Name: Een eenvoudige methode voor de grootte gecontroleerde synthese van Stable oligomere Clusters van Gold Nanodeeltjes onder omgevingsomstandigheden (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: Leer de synthese van stabiele goudnanodeeltjes met gecontroleerde grootte via reductie van chloorzure goud met natriumthiocyanaat. Deze methode maakt nauwkeurige partikelgroottes van 3 tot 70 nanometer mogelijk voor biologisch onderzoek.

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

playerTrialDesktop

TK erkent steun van de Slovenië Research Agency (ARRS, geeft BI-US / 13-14-040 en J3-6803). OS erkent steun van National Institute of Health (NIH) subsidie ​​RO1HL49277.

1. Bereiding van reagentia Let op: Wees altijd voorzichtig bij het werken met chemicaliën en oplossingen. Volg passende veiligheidsmaatregelen praktijken en draag handschoenen, bril en een laboratoriumjas te allen tijde. Wees ervan bewust dat nanomaterialen bijkomende gevaren kunnen hebben in vergelijking met hun bulk tegenhanger. Opmerking: Alle chemische oplossingen worden gemaakt molal (gram mol per kg oplosmiddel) dan molair (gram mol per liter oplossing). <ol><li> Bereiding van goudchloride <ol><li> Los 1 g goud (III) chloride-trihydraat in 100 g H2O geven 25 mM HAuCl 4. </li></ol></li><li> Bereiding van borax (Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O) <ol><li> Ontbinden 3,81 g borax in 100 g H2O tot 0,1 molal borax geven (warm eventueel een volledig oplossen te verzekeren). </li></ol></li><li> Bereiding van natriumthiocyanaat <ol><li> Los op 8,1 g natrium thiocyanaat in 100 gH 2 O tot 1 molal NaSCN geven. </li></ol></li><li> Bereiding van natriumcarbonaat <ol><li> Los op 5,3 g watervrij natriumcarbonaat in 100 g H2O geven 0,5 molal Na 2 CO 3. </li></ol></li><li> Bereiding van glutathion <ol><li> Oplossen 154 mg gereduceerd glutathion (GSH) per 1 ml 0,5 molal Na 2 CO 3-0,5 molal GSH geven. </li></ol></li></ol> 2. Synthese van Gold oligoclusters <ol><li> Delay-time Synthese van Gold oligoclusters <ol><li> Voeg 59,5 ml H 2 O om een schone 125 ml Wheaton glazen fles met een roerstaaf. Gebruik een vlakke bodem schone glazen container, maar zorg ervoor dat het is zeer schoon. </li><li> Voeg 7 ml 0,1 molal borax en breng oplossing voor een krachtige roer. </li><li> Voeg 2,8 ml van ~ 25 mM HAuCl 4 onder krachtig mengen en te wachten de gewenste vertragingstijd (toevoeging van HAuCl 4 begint de delay-tijd). Vertragingstijd zal de omvang van de te bepalende zo gesynthetiseerde oligoclusters zoals weergegeven in tabel 1. </li><li> Na gewenste vertragingstijd, voeg 700 ul van 1 molal NaSCN onder korte heftig roeren (1200 tpm gedurende 30 sec). </li><li> Verwijderen roerstaaf en laat de reactie te laten voltooien O / N (kan grootteverdeling van de oligoclusters verder worden verbeterd door het mengsel voortdurend roeren O / N terwijl de reactanten volledig). Zodra de reactie tot voltooiing is gekomen de als zodanig gesynthetiseerde ruwe oligoclusters stabiel weken. </li></ol></li><li> Add-on groei van oligoclusters <ol><li> Combineer 10 ml gesynthetiseerde oligoclusters tot 60 ml HG. De verhouding van as-gesynthetiseerde oligoclusters HG bepaalt de grootte van het resulterende oligoclusters, waardoor de relatieve hoeveelheid HG worden grotere oligoclusters. </li><li> Voeg 900 ul van 1 molal NaSCN onder korte heftig roeren (1200 tpm gedurende 30 sec). </li><li> Laat de reactie te laten voltooien O / N (grootteverdeling van de oligoclusterskan verder worden verbeterd door het mengsel voortdurend roeren O / N terwijl de reactanten volledig). </li></ol></li></ol> 3. GSH Derivatisering en Concentratie van oligoclusters <ol><li> Voeg 70 ml van as-gesynthetiseerde ruwe oligoclusters (of oligoclusters van de add-on-methode) om een ​​70 ml 30 kDa cutoff centrifugaal filter. </li><li> Rotatie gedurende 15 minuten bij 3000 x g. Dit concentreert de deeltjes tot een volume van ~ 250 ul. </li><li> Flip apparaat over en herstellen retentaat door het draaien van het apparaat gedurende 3 minuten bij 500 x g. Herstelde volume moet ~ 250 ul zijn. </li><li> Meet hersteld volume met behulp van een micropipet. </li><li> Voeg een volume van 0,5 molal glutathion (of andere thiol) gelijk aan 1/9 ste de herstelde deel geconcentreerd oligoclusters (uiteindelijke concentratie 50 mmolal GSH). </li><li> Laat derivatiseringsreactie te zitten bij kamertemperatuur gedurende 5-10 min. Derivatisering gebeurt snel. Te lange tijden kunnen deeltjes ontbinden. </li><li> Verdun derivatized oligoclusters in 50 ml Dulbecco&#39;s fosfaatgebufferde zoutoplossing. (Andere buffers of H 2 O kan worden gekozen als het verdunningsmiddel / wasbuffer in deze stap. De keuze wordt meestal bepaald door beoogde stroomafwaartse toepassing.) </li><li> Voeg alle van de verdunde gederivatiseerde oligoclusters tot 30 kDa cutoff centrifugaal filter. </li><li> Draai de centrifugaal filter gedurende 15 minuten bij 3000 x g. </li><li> Flip apparaat over en herstellen retentaat door het draaien van het apparaat gedurende 3 minuten bij 500 x g. Herstelde volume moet ~ 250 ul zijn. De teruggewonnen geconcentreerde deeltjes klaar zijn voor gebruik en zijn stabiel gedurende maanden bij 4 ° C. </li></ol> 4. Analyse en Verificatie van Oligocluster Synthesis <ol><li> Gel elektroforese van oligoclusters <ol><li> Elektroforese van ruwe oligocluster voorbereiding <ol><li> Meng de as-gesynthetiseerde oligocluster voorbereidingen 2: 1 met lading buffer die 60% glycerol, ~ 0,15% broomfenolblauw, en 150 mmolal GSH (uit voorraad van 0,5 molal GSH opgelost in 0,5 molal Na 2 CO 3). </li><li> Load 30 pi op voorgegoten polyacrylamide gradiënt gel (eventuele kDa) en uitgevoerd met Tris-Glycine loopbuffer (25 mM Tris, 192 mM glycine, geen SDS wordt gebruikt) gedurende 26 min bij een constante spanning (200 V). </li></ol></li><li> Elektroforese van GSH Gederivatiseerde oligoclusters <ol><li> Verdun GSH-gederivatiseerd oligocluster preparaat 1: 3 met H2O (typisch 2 pl GSH-oligoclusters met 6 pl H2O). </li><li> Mix verdund GSH-gederivatiseerd oligoclusters 2: 1 met lading buffer die 60% glycerol, ~ 0,15% broomfenolblauw, en 150 mmolal natriumbicarbonaat. </li><li> Load 10 pi op voorgegoten polyacrylamide gradiënt gel (eventuele kDa) en uitgevoerd met Tris-Glycine loopbuffer (25 mM Tris, 192 mM glycine, geen SDS wordt gebruikt) gedurende 26 min bij een constante spanning (200 V). </li></ol></li></ol></li><li> Transmissie Elektronen Microscopie (TEM) <ol><li> Het voorbereiden van oligoclusters voor TEM <ol><li> Te wassen oligoclusters verdunnen 20 gl geconcentreerde oligoclusters met 0,5 ml H2O en lading in een 0,5 ml 30 kDa cutoff centrifugaal filter. </li><li> Spin bij 14.000 xg gedurende 10 min. </li><li> Verwijderen filtraat en resuspendeer retentaat met een verse 0,5 ml H2O </li><li> Herhaal het wassen tweemaal voor een totaal van 3 wassingen. </li><li> Verdun uiteindelijke retentaat 500-voudig in H 2 O (oligoclusters zijn klaar voor netten in op dit punt). </li></ol></li><li> gridding oligoclusters <ol><li> Glimontlading koolstof-gecoat net. </li><li> Borg 0,6 ul van gewassen en verdund oligoclusters op een koolstof beklede gloed ontladen raster. </li><li> Sta rooster aan de lucht drogen gedurende 10 min. </li><li> Visualiseer oligoclusters door TEM bij 100,000X vergroting. Werken bij 80 kV voor beelden hier getoond. </li></ol></li></ol></li></ol>

