행하는 동안, 혼합물을 연속적으로 O / N을 교반시킴으로써 개선 될 수있다). 반응이 완료왔다하면 합성 된 원유 oligoclusters는 주 동안 안정하다. </li></ol></li><li> 부가 기능 Oligoclusters의 성장 <ol><li> HG 60 ml의에로 합성 된 oligoclusters 10 ㎖를 결합합니다. HG에 합성 된 oligoclusters의 비율은 HG의 상대적인 양이 큰 oligoclusters 생산 증가 얻어진 oligoclusters의 크기를 결정한다. </li><li> (30 초 동안 1,200 rpm으로) 간단한 격렬한 교반하면서 1 몰랄 NaSCN 900 μl를 추가합니다. </li><li> oligoclusters의 반응이 완료 O로 이동하도록 허용 / N (크기 분포상기 반응)이 종료로 진행하는 동안, 혼합물을 연속적으로 O / N을 교반시킴으로써 향상시킬 수있다. </li></ol></li></ol> 3. GSH 유도체 화 및 Oligoclusters의 농도 <ol><li> 70 ml의 30 kDa의 차단 원심 필터 (부가 방법이나 oligoclusters)와 같은 합성 원유 oligoclusters의 70 ML을 추가합니다. </li><li> 3,000 X g에서 15 분 동안 스핀. 이것은 ~ 250 μL의 부피까지 입자를 집중한다. </li><li> 플립 장치는 이상 500 X g에서 3 분 동안 장치를 회전시켜 잔류 물을 복구 할 수 있습니다. 복구 된 볼륨 ~ 250 ㎕를해야한다. </li><li> 측정은 마이크로 피펫을 사용하여 볼륨을 회복했다. </li><li> 집중 oligoclusters의 복구 된 볼륨 (최종 농도 50 mmolal GSH) 번째 1/9 0.5 몰랄 글루타티온 (또는 다른 티올) 동일의 볼륨을 추가합니다. </li><li> 유도체 화 반응이 5 ~ 10 분 동안 실온에서 앉아 할 수 있습니다. 유도체 신속하게 발생합니다. 지나치게 긴 시간은 입자를 용해 할 수있다. </li><li> derivat 희석둘 베코 인산염 완충 식염수 50 ㎖로 oligoclusters을화된. (다른 버퍼 또는 H 2 O를이 단계에서 희석제 / 세척 완충액으로 선택 될 수있다. 선택은 주로 의도 하류 어플리케이션에 의해 결정된다.) </li><li> 30 kDa의 차단 원심 필터에 희석 된 유도 oligoclusters을 모두 추가합니다. </li><li> 3000 x g에서 15 분간 원심 필터 스핀. </li><li> 플립 장치는 이상 500 X g에서 3 분 동안 장치를 회전시켜 잔류 물을 복구 할 수 있습니다. 복구 된 볼륨 ~ 250 ㎕를해야한다. 회수 된 농축 입자를 사용할 준비가 4 ℃에서 달 동안 안정하다. </li></ol> 4. 분석 및 Oligocluster 합성 확인 <ol><li> Oligoclusters의 젤 전기 영동 <ol><li> 원유 oligocluster 준비의 전기 영동 <ol><li> 60 % 글리세롤을 함유하는로드 버퍼 청색 ~ 0.15 % 브로 모 페놀 0.5 몰랄 G의 재고 150 mmolal GSH (로 1 : 합성 된 oligocluster 제제 2 믹스SH 0.5 몰랄 나 2 CO 3)에 용해시켰다. </li><li> 로드 (30) 프리 캐스트 폴리 아크릴 아미드 구배 겔 (모든 kDa의) 상에 μ​​L 및 트리스 - 글리신 실행 버퍼 실행, 일정한 전압 (200 V)에서 26 분 동안 (25 mM 트리스, 192 mM의 글리신 더 SDS가 사용되지 않습니다). </li></ol></li><li> GSH 유도 Oligoclusters의 전기 영동 <ol><li> H 2 O (6 μL H 2 O와 GSH-oligoclusters의 일반적으로 2 μL)로 3 : 희석 조제 1 oligocluster GSH를-유도. </li><li> 60 % 글리세롤을 함유하는로드 버퍼 청색 ~ 0.15 % 브로 모 페놀, 150 mmolal 중탄산 나트륨으로 1 : 믹스 GSH-유도 oligoclusters 2 희석. </li><li> 로드 (10) 프리 캐스트 폴리 아크릴 아미드 구배 겔 (모든 kDa의) 상에 μ​​L 및 트리스 - 글리신 실행 버퍼 실행, 일정한 전압 (200 V)에서 26 분 동안 (25 mM 트리스, 192 mM의 글리신 더 SDS가 사용되지 않습니다). </li></ol></li></ol></li><li> 투과 전자 현미경 (TEM) <ol><li> TEM에 대한 준비 Oligoclusters <ol><li> 씻어 oligoclusters는 0.5 ml의 30 kDa의 차단 원심 필터로 H 2 O 부하의 0.5 ㎖로 농축 oligoclusters 20 μl를 희석. </li><li> 10 분 동안 14,000 XG에 스핀. </li><li> H 2 O의 새로운 0.5 ml의 여과 액과에 resuspend의 잔류 물을 제거 </li><li> 3 세척 총 두 번 세척을 반복합니다. </li><li> H 2 O에서 최종 잔류 물 500 배 희석 (oligoclusters이 시점에서 리딩에 대한 준비가). </li></ol></li><li> 리딩 Oligoclusters <ol><li> 글로우 방전 그리드를 탄소 코팅. </li><li> 탄소 코팅 된 빛 방출 그리드 상에 입금 세척 및 희석 oligoclusters의 0.6 μl를. </li><li> 10 분 동안 자연 건조 그리드를 허용합니다. </li><li> 100,000X 배율에서 TEM에 의해 oligoclusters을 시각화합니다. 여기에 표시된 이미지를 80 kV로 동작한다. </li></ol></li></ol></li></ol>

