22 september 2015
Een eenvoudig protocol voor het bereiden van verminderde grafeen oxide met zichtbaar licht en plasmonische nanodeeltjes wordt beschreven.
Het algemene doel van deze synthetische methode om gereduceerd grafietoxide te produceren met zichtbaar licht en plasmonische nanodeeltjes bij kamertemperatuur is om een eenvoudige, chemische vrije en energiezuinige methode te geven voor de bereiding van gereduceerd grafietoxide. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in het veld van plasmonische nanodeeltje-geassisteerde fotoreductie van grafietoxide, zoals hoe de reactievoortgang sterk afhankelijk is van de structuur van plasmonische nanodeeltjes, inclusief cervicaal goud, gouden nanodeeltjes en gouden nanosterren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is het gebruik van zichtbaar licht met plasmonische nanodeeltjes voor de bereiding van gereduceerd grafietoxide, terwijl het uitstekende dempingseigenschappen vertoont voor de fluorescentiemoleculen gemodificeerd op S-S-D-N-A en uitstekende fluorescentieherstel.
We lyofiliseren de grafietoxide-oplossing om een pluizige grafietoxidepoeder te produceren om de nano-gedimensioneerde grafietoxide-oplossing te maken. Los 20 milligram grafietoxidepoeder op in 40 milliliter drievoudig gedistilleerd water en exfolieer vervolgens door langdurige sonicatie totdat de hele grootteverdeling kleiner wordt dan 150 nanometer. Centrifugeer vervolgens de oplossing twee keer om de grote grafietoxidevezels die niet exfolieerden te verwijderen om gouden nanostaven voor te bereiden. Formuleer eerst de zaadoplossing door een vers bereide 0,6 milliliter ijskoud oplossing van natriumborohydride toe te voegen aan een waterige mengsel van 0,25 milliliter chloorgouriozuur en 9,75 milliliter CE-trimethylammoniumbromide.
Roer het resulterende mengsel krachtig gedurende 30 seconden en houd het gedurende drie uur op 28 graden Celsius. Bereid de groeioplossing voor door 475 milliliter C ttab, drie milliliter zilvernitraat en 20 milliliter chloorgouriozuur te mengen. Voeg vervolgens 3,2 milliliter vers bereide ascorbinezuur toe aan het mengsel, gevolgd door de toevoeging van 0,8 milliliter van een waterige oplossing van zoutzuur.
In de laatste stap, voeg 3,2 milliliter zaadoplossing toe aan de groeioplossing bij 28 graden Celsius en onderwerp het reactiemengsel aan snelle inversie. Houd het resulterende mengsel gedurende enkele seconden na inversie ongestoord gedurende ten minste zes uur. Analyseer de bereide gouden nanostaven met ultraviolet zichtbaar spectroscopie voor absorptiemaxima bij 730 nanometer en met transmissie-elektronenmicroscopieanalyse voor bevestiging van het aspectverhouding van 3,5.
Om gouden nanosterren voor te bereiden, meng 20 milliliter fosfaatbuffer met 30 milliliter heapsbuffer. Voeg vervolgens 500 microliter 20 millimolair waterstoftetrachloorarray toe aan het mengsel en bewaar het 30 minuten op 28,5 graden Celsius in een waterbadoplossing, kleurverandering van lichtgeel naar groenblauw kan na 30 minuten worden waargenomen. Centrifugeer vervolgens de oplossing gedurende 30 minuten bij 8.928 keer G en verspreid de neerslagen in gedistilleerd water.
Analyseer tenslotte de bereide gouden nanosterren met ultraviolet zichtbaar spectroscopie voor absorptiemaxima bij 740 nanometer en met transmissie-elektronenmicroscopieanalyse voor deeltjesgrootte, bevestiging van 30 nanometer om gereduceerd grafietoxide voor te bereiden. Voeg eerst een milliliter plasmonische nanodeeltjes en 100 microliter ammoniumhydroxide toe aan 10 milliliter grafietoxide-oplossing. Plaats het in een Pyrex-glasreactor uitgerust met een watercirculatiemantel, bestraal het mengsel gedurende 30 minuten met een xenonlamp met watercirculatie door een watercirculatiemantel om de temperatuur op 25 graden Celsius te houden.