<ol><li>Dreaden, E. C., Austin, L. A., Mackey, M. A., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+matters%3A+gold+nanoparticles+in+targeted+cancer+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Ther.+Deliv%22%5BJournal%5D)">Size matters: gold nanoparticles in targeted cancer drug delivery.</a> Ther. Deliv. 3 (4), 457-478 (2012).</li>
<li>Huang, X., Jain, P., El-Sayed, I., El-Sayed, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+photothermal+therapy+%28PPTT%29+using+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Med.+Sci%22%5BJournal%5D)">Plasmonic photothermal therapy (PPTT) using gold nanoparticles.</a> Lasers Med. Sci. 23 (3), 217-228 (2008).</li>
<li>Notarianni, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+effect+of+gold+nanoparticles+in+organic+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Sol.+Energy%22%5BJournal%5D)">Plasmonic effect of gold nanoparticles in organic solar cells.</a> Sol. Energy. 106, 23-37 (2013).</li>
<li>Jain, P. K., Huang, X., El-Sayed, I. H., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noble+Metals+on+the+Nanoscale%3A+Optical+and+Photothermal+Properties+and+Some+Applications+in+Imaging%2C+Sensing%2C+Biology%2C+and+Medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Noble Metals on the Nanoscale: Optical and Photothermal Properties and Some Applications in Imaging, Sensing, Biology, and Medicine.</a> Acc. Chem. Res. 41 (12), 1578-1586 (2008).</li>
<li>Huang, X., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanoparticles%3A+Optical+properties+and+implementations+in+cancer+diagnosis+and+photothermal+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Adv.+Res%22%5BJournal%5D)">Gold nanoparticles: Optical properties and implementations in cancer diagnosis and photothermal therapy.</a> J. Adv. Res. 1 (1), 13-28 (2010).</li>
<li>Cioffi, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrosynthesis+and+characterization+of+gold+nanoparticles+for+electronic+capacitance+sensing+of+pollutants%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Electrosynthesis and characterization of gold nanoparticles for electronic capacitance sensing of pollutants.</a> Electrochim. Acta. 56 (10), 3713-3720 (2011).</li>
<li>Mikami, Y., Dhakshinamoorthy, A., Alvaro, M., Garcia, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catalytic+activity+of+unsupported+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Catal.+Sci.+Tech%22%5BJournal%5D)">Catalytic activity of unsupported gold nanoparticles.</a> Catal. Sci. Tech. 3 (1), 58-69 (2012).</li>
<li>González, A. L., Noguez, C., Barnard, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Map+of+the+Structural+and+Optical+Properties+of+Gold+Nanoparticles+at+Thermal+Equilibrium%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Map of the Structural and Optical Properties of Gold Nanoparticles at Thermal Equilibrium.</a> J. Phys. Chem. C. 116 (26), 14170-14175 (2012).</li>
<li>Neeley, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+Detection+of+Chemical+and+Biological+Toxins+Using+Gold-Nanoparticle-Based+Two-Photon+Scattering+Assay%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Selective Detection of Chemical and Biological Toxins Using Gold-Nanoparticle-Based Two-Photon Scattering Assay.</a> IEEE Trans. Nanotechnol. 10 (1), 26-34 (2011).</li>
<li>An, H., Jin, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prospects+of+nanoparticle-DNA+binding+and+its+implications+in+medical+biotechnology%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Adv%22%5BJournal%5D)">Prospects of nanoparticle-DNA binding and its implications in medical biotechnology.</a> Biotechnol. Adv. 30 (6), 1721-1732 (2012).</li>
<li>Wang, S., Qian, K., Bi, X., Huang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+Speciation+of+Aqueous+HAuCl4+on+the+Synthesis%2C+Structure%2C+and+Property+of+Au+Colloids%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Influence of Speciation of Aqueous HAuCl4 on the Synthesis, Structure, and Property of Au Colloids.</a> J. Phys. Chem. C. 113 (16), 6505-6510 (2009).</li>
<li>Britton, H. T. S., Dodd, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrometric+studies+of+the+precipitation+of+hydroxides.+Part+V.+Tervalent+gold+chloride+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Electrometric studies of the precipitation of hydroxides. Part V. Tervalent gold chloride solutions.</a> J. Chem. Soc. , 2464-2467 (1932).</li>
<li>Schaaff, T. G., Knight, G., Shafigullin, M. N., Borkman, R. F., Whetten, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+and+Selected+Properties+of+a+10.4+kDa+Gold%3AGlutathione+Cluster+Compound%5BTitle%5D)+AND+%22+J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Isolation and Selected Properties of a 10.4 kDa Gold:Glutathione Cluster Compound.</a> J. Phys. Chem. B. 102 (52), 10643-10646 (1998).</li>
<li>Baschong, W., Lucocq, J. M., Roth, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thiocyanate+gold%3A+Small+%282-3+nm%29+Colloidal+Gold+for+Affinity+Cytochemical+Labeling+in+Electron+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Histochemistry%22%5BJournal%5D)">Thiocyanate gold: Small (2-3 nm) Colloidal Gold for Affinity Cytochemical Labeling in Electron Microscopy.</a> Histochemistry. 83 (5), 409-411 (1985).</li>
<li>De Brouckère, L., Casimir, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pr%C3%A9paration+d%27hydrosols+d%27or+hom%C3%A9odisperses+tr%C3%A8s+stables%5BTitle%5D)+AND+%22Bull.+Soc.+Chim.+Belg%22%5BJournal%5D)">Préparation d'hydrosols d'or homéodisperses très stables.</a> Bull. Soc. Chim. Belg. 57 (10-12), 517-524 (1948).</li>
<li>Smithies, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stable+Oligomeric+Clusters+of+Gold+Nanoparticles%3A+Preparation%2C+Size+Distribution%2C+Derivatization%2C+and+Physical+and+Biological+Properties%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles: Preparation, Size Distribution, Derivatization, and Physical and Biological Properties.</a> Langmuir. 30 (44), 13394-13404 (2014).</li>
<li>Bartz, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monothiols+derived+from+glycols+as+agents+for+stabilizing+gold+colloids+in+water%3A+synthesis%2C+self-assembly+and+use+as+crystallization+templates%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Monothiols derived from glycols as agents for stabilizing gold colloids in water: synthesis, self-assembly and use as crystallization templates.</a> J. Mater. Chem. 9 (5), 1121-1125 (1999).</li>
<li>Hainfeld, J. F., Slatkin, D. N., Focella, T. M., Smilowitz, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanoparticles%3A+a+new+X-ray+contrast+agent%5BTitle%5D)+AND+%22Br.+J.+Radiol%22%5BJournal%5D)">Gold nanoparticles: a new X-ray contrast agent.</a> Br. J. Radiol. 79 (939), 248-253 (2006).</li>
<li>Nam, S. Y., Ricles, L. M., Suggs, L. J., Emelianov, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+and+Photoacoustic+Monitoring+of+Mesenchymal+Stem+Cells+Labeled+with+Gold+Nanotracers%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Ultrasound and Photoacoustic Monitoring of Mesenchymal Stem Cells Labeled with Gold Nanotracers.</a> PLoS One. 7 (5), (2013).</li>
<li>Jokerst, J. V., Thangaraj, M., Kempen, P. J., Sinclair, R., Gambhir, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoacoustic+Imaging+of+Mesenchymal+Stem+Cells+in+Living+Mice+via+Silica-Coated+Gold+Nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Photoacoustic Imaging of Mesenchymal Stem Cells in Living Mice via Silica-Coated Gold Nanorods.</a> ACS Nano. 6 (7), 5920-5930 (2013).</li>