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이 원고는 단 분산 금 oligoclusters의 벤치 탑 합성 (그림 3)에 대한 상세한 프로토콜을 제공합니다. 상기 방법은 단순히 알칼리 용액 및 환원제의 첨가 이후, 소듐 티오 시아 네이트로 HAuCl 4의 첨가 사이의 시간을 변화시킴으로써, 다양한 크기를 생산할 수있다. 알칼리에 HAuCl 4의 추가는 히드 록 금 HAuCl (4)의 시간 의존 수산화의 수용액 결과 버퍼 (나 + [금 (OH 4-x)의 CL X]를 -). 이 평형 반응이기 때문에 수산화이 완료로 이동하지 않습니다하지만 이내에이 수산화 결과 HAuCl 4 사용할 수있는. 핵 및 새로이 금 단량체의 형성은 HAuCl 4에 의해 개시 될 수있다. 하이드 록 실화 금 골드 oligoclusters의 형성 결과 기존 금 나노 입자에 첨가 할 수있는 단; 우리의 추가 기능방법은이 (16)을 이용합니다. 지연 시간에있어서 형성 Oligoclusters는 수산화 금함으로써 시드 oligoclusters의 크기 증가에 따라 증착 된 종자로서 사용할 수있다. 히드 록 시드의 성장은 금의 비율 (HG) 대 합성 된 oligocluster (도 1)를 변경함으로써 제어 할 수있다. 두 방법 모두에서 입자의 크기가 쉽게 오른쪽 시간 지연 (도 2A, B)을 선택하거나 종자 개시 오른쪽 첨가 수산화 금 (HG) (도 2C)의 오른쪽 비율을 선택하여 예측할 수있다. 가장 유용한 입자 크기에 대한 예측 (표 1)되게됩니다. 큰 입자가 덜 마이그레이션 나타나는 GSH 유도체 oligoclusters의 크기 증가는 전기 영동에 의해 모니터링 될 수 있으며, 특히 어두운 이후 금 나노 입자의 흡광 계수는 입자 크기에 비례하여 증가한다는 사실에 기인. (4)의 수산화은 평형 반응과 완료로 이동하지 않음을 상기 사실에서 기인한다. oligocluster 씨의 농도가 높은 상태로 유지 될 때 HAuCl 4의 불완전 수산화는 현재 부가 반응에 최소한의 영향을 미친다. 긴 지연 시간과 높은 시드 HG 사용시 마찬가지로 oligocluster 씨앗의 농도가 낮은 경우 : 시드 비율을 unhydroxylated HAuCl 4의 영향이 크게되어있다. 이러한 조건 하에서 HAuCl 4 oligoclusters의 이종 집단의 결과 새로운 oligoclusters의 합성을 응집시킬 수있다. 지연 시간 또는 부가 방법에 의해 제조 된 합성 된 oligoclusters는 금 석출 미량 개발 주간 안정하다. 심지어 후 수ING는 oligoclusters이 안정적으로 유지하고 집계 저항 300 배 농축 하였다. 여기에 설명 된 금 oligoclusters도 따라서 고가 유도체 화제 작은 볼륨에서 사용될 수 있도록 종래 유도체없이 농축 될 수 있다는 추가적인 이점이있다. 글루타치온 (GSH)로 유도 한 후, 클러스터는 1 년까지 안정적으로 유지. GSH-유도체는 따라서 생체 내 실험에 적합하다 생리 버퍼 또는 동물의 플라즈마에 노출되었을 때이를 응집 레지스트하게 강한 음전하 (13)을 제공한다. 유도체를 티올기를 함유하는 시약의 다양한 달성 될 수있다. 다른 티올 함유 분자 (17, 18)와 유도체에 oligoclusters의 복종 할 의무는 표면 단일 층의 편리하고 쉽게 수정하여 제어 표면 화학 및 oligoclusters의 반응성을 할 수 있습니다. 이 프로토콜 캘리포니아에서 사용되는 다른 화학 물질n은 쉽게 합성을 손상시키지 않고 유사한 화학 물질로 대체 될 수있다. 이것은 다른 안산 염 다른 알칼리 버퍼와 붕사 (예., 카보네이트) 및 소듐 티오 시아 네이트의 치환을 포함한다 (예., KSCN). 이 프로토콜의 주요 속성은 강조되어야한다 단순하다. 단지 밀리그램 체중계 자기 교반기 고급 생물학적 물질 애플리케이션에 사용될 수 상업용 품질 금 oligoclusters를 생성 할 필요가있다. 폭 넓은 적용이 생산 될 수있는 것보다 및 단 분산에 의한 크기의 넓은 범위의 도움된다. 또한, 집에서 생산은 저렴한 비용이다. oligoclusters는 기저 세포막과 혈액 장벽의 투과성의 연구에 특히 가치가있다. 그들은 쉽게 다른 경로를 통해 식염수를 투여 및 생체 19-21에서 추적 할 수 있습니다. 얻어진 조직 샘플은 후속으로 관찰 할 수있다전자 현미경 16,22. 투과성 외에도, 바이오 분포는 유용한 약리학 적 정보와 다양한 크기의 oligoclusters의 혼합물의 행정부가 몸 23-25 ​​내부 입자의 크기에 따라 분포에 대한 유용한 정보를 제공합니다. 마지막으로, 그들의 독특한 구조의 그들은 아마도 금 나노 입자에 쉽게 달성 할 수없는 형광 표지, 그들에게 이상적인 후보자를 만드는 지역화 된 표면 플라즈몬 공명 (LSPR)를 명시하는 데 실패 때문에 형광 (26)의 거의 완전한 담금질에 LSPR와 형광 결과 사이의 간섭 .