Centrifugeer vervolgens de oplossing gedurende 15 minuten bij 10.625 keer G. Om de gouden nanodeeltjes te verwijderen, neem het supernatant dat de bereide gereduceerde grafietoxide bevat om te analyseren op een ultraviolet zichtbaar spectrofotometer in het bereik van 200 tot 900 nanometer. De structurele veranderingen in het gereduceerde grafietoxide werden geanalyseerd door röntgendiffractie. Het verdwijnen van de grafietoxidepiek bij 10,2 duidde duidelijk op de vorming van gereduceerd grafietoxide.
De D-piek tot G-piek intensiteitsverhoudingen werden gemeten door ramenanalyse voor zowel grafietoxide als gereduceerd grafietoxide geproduceerd door een chemische methode of een lichtgeïnduceerde methode met of zonder nanodeeltjes. Om de structurele veranderingen in het gereduceerde grafietoxide kwalitatief te demonstreren, worden hier de samengevatte fluorescentie-emissiespectra van SI drie gemodificeerde DNA weergegeven na incubatie met grafietoxide of gereduceerd grafietoxide-oplossingen. De verminderde intensiteit duidt op de dempingsefficiëntie van grafietoxide en gereduceerd grafietoxide.
Het gereduceerde grafiet bereid met gouden nanodeeltjes en zichtbaar licht toonde de meest efficiënte dempingsefficiëntie. De resultaten wijzen erop dat het gereduceerde grafietoxide bereid met zichtbaar licht en plasmonische nanodeeltjes vergelijkbare fysische eigenschappen heeft als chemisch gereduceerd grafietoxide. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u het peroxide kunt bereiden door een eenvoudige methode met behulp van plasmananodeeltjes en zichtbaar licht.
Eenmaal onder de knie, kan deze techniek in 30 minuten worden uitgevoerd als deze correct wordt uitgevoerd tijdens het uitvoeren van deze procedure. Het is belangrijk om te onthouden dat de synthese stap IDE met behulp van de menselijke methode en de REOC LI stap met behulp van zichtbaar licht en de nanodeeltjes na de ontwikkeling. Deze techniek heeft het pad geëffend voor onderzoekers op het gebied van grafietoxidereductie om het effect van plasmonische nanodeeltjes in zichtbaar licht te onderzoeken.
Ik vergeet niet dat werken met geconcentreerd zwavelzuur en fosforzuur extreem gevaarlijk kan zijn en voorzorgsmaatregelen zoals het gebruik van een afzuigingskap, het dragen van handschoenen en een masker moeten altijd worden genomen tijdens het uitvoeren van deze procedure.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel beschrijft een eenvoudig protocol voor de bereiding van gereduceerd grafeenoxide met behulp van zichtbaar licht en plasmonische nanodeeltjes bij kamertemperatuur. De methode is vrij van chemicaliën en energie-efficiënt, en beantwoordt kernvragen op het gebied van fotoreductie van grafeenoxide ondersteund door plasmonische nanodeeltjes.
Snelle, chemievrije reductie van grafeenoxide met behulp van zichtbaar licht en plasmonische nanodeeltjes biedt een schaalbare, energie-efficiënte route naar hoogwaardig r-GO voor geavanceerde biosensoren en nanomatriaaltoepassingen. Deze benadering maakt de reproduceerbare productie van r-GO mogelijk met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met chemisch gereduceerde materialen, wat de ontwikkeling van robuuste assays en translationeel onderzoek ondersteunt. De operationele eenvoud en analytische validatie van deze methode positioneren deze als een herbruikbare mogelijkheid voor R&D-pijplijnen in de biofarmaceutica.
Deze reductiemethode met zichtbaar licht integreert op het grensvlak van nanomateriaalsynthese en assay-ontwikkeling, ter ondersteuning van workflows van vroege ontdekking tot translationele biosensorvalidatie.