<li>Astolfo, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+visualization+of+gold-loaded+cells+in+mice+using+x-ray+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomed.+Nanotechnol.+Biol.+Med%22%5BJournal%5D)">In vivo visualization of gold-loaded cells in mice using x-ray computed tomography.</a> Nanomed. Nanotechnol. Biol. Med. 9 (2), 284-292 (2013).</li>
<li>Menk, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanoparticle+labeling+of+cells+is+a+sensitive+method+to+investigate+cell+distribution+and+migration+in+animal+models+of+human+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomed.+Nanotechnol.+Biol.+Med%22%5BJournal%5D)">Gold nanoparticle labeling of cells is a sensitive method to investigate cell distribution and migration in animal models of human disease.</a> Nanomed. Nanotechnol. Biol. Med. 7 (5), 647-654 (2011).</li>
<li>Kumar, A., Zhang, X., Liang, X. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanoparticles%3A+Emerging+paradigm+for+targeted+drug+delivery+system%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Adv%22%5BJournal%5D)">Gold nanoparticles: Emerging paradigm for targeted drug delivery system.</a> Biotechnol. Adv. 31 (5), 593-606 (2013).</li>
<li>Paciotti, G. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+Gold%3A+A+Novel+Nanoparticle+Vector+for+Tumor+Directed+Drug+Delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Drug+Deliv%22%5BJournal%5D)">Colloidal Gold: A Novel Nanoparticle Vector for Tumor Directed Drug Delivery.</a> Drug Deliv. 11 (3), 169-183 (2004).</li>
<li>Khlebtsov, N., Dykman, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodistribution+and+toxicity+of+engineered+gold+nanoparticles%3A+a+review+of+in+vitro+and+in+vivo+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Biodistribution and toxicity of engineered gold nanoparticles: a review of in vitro and in vivo studies.</a> Chem. Soc. Rev. 40 (3), 1647-1671 (2011).</li>
<li>Nerambourg, N., Werts, M. H., Charlot, M., Blanchard-Desce, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quenching+of+Molecular+Fluorescence+on+the+Surface+of+Monolayer-Protected+Gold+Nanoparticles+Investigated+Using+Place+Exchange+Equilibria%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Quenching of Molecular Fluorescence on the Surface of Monolayer-Protected Gold Nanoparticles Investigated Using Place Exchange Equilibria.</a> Langmuir. 23 (10), 5563-5570 (2007).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dit manuscript geeft een gedetailleerd protocol voor bench top synthese van monodisperse goud oligoclusters (figuur 3). De werkwijze is in staat een breed scala aan afmetingen door eenvoudig de tijd tussen het toevoegen van HAuCl 4 alkalische oplossing en de daaropvolgende toevoeging van het reductiemiddel, natriumthiocyanaat variëren. De toevoeging van HAuCl 4 alkalische gebufferde waterige oplossing resulteert in tijdsafhankelijke hydroxylering van HAuCl 4 tot gehydroxyleerde goud (Na + [Au (OH 4-x) Cl x] -). Dit hydroxylering resulteert in minder HAuCl 4 beschikbaar zijn, hoewel de hydroxylering niet worden voltooid omdat het een evenwichtsreactie. De kiemvorming en de vorming van de novo goud monomeren kan alleen worden geïnitieerd door HAuCl 4. Gehydroxyleerde goud alleen kan toevoegen aan een bestaande gouden nanodeeltjes, waardoor de vorming van goud oligoclusters; onze add-onmethode maakt gebruik van deze 16. Oligoclusters gevormd met de vertragingstijd methode kan worden gebruikt als zaad waarop gehydroxyleerde goud wordt neergeslagen, waardoor de grootte van geënt oligoclusters verhogen. Geënt groei kan worden geregeld door variëren van de verhouding van gehydroxyleerde goud (HG) vs. gesynthetiseerde oligocluster (figuur 1). In beide methoden de grootte van de deeltjes gemakkelijk kan worden voorspeld door het kiezen van de juiste tijd vertraging (Figuur 2A, B) of door het kiezen van de juiste start zaden en de juiste verhouding van toegevoegde gehydroxyleerd goud (HG) (figuur 2C). Voorspellingen voor nuttigste deeltjesgrootten zijn weergegeven (tabel 1). Het toenemend GSH gederivatiseerd oligoclusters kan worden gevolgd door elektroforese als grotere deeltjes kleiner migreren en lijken vooral donkerder de later als gevolg van het feit dat de extinctiecoëfficiënt van goud nanodeeltjes stijgen evenredig met de deeltjesgrootte. <p class="jove_content"&gt; De add-on methode heeft twee beperkingen, waarvan de eerste is de grote reactievolumina vereist op hoog HG: zaad verhoudingen. Een tweede beperking van de add-on-methode is afkomstig uit de eerder genoemde feit dat de hydroxylering van HAuCl 4 is een evenwichtsreactie en gaat niet naar de voltooiing. De incomplete hydroxylering van HAuCl 4 heeft een minimale invloed op de add-on reactie wanneer de concentratie van oligocluster zaden hoog blijft. Wanneer de concentratie van oligocluster zaden zijn laag, zoals het geval is bij lange vertragingstijd zaad en hoge HG: zaad verhoudingen, kan de invloed van unhydroxylated HAuCl 4 significant. Onder deze omstandigheden HAuCl 4 in staat is de synthese van nieuwe oligoclusters kernvorming, resulteert in heterogene populaties van oligoclusters. De as-gesynthetiseerde oligoclusters geproduceerd door delay-time of add-on methode stabiel wekenlang, maar het ontwikkelen van sporen van goud neerslag. Zelfs na zijning geconcentreerd 300 maal de oligoclusters blijven stabiel en weerstaan ​​aggregatie. Het goud oligoclusters hier beschreven ook het extra voordeel te kunnen concentreren zonder voorafgaande derivatisering, waardoor dure derivatiserende middelen voor gebruik in kleinere hoeveelheden. Na te zijn gederivatiseerd met glutathion (GSH), clusters bleven stabiel tot een jaar. GSH-derivatisatie verschaft ook sterke negatieve lading 13 waardoor ze weerstaan ​​aggregatie bij blootstelling aan fysiologische buffers of dierlijk plasma, waardoor ze geschikt zijn voor in vivo experimenten. Derivatisering kan worden bereikt met allerlei thiolgroep bevattende reagentia. De ontvankelijkheid van het oligoclusters om derivatisering met andere thiol bevattende moleculen 17,18 maakt handig en gemakkelijk modificatie van het oppervlak monolaag, waardoor de controle op het oppervlak chemie en reactiviteit van oligoclusters. Andere chemicaliën die worden gebruikt in dit protocol can gemakkelijk gesubstitueerd worden voor soortgelijke chemicaliën zonder afbreuk synthese. Dit omvat de substitutie van borax andere alkalische buffers (bijv. Carbonaat) en natrium thiocyanaat andere thiocyanaatzouten (bijv., KSCN). Het belangrijkste kenmerk van dit protocol is de eenvoud, dat moet worden benadrukt. Slechts milligram weegschaal en magnetische roerder moet handelskwaliteit goud oligoclusters die kunnen worden gebruikt voor geavanceerde biologisch materiaal en toepassingen. Brede toepasbaarheid wordt bevorderd door de brede waaier van grootte dan kan worden geproduceerd en monodispersiteit. Bovendien, in het huis van de productie is lage kosten. De oligoclusters zijn bijzonder waardevol voor studies van permeabiliteit van basale membranen en barrières bloed. Ze kunnen gemakkelijk worden toegediend met een zoutoplossing door middel van verschillende routes en bijgehouden in vivo 19-21. Verkregen weefselmonsters kan vervolgens worden onderzocht in het kader van eenelektronenmicroscoop 16,22. Naast permeabiliteit, biologische verdeling waardevolle farmacologische informatie en de toediening van een mengsel van oligoclusters van verschillende grootte geeft waardevolle informatie over grootteafhankelijke verdeling van deeltjes in het lichaam 23-25. Tenslotte vanwege hun unieke structuur ze niet manifesteren gelokaliseerde oppervlakte plasmon resonantie (LSPR) mogelijk waardoor ze ideale kandidaten voor fluorescentielabelling, die niet gemakkelijk realiseerbaar goud nanodeeltjes omdat interferentie tussen de LSPR en fluorofoor resulteert in bijna volledige uitdoving van fluorescentie 26 .