의치 기초 연구 및 응용 모두에서 도구로서 금 나노 입자의 사용은 지난 몇 년간 엄청난 성장했다. 몇몇 현대적인 나노 물질은 광열 암 치료에 태양 전지 패널에서 모든 일에 사용을 찾는 많은 다양한 분야에 적용되어, 생물학적 센서 전기에서; 약물 전달 시스템 1-7 화학 촉매에서. 이 분야에서 도구로 금 나노 입자의 관심은 특별한 구조 광학 및 전자 성질 (8)을 포함 금 나노 입자가 소유 고유 한 특성에 의해 구동된다. 황금의 사용 증가는 생물 및 화학 분석에서 9, 10 나노 입자가있다. 집 합성의 비용에 비해 금 나노 입자의 구입을위한 많은 소스의 이용 가능성에도 불구하고, 그들은 상당한 가격 온다. 상업적으로 이용 가능한 나노 입자의 높은 비용은 집 합성 드에 있습니다sirable. 우리의 절차는 작은 2 ~ 3 nm의 구형 금 서브 유닛에 의해 올리고머 나노 클러스터의 합성을 포함한다. 이 투과성 또는 여과 속도 측정 단백질들의 모듈 구조를 모방하기 때문에 구조에 있어서는 고전 금 나노 입자의 장점을 모두 갖는 올리고머 나노 클러스터는 선택이 바람직하다. 현재, 금 나노 입자의 집에서 합성하는 가장 일반적인 방법은 수성 조건하에 11,12 골드 클로라이드 (HAuCl 4)의 감소를 포함한다. 예컨대 수소화 붕소 나트륨 (에 NaBH 4)이나 시트르산 나트륨과 같은 일반적인 환원 시약으로 HAuCl 4의 환원은 구형 나노 입자 (13)의 생산을 허용한다. 핵심 직경이 증가함에 따라 이들이 생물학적 완충액의 염의 존재에 민감하게하기 때문에 이러한 방법으로 합성 금 나노 입자는 그 크기의 유용한 범위가 제한된다. 방법은 이전에 기술 된알칼리성 조건 14, 15에서 나트륨 티오 시아 네이트와 HAuCl (4)의 감소에서 2 ~ 3 나노 미터 직경의 노란색 나노 입자의 합성. 여기서는 부가 캡 에이전트 없이도 황색 포도 나노 입자의 형상 oligocluster을 생산하는 방법의 변형 예를 설명한다. 단순히 알칼리 용액 제, 티오시 안산 나트륨을 감소시키는 후속 첨가 HAuCl 4의 첨가 사이의 시간을 가변함으로써 ~ 3nm 이상 ~ 25 나노 미터 내지 금 입자의 결과의 크기를 변화 할 수있다. 큰 입자를 생성하기 위해, 간단한 부가 절차 소듐 티오 시아 네이트의 존재하에 합성 된 oligoclusters에 수산화 금 (HG)의 첨가에 의해 이러한 oligoclusters을 성장 시키는데 사용될 수있다. 이러한 두 가지 방법을 사용하여, 확실 ~ 70 nm의 나노 ~ 3의 범위를 덮는 oligoclusters로 생산할 수있다. 이 방법은 고품질 g 잘 제어 된 합성을 허용한다는 사실표준 장비 및 시약의 제한된 수의 벤치 탑 조건에서 오래 oligoclusters 잠재적으로 화학 합성에 거의 또는 전혀 전문 지식을 갖춘 연구자들에게 연구 도구로 금 나노 입자의 장점을 확장합니다.

