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

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.