Het gebruik van goud nanodeeltjes als hulpmiddelen, zowel in biomedische toepassingen en fundamenteel onderzoek is enorm gegroeid in de afgelopen decennia. Weinig moderne nanomaterialen zijn toegepast op vele verschillende gebieden, vinden hun toepassing in alles van zonnepanelen fotothermische behandeling van kanker; van elektrische biologische sensoren; uit chemische katalyse geneesmiddelafgiftesystemen 1-7. De belangen in goud nanodeeltjes als instrumenten op deze gebieden worden gedreven door de unieke eigenschappen gouden nanodeeltjes bezitten die bijzondere structurele, optische en elektronische eigenschappen 8 bevatten. Er is een toenemend gebruik van goud nanodeeltjes 9,10 in biologische en chemische bepalingen. Ondanks de beschikbaarheid van vele bronnen voor de aankoop van gouden nanodeeltjes, komen ze op grote prijs in vergelijking met de kosten van binnenshuis synthese. De hoge kosten van commercieel beschikbare nanodeeltjes maakt in het huis van de synthesewenste. De procedure heeft betrekking op de synthese van oligomere nanoclusters gemaakt door kleine 2-3 nm bolvormige goud subeenheden. Met alle voordelen van klassieke goud nanodeeltjes, zijn oligomere nanoclusters voorkeur wat betreft permeabiliteit of filtratiesnelheden metingen omdat hun modulaire opbouw bootst de structuur van eiwitten. Op dit moment, de meest voorkomende benaderingen van het in huis synthese van goud nanodeeltjes omvatten de reductie van goud chloride (HAuCl 4) in aanwezigheid van water 11,12. Reductie van HAuCl 4 gemeenschappelijke reductiemiddelen, zoals natriumboorhydride (NaBH4) of natriumcitraat, maakt de productie van bolvormige nanodeeltjes 13. Goud nanodeeltjes gesynthetiseerd door deze werkwijzen zijn beperkt in hun bruikbare grootte, omdat zij gevoelig voor de aanwezigheid van zouten in biologische buffers worden naarmate de kerndiameter verhogen. Een werkwijze is eerder beschrevenvoor de synthese van gele nanodeeltjes van 2-3 nm diameter van de reductie van HAuCl 4 met natriumthiocyanaat onder alkalische omstandigheden 14,15. We beschrijven hier een modificatie van die werkwijze waarbij een druifachtige oligocluster van de gele nanopartikels produceert zonder de noodzaak van aanvullende afsluitmiddelen. Door simpelweg de tijd tussen het toevoegen van HAuCl 4 alkalische oplossing en de daaropvolgende toevoeging van reductiemiddel, natriumthiocyanaat variëren, kunnen we de verkregen grootte van de gouddeeltjes variëren van ~ 3 nm tot ~ 25 nm. Grotere deeltjes te produceren, kan een eenvoudige add-on procedure gebruikt om deze oligoclusters groeien door de toevoeging van gehydroxyleerde goud (HG) de als zodanig gesynthetiseerde oligoclusters in aanwezigheid van natrium- thiocyanaat. Met behulp van deze twee methoden, zijn wij in staat om op betrouwbare wijze te produceren oligoclusters die een bereik van ~ 3 nm tot ~ 70 nm. Dat maakt deze werkwijze goed gecontroleerde synthese van hoge kwaliteit goude oligoclusters onder bank-top voorwaarden met standaard apparatuur en een beperkt aantal reagentia verlengt mogelijk de voordelen van goud nanodeeltjes als een research tool voor onderzoekers met weinig of geen ervaring in de chemische synthese.