<table><tbody><tr><td>125ml 휘튼 유리병</td><td>Fisher Scientific</td><td>SC-06-404F</td><td></td></tr><tr><td>붕사(Na2B4O7&middot; 10H2O)</td><td>Fisher Scientific</td><td>S25537</td><td></td></tr><tr><td>Gold(III) Chloride trihydrate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G4022</td><td></td></tr><tr><td>Sodium thiocyanate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>251410</td><td></td></tr><tr><td>Sodium carbonate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S7795</td><td></td></tr><tr><td>Glutathione</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G4251</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco's phosphate buffered 식염수 (DPBS)</td><td>Corning</td><td>21-031-CV</td><td></td></tr><tr><td>Centricon Plus - 70</td><td>Millipore</td><td>UCF703008</td><td></td></tr><tr><td>Sodium bicarbonate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S6014</td><td></td></tr><tr><td>CF200-Cu 탄소 필름이 있는 200 메시 구리 그리드&nbsp;</td><td>전자 현미경 과학</td><td>71150</td><td></td></tr><tr><td>10x Tris/Glycine buffer</td><td>Bio-Rad</td><td>161-0734</td><td></td></tr><tr><td>Any kD Mini-PROTEAN TGX Gel</td><td>Bio-Rad</td><td>456-9033</td><td></td></tr></tbody></table>

주변 조건에 따라 금 나노 입자의 안정 올리고머 클러스터의 크기 제어 합성을위한 간단한 방법

A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

알칼리 조건 하에서 티오시 안산 나트륨 (NaSCN)와 HAuCl 4 수성 희석 줄이면 2 ~ 3 나노 미터 직경의 나노 입자를 생성한다. 좁은 크기 분포의이 노란색 나노 입자의 안정 포도 같은 올리고머 클러스터는 두 가지 방법을 통해 주변 조건에서 합성된다. 지연 시간에있어서, 알칼리 용액 HAuCl 4 덧셈, NaSCN을 환원제의 후속 첨가 사이의 시간을 변화시킴으로써 oligoclusters의 서브 유닛의 수를 제어한다. 노란색 oligoclusters는 ~ 25 nm의 ~ 3에서 크기 범위를 생산했다. 이 크기 범위가 더 수산화 골드 클로라이드 (나 + [금 (OH 4-X)를 CL X] -)를 이용 애드온 방식으로 확장 할 수 있습니다에 자동 촉매 나노 입자 oligocluster로 합성에서 서브 유닛의 수를 증가, 70 내지 3 nm의 전체 범위를 제공한다. 조 oligocluster 제제는 좁은 크기 분포를 표시 한 모피가 필요하지 않습니다대부분의 목적을 위해 THER 분류. 형성된 oligoclusters 응집없이&gt; 300 배로 농축 할 수 있고, 조 반응 혼합물은 추가 프로세싱없이 주 동안 안정하게 유지. 이러한 올리고머는 클러스터 유도체 전에 농축 할 수 있으므로 이들은 고가의 유도체 화제가 경제적으로 사용하도록 허용한다. 또, 입경이 큰 예측 정밀도로 제조 될 수있는 두 가지 모델을 제시한다.