<table><tbody><tr><td>125 ml Wheaton glazen flessen</td><td>Fisher Scientific</td><td>SC-06-404F</td><td></td></tr><tr><td>Borax (Na2B4O7&middot;10H2O)</td><td>Fisher Scientific</td><td>S25537</td><td></td></tr><tr><td>Goud(III) Chloride trihydraat</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G4022</td><td></td></tr><tr><td>Natriumthiocyanaat</td><td>Sigma Aldrich</td><td>251410</td><td></td></tr><tr><td>Natriumcarbonaat</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 fosfaat gebufferde zoutoplossing (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>Natriumbicarbonaat</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S6014</td><td></td></tr><tr><td>CF200-Cu Koolstoffilm op 200 mesh koperen rasters</td><td>Electron Microscopy Sciences</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>

een eenvoudige methode voor de grootte gecontroleerde synthese van stable oligomere clusters van gold nanodeeltjes onder omgevingsomstandigheden

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

Vermindering verdunde waterige HAuCl 4 met natrium thiocyanaat (NaSCN) onder alkalische omstandigheden produceert 2-3 nanodeeltjes nm diameter. Stabiele druifachtige oligomere clusters van deze gele nanodeeltjes van nauwe grootteverdeling worden gesynthetiseerd onder omgevingsomstandigheden via twee methodes. De vertragingstijd methode bepaalt het aantal subeenheden in het oligoclusters door het variëren van de tijd tussen het toevoegen van HAuCl 4 alkalische oplossing en de daaropvolgende toevoeging van reductiemiddel, NaSCN. De gele oligoclusters geproduceerd variëren in grootte van ~ 3 tot ~ 25 nm. Deze omvang kan verder worden uitgebreid met een add-on methode waarbij gehydroxyleerd goud chloride (Na + [Au (OH 4-x) Cl x] -) om auto-katalytisch toename van het aantal subeenheden in de as-gesynthetiseerde oligocluster nanodeeltjes, die een geheel van 3 nm tot 70 nm. Het ruwe oligocluster voorbereidingen tonen smalle grootte distributies en geen bont niet nodigther fractionering voor de meeste doeleinden. De oligoclusters gevormde geconcentreerd&gt; 300 voudig zonder agglomeratie en de onzuivere reactiemengsels stabiel weken zonder verdere bewerking. Omdat deze oligomere clusters kunnen worden geconcentreerd voordat ze laten derivatisering duur derivatiserende middelen economisch te gebruiken. Bovendien presenteren we twee modellen waarmee voorspellingen van deeltjesgrootte kan worden met grote nauwkeurigheid.