금 oligoclusters의 합성 겔 전기 영동 (도 1) 및 투과 전자 현미경 (TEM) (도 2)에 의해 분석 하였다. 큰 입자가 덜 마이그레이션 및 어두운 나타나는 GSH 코팅 oligoclusters의 크기는 전기 영동으로 모니터링 할 수 있습니다. 또한, 특정 크기의 제조 품질 전기 (즉, 소정 크기의 좁은 크기 분포를 가진 제제는 광범위한 크기 분포와 동일한 크기의 제제보다 더 단단한 밴드를 생성 할 것이다) 후 본 밴드의 넓이에 의해 추론 될 수있다 . 씨 (부가 법) 크기를 oligocluster하기 : 그림 2는 시간 지연 (지연 시간 법) 또는 HG의 관계를 설명합니다. 지연 시간 oligoclusters의 씨앗 의존성 성장 및 추가에 방법, 각각 : TEM에 의해 계산 된 평균 직경은 지연 시간과 HG를 결정하는 데 사용됩니다. 두 절차의 개요 플로우 차트 (도 3)을 충족hods 원하는 크기의 oligoclusters를 생성하는 예측 매개 변수를 제공하는 테이블 (표 1)가 제공됩니다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/53388/53388fig1.jpg" /> 지연 시간에 의해 형성 및 추가에 방법. oligoclusters 그림 1. 폴리 아크릴 아미드 구배 겔 전기 영동은 지연 시간에 의해 생성 및 추가에 방법이 그라데이션 젤 전기 영동 분석 하였다 Oligoclusters. 레인 2-4 :. 부가 방법에 의해 형성 oligoclusters : HAuCl 4 알칼리 및 NaSCN 레인 5-8의 추가를 만드는 사이에 서로 다른 지연 시간 (45, 135, 405 초) 후에 형성 oligoclusters. 시드는 ↓로 나타낸 405 초의 지연을 갖는 지연 시간 법에 의해 형성 하였다. HG 다양한 양의 부가 기능 사용 하였다. 각 샘플의 제조에 사용 HG 용액의 비율 (골드 1 mM)을 시드 용액 (1 mM의 금)이다 바랭이테드는 4xHG, 6xHG, 12xHG 및 24xHG있다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig1large.jpg" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/53388/53388fig2.jpg" /> 그림 지연 시간에 의해 형성 및 추가에 방법 골드 oligoclusters 2. 직경. Oligoclusters 지연 시간에 의해 제조 및 추가에 방법을 TEM으로 분석 하였다. A) 및 B) 심판. (16), 저작권 2014 미국 화학 학회의 허가로 구성된다. (A) 내지 (50)의 대표적인 TEM 이미지는 샘플로부터 제조 된 그리드 × 50 nm의 영역이 지연 시간 방법을 사용했다. 이들의 제조 (X 축)에 사용되는 입자 (Y 축)과 지연 시간의 직경 두 축은 대수이다 나타낸다. 전자 -bt - 무거운 검은 선 (R 2 = 0.973)는 경험적 3 매개 변수 방정식 D 지연 시간 = D 0 + (1 가장 적합한 </D의 지연 시간은 나노의 클러스터의 평균 직경이고 SUP&gt;), D 0 클러스터 (~ 3.5 ㎚)의 최소 직경이고; A는 지연 시간 연장에 의한 코어 크기의 최대 증가 (~ 20 ㎚) , 및 b = 0.0021 초 -1. 선형 스케일에 제시 NaSCN (지연 시간 법)에 추가하기 전에 다른 지연 시간 후에 형성 oligoclusters의 (B) 직경. (C) 405 초의 지연 시간을 갖는 지연 시간 법에 의해 형성된 예비 성형 골드 씨앗 상 HG 상이한 양의 첨가 (부가 법) 후에 형성 oligoclusters의 직경. 무거운 검은 선으로 나타낸 바와 같이 용이하게 부가 법에 의해 형성 oligoclusters의 직경 인 것을 알 수있다 <img alt="식 (4)" src="/files/ftp_upload/53388/53388eq4.jpg" /> , C의 HG와 C 씨는 애드온 방법 HG의 솔루션을 제작하고 제작 oligoc에 사용되는 염화 산의 농도는 어디에<html> 각각의 지연 시간 법에 의해 들리. 마찬가지로 V HG와 V 씨가 해당 볼륨입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig2large.jpg" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/53388/53388fig3.jpg" /> 지연 시간과 크기가 다른 골드 oligoclusters를 만들기위한 부가 방법 그림 3. 벽 차트 다이어그램. 지연 시간이나 부가 방법을 사용하여 서로 다른 크기의 골드 oligoclusters를 합성하는 절차를 요약 차트 흐름. 염화 금산의 알칼리 용액은 파란색입니다. HG는 빨간색입니다. 나노 입자의 씨앗 oligoclusters이 검은 색 금. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig3large.jpg" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a> <table><tbody><tr>318px &quot;&gt; 지연 시간 과정 </td><td colspan="6"> 부가 절차 </td></tr><tr><td colspan="4"></td><td colspan="6"> 예측 직경 (㎚) </td></tr><tr><td> 지연 시간 (초) </td><td> 지연 시간 (분) </td><td> 예측 직경 (㎚) </td><td> ± 표준 편차로 측정 직경 (㎚) </td><td> 4 × HG </td><td> 6 × HG </td><td> 12 × HG </td><td> 24 × HG </td><td> 100 × HG </td><td> 1000 × HG </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 0.02 </td><td> 3.5 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (2) </td><td> 0.03 </td><td> 3.6 </td><td> 3.1 ± 1.3 </td><td> 6.1 </td><td> 6.9 </td><td> 8.4 </td><td> 10.5 </td><td> 16.7 </td><td> (36) </td></tr><tr><td> 삼 </td><td> 0.05 </td><td> 3.6 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 4 </td><td> 0.07 </td><td> 3.7 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (5) </td><td> 0.08 </td><td> 3.7 </td><td> 2.6 ± 1.1 </td><td> 6.3 </td><td> 7.1 </td><td> 8.7 </td><td> 10.8 </td><td> 17.3 </td><td> (37) </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 0.10 </td><td> 3.8 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (7) </td><td> 0.12 </td><td> 3.8 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 8 </td><td> 0.13 </td><td> 3.8 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 9 </td><td>0.15 </td><td> 3.9 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (10) </td><td> 0.17 </td><td> 3.9 </td><td></td><td> 6.7 </td><td> 7.5 </td><td> 9.2 </td><td> 11.4 </td><td> (18) </td><td> (39) </td></tr><tr><td> (11) </td><td> 0.18 </td><td> 4.0 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (12) </td><td> 0.20 </td><td> 4.0 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (13) </td><td> 0.22 </td><td> 4.0 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (14) </td><td> 0.23 </td><td> 4.1 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (15) </td><td> 0.25 </td><td> 4.1 </td><td> 3.3 ± 1.5 </td><td> (7)0.0 </td><td> 7.9 </td><td> 9.7 </td><td> 12.0 </td><td> (19) </td><td> (41) </td></tr><tr><td> (20) </td><td> 0.33 </td><td> 4.3 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (25) </td><td> 0.42 </td><td> 4.5 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (30) </td><td> 0.50 </td><td> 4.7 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (35) </td><td> 0.58 </td><td> 4.9 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (40) </td><td> 0.67 </td><td> 5.1 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (45) </td><td> 0.75 </td><td> 5.3 </td><td> 6.4 ± 2 </td><td> 9.1 </td><td> 10.1 </td><td> 12.5 </td><td>15.5 </td><td> (25) </td><td> (53) </td></tr><tr><td> (60) </td><td> 1.0 </td><td> 5.9 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (75) </td><td> 1.3 </td><td> 6.4 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (90) </td><td> 1.5 </td><td> 6.9 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (105) </td><td> 1.8 </td><td> 7.5 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (120) </td><td> 2.0 </td><td> 8.0 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (135) </td><td> 2.3 </td><td> 8.4 </td><td> 11 ± 3 </td><td> 14.4 </td><td> 16.1 </td><td> (20) </td><td> (25) </td><td> (39) </td><td> (84) </td></tr><tr><td> (165) </td><td> 2.8 </td><td> 9.4 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 195 </td><td> 3.3 </td><td> (10) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (225) </td><td> 3.8 </td><td> (11) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 255 </td><td> 4.3 </td><td> (12) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 285 </td><td> 4.8 </td><td> (13) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (315) </td><td> 5.3 </td><td> (13) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (345) </td><td> 5.8 </td><td> (14) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 375 </td><td> 6.3 </td><td> (14) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (405) </td><td> 6.8 </td><td> (15) </td><td> 14 ± 5 </td><td> (26) </td><td> (29) </td><td> (35) </td><td> (44) </td><td> (70) </td><td> (150) </td></tr><tr><td> (435) </td><td> 7.3 </td><td> (15) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 465 </td><td> 7.8 </td><td> (16) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 495 </td><td> 8.3 </td><td> (16) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 525 </td><td> 8.8 </td><td> (17) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 555 </td><td> 9.3 </td><td> (17) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 585 </td><td> 9.8 </td><td> (18) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (615) </td><td> (10) </td><td> (18) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> (900) </td><td> (15) </td><td> (20) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 1,200 </td><td> (20) </td><td> (22) </td><td> 20 ± 11 </td><td> (37) </td><td> (42) </td><td> (51) </td><td> (64) </td><td> (102) </td><td> (219) </td></tr><tr><td> 1,500 </td><td> (25) </td><td> (23) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 1,800 </td><td> (30) </td><td> (23) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2,100 </td><td> (35) </td><td> (23) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2,400 </td><td> (40) </td><td> (23) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2,700 </td><td> (45) </td><td> (23) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 3000 </td><td> (50) </td><td> (23) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 3300 </td><td> (55) </td><td> (23) </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 3600 </td><td> (60) </td><td> (23) </td><td> 25 ± 11 </td><td> (40) </td><td> (45) </td><td> (55) </td><td> 69 </td><td> (109) </td><td> (235) </td></tr></tbody></table> 표 1. Oligocluster 크기 예측 테이블. 지연 시간이나 추가 기능 방법을 사용하여 형성 골드 oligoclusters의 예측 직경. 지연 시간에있어서 예측 된 직경이 평균 oligocluster 직경 D 지연 시간 = D 0 +에 대한 실험식을 사용하여 계산된다 - D는 나노 골드 oligoclusters의 평균 직경이 (1 전자 -bt)을, D 0이고 최소 직경 (3.5 나노 미터)는 코어 사이즈 (20 ㎚)에서의 최대 증가하고, 이전에 도시 한 바와 같이 16 B는 0.0021 초 -1이다. 부가 방법에 대한 예측 직경이 새로운 나노 입자 HG에서 형성 할 수 없습니다 고려하여 계산, 오히려 이렇게 그들을 더 큰 만들기, 균일 주위에 미리 형성된 구형 씨앗을 증착된다. 다른 가정은 필요하지 않습니다. 그것은 쉽게 번째 것을 알 수있다부가 방법에 의해 형성 oligoclusters의 전자 직경은 <img alt="식 (6)" src="/files/ftp_upload/53388/53388eq6.jpg" /> , C의 HG와 C 씨가 부가 방법 HG의 솔루션을 만드는 각각의 지연 시간의 방법으로 oligoclusters 제작에 사용되는 염화 산의 농도가있는 곳. 마찬가지로 V HG와 V 씨는 해당 볼륨입니다.