De syntheses van goud oligoclusters werden geanalyseerd met gelelektroforese (figuur 1) en transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) (figuur 2). De grootte van GSH-beklede oligoclusters kan worden gevolgd door elektroforese als grotere deeltjes kleiner migreren en donkerder. Bovendien kan de kwaliteit van een bepaalde grootte preparaat wordt afgeleid door de breedte van de band gezien na elektroforese (dwz een bepaalde grootte, preparaten smallere grootteverdeling wordt strakker banden dan preparaten van dezelfde grootte te produceren met bredere grootteverdelingen) . Figuur 2 beschrijft de relatie van de vertraging (delay-time methode) of HG: zaad (add-on-methode) aan oligocluster grootte. Mean diameters berekend door TEM worden gebruikt om delay-tijd en HG bepalen: zaad afhankelijkheid groei van oligoclusters voor delay-tijd en add-on methoden, respectievelijk. Een stroomschema (figuur 3) waarin de procedure gelijktijdig voldaanhods en een tabel (tabel 1) die voorspeld parameters oligoclusters van de gewenste grootte te produceren worden gepresenteerd. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/53388/53388fig1.jpg" /> Figuur 1. Polyacrylamide gradient gel elektroforese van oligoclusters gevormd door de Delay-tijd en de add-on methoden. Oligoclusters geproduceerd door delay-tijd en add-on methoden werden geanalyseerd op gradient gel elektroforese. Lanen 2-4: oligoclusters gevormd na verschillende vertragingstijden (45, 135, en 405 sec) tussen het maken van de HAuCl 4 alkaline en de toevoeging van NaSCN Lanes 5-8. Oligoclusters gevormd door de add-on-methode. Zaad werd gevormd door de delay-time methode met 405 seconden vertraging aangegeven met ↓. Variërende hoeveelheden HG werden gebruikt voor add-on. De verhoudingen van HG-oplossing (1 mm goud) aan zaad-oplossing (1 mm goud) die wordt gebruikt voor het bereiden van elk monster zijn indicated, zoals 4xHG, 6xHG, 12xHG en 24xHG. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om dit bestand te downloaden.</a> <img alt="figuur 2" src="/files/ftp_upload/53388/53388fig2.jpg" /> Figuur 2. diameters van goud oligoclusters gevormd door de delay-tijd en de add-on methoden. Oligoclusters bereid door delay-tijd en add-on methoden werden geanalyseerd met behulp van TEM. A) en B) worden aangepast met toestemming van ref. 16, Copyright 2014 American Chemical Society. (A) Vertegenwoordiger TEM beelden van de 50 nm x 50 nm gebied van grids bereid uit monsters gemaakt met behulp van de delay-time methode. Diameter van de deeltjes (Y-as) en de vertragingstijden die bij hun bereiding (X-as) zijn aangegeven, beide assen zijn logaritmisch. De zware zwarte lijn (R 2 = 0,973) is een best fit met empirisch 3-parameter vergelijking D delay-time = D 0 + a (1 - e -bt </sup&gt;), waarbij D delay-tijd is de gemiddelde diameter van clusters in nm, D 0 is minimale diameter van clusters (~ 3.5 nm), een is de maximale stijging van de kern grootte als gevolg van de uitbreiding van de vertragingstijd (~ 20 nm) en b = 0,0021 sec -1. (B) diameters van de oligoclusters gevormd na verschillende vertragingstijden voor het toevoegen van NaSCN (delay-time methode) gepresenteerd op een lineaire schaal. (C) diameters van de oligoclusters gevormd na toevoeging (add-on-methode) van verschillende hoeveelheden HG op voorgevormde goud zaden gevormd door de delay-time methode met 405 sec vertragingstijd. Zoals blijkt uit de zware zwarte lijn, kan het gemakkelijk worden gezien dat de diameter van oligoclusters gevormd door de add-on methode <img alt="vergelijking 4" src="/files/ftp_upload/53388/53388eq4.jpg" /> , Waarbij c en c HG Zaden zijn de concentraties chlorogoudzuur gebruikt bij het ​​maken van de oplossing van HG add-on werkwijze en het maken oligoc<html> lusters door de delay-time methode, respectievelijk. Evenzo V HG en V Zaden zijn de overeenkomstige volumes. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier om dit bestand te downloaden.</a> <img alt="figuur 3" src="/files/ftp_upload/53388/53388fig3.jpg" /> Figuur 3. Muur diagram van Delay-tijd en Add-on methoden voor het maken van goud oligoclusters van verschillende grootte. Stroomschema waarin de procedures voor het synthetiseren goud oligoclusters van verschillende grootte met behulp van de delay-time of add-on methoden. De alkalische oplossing chlorogoudzuur is blauw. HG is rood. De gouden nanodeeltjes zaden en oligoclusters zijn zwart. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier om dit bestand te downloaden.</a> <table><tbody><tr>318px &quot;&gt; Delay-time procedure </td><td colspan="6"> Add-on procedure </td></tr><tr><td colspan="4"></td><td colspan="6"> voorspelde diameter (nm) </td></tr><tr><td> vertragingstijd (sec) </td><td> vertragingstijd (min) </td><td> voorspelde diameter (nm) </td><td> gemeten diameter ± sd (nm) </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> 3 </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> 70,0 </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> 1200 </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> 1500 </td><td> 25 </td><td> 23 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 1800 </td><td> 30 </td><td> 23 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2100 </td><td> 35 </td><td> 23 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2400 </td><td> 40 </td><td> 23 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2700 </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> Tabel 1. Oligocluster grootte voorspelling tafel. Voorspelde diameters van goud oligoclusters gevormd met behulp van de delay-time of add-on methoden. Voorspelde diameter voor de inschakelvertraging methode wordt berekend met een empirische formule oligocluster gemiddelde diameter D vertragingstijd D = 0 + a (1 - e -bt), waarbij D de gemiddelde diameter van goud oligoclusters in nm, D 0 is de minimumdiameter (3,5 nm), a is bedraagt ​​de kerndiameter (20 nm), en b 0,0021 sec -1, zoals eerder 16 aangegeven. Voorspelde diameter voor de add-on-methode wordt berekend rekening houdend met dat nieuwe nanodeeltjes niet kunnen vormen van HG, maar veeleer wordt gestort gelijkmatig rond voorgevormd bolvormige zaden, waardoor ze groter. Geen andere aanname nodig. Het kan gemakkelijk worden gezien dat the diameter van oligoclusters gevormd door de add-on methode <img alt="vergelijking 6" src="/files/ftp_upload/53388/53388eq6.jpg" /> , Waarbij c en c HG Zaden zijn de concentraties chlorogoudzuur gebruikt bij het ​​maken van de oplossing van HG add-on werkwijze en het maken oligoclusters de vertragingstijd methode, respectievelijk. Evenzo HG V en V Zaden zijn de overeenkomstige volumes.