우리는 티오시 안산 나트륨 (NaSCN)와 염화 산의 환원 (HAuCl 4)를 통해 금 나노 입자의 안정성이 높은 올리고머 클러스터를 제조하기위한 간단한 방법을 설명한다. oligoclusters은 좁은 크기 분포를 갖고 크기 및 표면 코팅의 광범위한 제조 할 수있다.

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

이 절차의 전반적인 목표는 티오시안산 나트륨을 이용해 클로로금산을 환원시킴으로써, 매우 안정적이고 유도체화가 쉬우며 직경이 정밀하게 제어된 금 나노입자의 올리고머 클러스터를 제조하는 것입니다. 오늘 살펴본 입자들은 크기가 매우 정밀하게 제어된다는 점에서 흥미로운 입자들이며, 그 결과로 서로 다른 크기의 입자에 대한 막 투과성을 관찰하는 데 사용할 수 있습니다. 이 입자들은 생물학적 용액 내에서 매우 안정적이므로, 이는 입자가 가진 매우 강력한 특성입니다.이 방법의 주요 장점은 벤치톱 조건에서 고품질의 금 올리고클러스터를 정밀하게 제어하여 합성할 수 있다는 것이며, 표준 실험실 장비와 제한된 수의 시약만으로 쉽게 수행할 수 있다는 점입니다. 텍스트 프로토콜에 명시된 대로 필요한 모든 용액을 준비한 후, 교반 중인 59.5 milliliters의 물이 담긴 깨끗한 125 milliliter 유리병에 Borax 용액 7 milliliters를 첨가하여 금 올리고클러스터의 지연 시간 합성을 시작합니다. 다음으로, 병에 염화금 용액 2.8 milliliters를 첨가하며, 이때부터 올리고클러스터의 크기를 결정하는 지연 시간이 시작됩니다.대기 시간이 종료되면 시안산나트륨 용액 700 microliters를 병에 넣습니다. 올리고클러스터 합성을 완료하기 위해 밤새도록 교반을 계속합니다. 이 절차를 수행할 때, 특히 용액의 부피가 큰 경우에는 입구가 넓은 디스펜서를 사용하여 모든 시약에 염화금과 시안산나트륨 용액을 빠르게 첨가하는 것이 중요합니다.추가 성장을 위해, 금 올리고클러스터 10 milliliters를 수산화된 염화금 용액 60 milliliters와 혼합합니다. 다음으로, 격렬하게 교반하면서 티오시안산나트륨 용액 900 microliters를 첨가합니다. 반응이 완료될 때까지 혼합물을 하룻밤 동안 교반합니다.유도체화 전, 30 kilodalton 분자량 컷오프 원심분리 필터에 조올리고클러스터(crude oligoclusters) 70 milliliters를 넣고 3, 000 ×g에서 15분 동안 원심분리합니다. 필터를 뒤집어 500 ×g에서 3분 동안 원심분리하여 회수 테이프를 회수합니다. 그런 다음, 마이크로 피펫을 사용하여 회수된 부피를 측정합니다.다음으로, 회수된 올리고클러스터 부피의 9분의 1에 해당하는 양의 GSH를 첨가합니다. 반응물을 실온에서 10분 이내로 방치합니다. 유도체화된 올리고클러스터를 50 milliliters의 Dulbecco's 인산염 완충 식염수에 희석하여 반응을 중단시킵니다.그 다음, 유도체화된 올리고클러스터를 30 kilodalton 컷오프 원심분리 필터에 넣고 3,000 ×g에서 15분 동안 원심분리합니다. 마지막으로, 필터를 뒤집어 500 ×g에서 3분 동안 원심분리하여 리틴 테이프를 회수합니다. 글루타치온 유도체화 올리고클러스터는 4 °C에서 보관하십시오.겔 전기영동을 통해 조 올리고클러스터를 분석하려면, 로딩 버퍼와 2:1 비율로 혼합하십시오. 그다음, 올리고클러스터 30 µL를 프리캐스트 폴리아크릴아마이드 그래디언트 겔에 로딩합니다. tris glycine 버퍼를 사용하여 200 V에서 26분 동안 겔을 전기영동하십시오.유도체화된 올리고클러스터(oligoclusters)의 겔 전기영동을 위해, 먼저 이를 물로 1:3 비율로 희석합니다. 그다음, 로딩 버퍼를 사용하여 클러스터를 2:1 비율로 추가 희석합니다. 올리고클러스터 혼합물 10 µL를 프리캐스트 폴리아크릴아마이드 그래디언트 겔에 로딩한 후, tris glycine 버퍼를 사용하여 200 V에서 26분 동안 겔을 전기영동합니다.투과 전자 현미경으로 분석하려면, 농축된 올리고클러스터 20 µL를 0.5 mL의 물로 세척한 후 30 kDa cut-off의 0.5 mL 원심분리 필터에 로딩합니다. 14,000 ×g에서 10분 동안 원심분리합니다. 그다음, 튜브에서 여과액을 제거하고 잔류물을 0.5 mL의 물에 다시 현탁합니다.세척 과정을 두 번 더 반복한 다음, 올리고클러스터를 물로 500배 희석합니다. 탄소 코팅 그리드를 글로우 방전 처리한 후, 올리고클러스터 0.6 microliters를 그리드 위에 떨어뜨리고 10분 동안 자연 건조합니다. 마지막으로, 투과전자현미경을 사용하여 80 kilovolts 전압에서 100,000 x 배율로 올리고클러스터를 관찰합니다.지연 시간 및 추가 공정을 통해 합성된 금 올리고클러스터의 크기를 겔 전기영동으로 분석하였습니다. 겔의 2번에서 4번 레인을 통해 지연 시간이 길어질수록 클러스터의 크기가 증가함을 확인하였습니다. 5번에서 8번 레인은 추가 공정 중 사용된 수산화 금의 양이 많아질수록 클러스터의 크기 또한 증가함을 입증합니다.투과 전자 현미경을 사용하여 올리고클러스터 입자의 직경을 측정하였습니다. 입자가 포함된 50 nanometer by 50 nanometer 그리드 영역의 이미지에서 측정값을 취하여 직경을 계산하였습니다. 입자 크기, 지연 시간 및 수산화된 금의 첨가량 사이의 관계를 그래프로 나타내었습니다.이 데이터들은 이후 각 절차에 따른 입자 직경을 구하는 예측 방정식으로 변환되었습니다. 금 클러스터를 제조하는 방법은 이미 논의하셨겠지만, 알칼리 용액 내 염화 금의 수산화 반응에 따라 달라집니다. 따라서 수산화 반응이 많이 일어날수록 금 클러스터가 생성될 가능성은 낮아집니다.제 새로운 저서는 저에게 매우 흥미로웠는데, 알칼리에 노출되는 시간 요소가 클러스터의 크기를 제어하는 데 사용될 수 있다는 점을 처음으로 깨달았기 때문입니다. 정확하게 수행하면 3에서 70 nm 크기의 금 오ลิ클러스터를 하루 만에 합성할 수 있습니다. 이렇게 생성된 나노입자는 생리학적 완충액과 혈장에서 안정적이므로, 체내 관찰 실험에 적합합니다.여기서 설명하는 금 올리고클러스터는 사전 유도체화 없이도 농축할 수 있다는 추가적인 이점이 있어, 루트화제(rootization agents)를 더 적은 부피로 사용할 수 있게 해줍니다.

a-simple-method-for-size-controlled-synthesis-stable-oligomeric

Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

monolayer 보호 클러스터 (MPCs)로 알려진 Alkanethiolate 안정화 황금 colloids은 합성 특징과 같은 간단한 산화 환원 단백질의 단백질 monolayer의 전기에 대한 흡착 인터페이스로 박막에...

Monolayer의 합성, 조립, 그리고 특성화는 단백질 Monolayer의 전기에 대한 골드 Nanoparticle 필름을 보호

우리는 은색 씨앗 중재의 성장 방법을 사용하여 별 모양의 골드 nanostars을 합성. nanostars의 직경이 200-300 nm의 범위에서 및 도움말의 숫자 7에서 10에 따라 다릅니다. nanoparticles는 가까운 적외선 중심으로 광범위한 표면 plasmon 공진 모드를있다.

실버 씨앗 중재 성장 방법과 골드 Nanostar 합성

Millifluidic 장치는 나노 물질, 반응 메커니즘과 지속적인 흐름 촉매의 시간 분해 분석의 제어 합성에 이용된다.

화학 합성 및 시간 - 해결 기계론의 연구 Millifluidics

템플릿 무료 기판에 거시적 인 나노 입자 - 리간드 단층 영화를 기능화 및 자기 조립, 단순 강력하고 확장 성있는 기술은이 프로토콜에 설명되어 있습니다.

템플릿이없는 기판에 육안 나노 입자 - 리간드 단층 필름을 기능화 및 자기 조립 기술

표면 상에 대량으로 선택 이온의 연착륙은 새로운 물질의 높은 제어 준비를위한 강력한 방법입니다. 현장 이차 이온 질량 분석 (SIMS)과 적외선 반사 흡수 분광법 (IRRAS)에 의한 분석과 함께, 부드러운 착륙은 표면과 잘 정의 된 종의 상호 작용에 전례없는 통찰력을 제공합니다.

대량 선택 이온 소프트 랜딩에 의해 준비 잘 정의 된 표면의 제자리 SIMS 및 IR 분광법

CdS 또는 ZnS의 반도체 쉘로 코팅된 균일한 금 나노 입자의 합성이 수행됩니다. 반도체 코팅은 먼저 황화은 쉘을 증착하고 은 양이온을 아연 또는 카드뮴 양이온으로 교환하여 수행됩니다.

합성, 특성 및 하이브리드 금 / CD 및 금 /은 ZnS 코어 / 쉘 나노 입자의 작용 화

이 프로토콜 세부 큰 지역에 따라 제어 하 고 사용자 정의 나노 영화를 만들기 위해 사용할 수 있는 새로운 나노 제조 기술에서 출장 금속 필름의 dewetting의 자기 조립.

큰 면적 기판 기반 Nanofabrication 출장 Dewetting 통해 제어 하 고 사용자 정의 금 나노 입자의

양과성 금 나노 입자는 많은 생물학적 응용 프로그램에서 사용될 수있다. 리간드의 이진 혼합물에 의해 코팅된 금 나노입자를 합성하는 프로토콜과 이들 입자의 상세한 특성화가 제시된다.

합성 및 암화 금 나노 입자의 특성화

유세포 분석 및 공초점 레이저 스캐닝 현미경검사법에 의한 기능적, 근적외선 발광 광발광 금 나노클러스터 및 HeLa 세포 내부의 직접 검출을 위한 신뢰할 수 있고 쉽게 재현 가능한 방법이 설명되어 있습니다.

생물학적 응용 을 위한 근적외선 방출 금 나노클러스터의 합성

유기 용매에서 ~12nm 직경의 금 나노 입자 (Au 나노 입자)를 합성하기위한 프로토콜이 제시된다. 금 나노 입자는 응집을 방지하기 위해 올리라민 리간드로 덮여있다. 금 나노 입자는 톨루엔과 같은 유기 용매에서 용해됩니다.

금 나노 입자 합성

배우세요 염화금산과 티오시안산나트륨을 이용한 금 올리고머 클러스터 합성법으로 생물학적 환경에서 안정적인 나노입자를 제조하는 방법을 익히세요. 이 기술은 크기 조절이 용이하여 세포막 투과성 연구에 활용됩니다.

주변 조건에 따라 금 나노 입자의 안정 올리고머 클러스터의 크기 제어 합성을위한 간단한 방법

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