We beschrijven een eenvoudige werkwijze voor het produceren van zeer stabiele oligomere clusters van goud nanodeeltjes via de reductie chlorogoudzuur (HAuCl 4) met natrium thiocyanaat (NaSCN). De oligoclusters een smalle grootteverdeling en kunnen worden met uiteenlopende afmetingen en oppervlakte lagen.

Een eenvoudige methode voor de grootte gecontroleerde synthese van Stable oligomere Clusters van Gold Nanodeeltjes onder omgevingsomstandigheden

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

Het algemene doel van deze procedure is het produceren van oligomere clusters van goudnanodeeltjes, die zeer stabiel zijn, gemakkelijk te derivatiseren zijn en goed gecontroleerde diameters hebben via de reductie van chloorauurzuur met natriumthiocyanaat. De deeltjes die we vandaag hebben bekeken, zijn interessante deeltjes omdat hun grootte zo goed gecontroleerd is, waardoor ze kunnen worden gebruikt om de permeabiliteit van membranen voor deeltjes van verschillende grootten te onderzoeken. Aangezien ze zeer stabiel zijn in biologische oplossingen, is dit een zeer krachtige eigenschap van het deeltje.Het belangrijkste voordeel van deze methode is dat het een goed gecontroleerde synthese van hoogwaardige gouden oligoclusters onder laboratoriumcondities mogelijk maakt, en eenvoudig kan worden uitgevoerd met standaard laboratoriumapparatuur en een beperkt aantal reagentia. Nadat alle benodigde oplossingen zijn bereid zoals aangegeven in het tekstprotocol, start de delay-time synthese van gouden oligoclusters door 7 milliliter van de Borax-oplossing onder roering toe te voegen aan een schone glazen fles van 125 milliliter die 59,5 milliliter water bevat. Voeg vervolgens 2,8 milliliter van de goudchloride-oplossing toe aan de fles, waarmee de delay-time begint die de grootte van de oligoclusters bepaalt.Voeg aan het einde van de wachttijd 700 µL van de natriumthiocyanaatoplossing toe aan de fles. Blijf de oplossing gedurende de nacht roeren om de synthese van de oligoclusters te voltooien. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om goudchloride en de natriumthiocyanaatoplossing snel toe te voegen aan alle reagentia bij grotere volumes van deze oplossing, gebruikmakend van dispensers met een brede opening.Voor add-on groei worden 10 milliliters van de goud-oligoclusters gecombineerd met 60 milliliters van de gehydroxyleerde goudchloride-oplossing. Voeg vervolgens 900 microliters van de natriumthiocyanaat-oplossing toe onder krachtig roeren. Laat het mengsel een nacht roeren tot de reactie voltooid is.Voeg vóór derivatisering 70 milliliter van de ruwe oligoclusters toe aan een centrifugaal filter met een afsnijwaarde van 30 kilodalton en centrifugeer gedurende 15 minuten bij 3 000 ×g. Herstel de retentaape door het filter om te keren en 3 minuten te centrifugeren bij 500 ×g. Meet vervolgens het herstelde volume met een micropipet.Voeg vervolgens een volume GSH toe dat gelijk is aan een negende van het teruggewonnen volume van de oligoclusters. Laat de reactie maximaal 10 minuten bij kamertemperatuur staan. Verdun de gederivatiseerde oligoclusters in 50 milliliter Dulbecco's fosfaatgebufferde zoutoplossing om de reactie te stoppen.Breng vervolgens de gederivatiseerde oligoclusters aan op een centrifugefilter met een afsnijwaarde van 30 kilodalton en centrifugeer 15 minuten bij 3.000 ×g. Herwin ten slotte de ree-tin tape door het filter om te keren en drie minuten te centrifugeren bij 500 ×g. Bewaar de met glutathion gederivatiseerde oligoclusters bij vier graden Celsius.Om de ruwe oligoclusters via gelelektroforese te analyseren, mengt u deze in een verhouding van twee-op-een met laadbuffer. Laad vervolgens 30 µL van de oligoclusters op een gegoten polyacrylamide gradiëntgel. Laat de gel 26 minuten lopen in tris-glycinebuffer bij 200 V.Voor gel-elektroforese van gederivatiseerde oligoclusters moeten deze eerst in een verhouding van één-op-drie met water worden verdund. Verdun de clusters vervolgens verder in een verhouding van twee-op-één met laadbuffer. Breng 10 µL van het oligoclustermengsel aan op een gegoten polyacrylamide-gradiëntgel en laat de gel vervolgens 26 minuten lopen in tris-glycinebuffer bij 200 V.Voor analyse via transmissie-elektronenmicroscopie worden 20 µL geconcentreerde oligoclusters gewassen met 0,5 mL water en geladen op een centrifugaalfilter van 0,5 mL met een cut-off van 30 kDa. Centrifugeer 10 minuten bij 14.000 ×g. Verwijder vervolgens het filtraat uit de buis en resuspendeer het residu in 0,5 mL water.Herhaal de wasstap nog twee keer en verdun de oligoclusters vervolgens 500-voudig met water. Nadat het koolstofgecoate raster is behandeld met glow discharge, worden 0,6 µL van de oligoclusters op het raster aangebracht en 10 minuten aan de lucht gedroogd. Visualiseer tot slot de oligoclusters met een transmissie-elektronenmicroscoop bij een vergroting van 100.000 x en een versnellingsspanning van 80 kV.De grootte van de goudoligoclusters, gesynthetiseerd met behulp van de vertragingstijd- en add-on-procedures, werd geanalyseerd via gelelektroforese. Banen twee tot en met vier van de gel toonden aan dat de clustergrootte toeneemt naarmate de vertragingstijd langer wordt. Banen vijf tot en met acht bevestigen dat de grootte van de clusters ook toeneemt met de hoeveelheid gehydroxyleerd goud die tijdens de add-on-procedure wordt gebruikt.Transmissie-elektronenmicroscopie werd gebruikt om de diameters van de oligoclusterdeeltjes te bepalen. De diameters werden berekend door metingen te verrichten op afbeeldingen van gridgebieden van 50 nanometer bij 50 nanometer die de deeltjes bevatten. De relatie tussen de deeltjesgrootte, de vertragingstijd en de toegevoegde hoeveelheden gehydroxyleerd goud werd in een grafiek weergegeven.Deze gegevens werden vervolgens omgezet in voorspellende vergelijkingen voor de particheldiameters voor elke procedure. De methode voor het maken van de goudclusters, waar u ongetwijfeld al over heeft gesproken, is afhankelijk van de hydroxylering van goudchloride in een alkalische oplossing. Hierdoor geldt dat hoe meer hydroxylering er optreedt, hoe kleiner de kans is dat er een goudcluster wordt gevormd.Mijn nieuwe boek hier is de eerste die mijn interesse wekte, omdat ik voor het eerst besefte dat het tijdelement van blootstelling aan een alkalische omgeving gebruikt kan worden om de grootte van de clusters te beheersen. Wanneer dit correct wordt uitgevoerd, kunnen gouden oliclusters met groottes van drie tot 70 nanometers in minder dan een dag worden gesynthetiseerd. De resulterende nanodeeltjes zijn stabiel in fysiologische buffers en plasma, waardoor ze geschikt zijn voor in-view experimenten.De hier beschreven gouden oligoclusters hebben het bijkomende voordeel dat ze geconcentreerd kunnen worden zonder voorafgaande derivatisering, waardoor de rootization-reagentia in kleinere volumes kunnen worden gebruikt.

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Alkanethiolate gestabiliseerd goudcolloïden bekend als monolayer beschermd clusters (MPL) zijn gesynthetiseerd, gekarakteriseerd, en geassembleerd in dunne films als een adsorptie-interface voor eiwitten monolaag elektrochemie van eenvoudige redox eiwit...

Synthese, Vergadering, en de karakterisatie van monolaag Protected gouden nanodeeltjes Films voor eiwit monolaag Elektrochemie

We gesynthetiseerd stervormige gouden nanostars met behulp van een zilveren zaad gemedieerde groei methode. De diameter van de nanostars varieert van 200 tot 300 nm en het aantal tips variëren van 7 tot 10. De nanodeeltjes hebben een brede oppervlakte plasmon resonance-modus in het midden van het nabij-infrarood.

Goud Nanostar Synthese met een Silver Zaad gemedieerde groei Methode

Millifluidic apparaten worden gebruikt voor gecontroleerde synthese van nanomaterialen tijdsopgeloste analyse van reactiemechanismen als continu katalyse.

Millifluidics voor chemische synthese en Tijdopgeloste mechanistische studies

Een eenvoudige, robuuste en schaalbare techniek om functionaliseren en zelf te monteren macroscopische nanodeeltjes-ligand monolaag films op-template gratis substraten wordt beschreven in dit protocol.

Een techniek om functionaliseren en zelf-assembleren Macroscopisch Nanoparticle-ligand Monolayer Films op-Sjabloonloze Substrates

Zachte landing van in massa geselecteerde ionen op oppervlakken is een krachtige aanpak voor de zeer gecontroleerde bereiding van nieuwe materialen. In combinatie met de analyse door in situ secundaire ionen massaspectrometrie (SIMS) en infrarood reflectie absorptie spectroscopie (IRRAS), zachte landing biedt ongekende inzichten in de interacties van welbepaalde soorten met oppervlakken.

In Situ SIMS en IR spectroscopie van Well-gedefinieerde oppervlakken die zachte landing van Mass-geselecteerde Ionen

De synthese van uniforme goudnanodeeltjes bedekt met halfgeleiderschelpen van CdS of ZnS wordt uitgevoerd. De halfgeleidercoating wordt uitgevoerd door eerst een zilversulfidelaagje af te zetten en de zilverkationen uit te wisselen voor zink- of cadmiumkationen.

Synthese, karakterisering en functionalisering van de hybride AU / CdS en Au / ZnS Core / Shell Nanodeeltjes

Dit protocol gegevens een nieuwe nano-productie-techniek die kan worden gebruikt om controleerbaar en aanpasbare nanoparticle films over grote gebieden op basis van de zelf-assemblage van de dewetting van verkapte metalen films.

Groot gebied substraat-gebaseerde Nanofabrication van controleerbaar en aanpasbare gouden nanodeeltjes Via afgetopte Dewetting

Amphiphilic goud nanodeeltjes kunnen worden gebruikt in vele biologische toepassingen. Een protocol voor het synthetiseren van goud nanodeeltjes bedekt met een binair mengsel van liganden en een gedetailleerde karakterisering van deze deeltjes wordt gepresenteerd.

Synthese en karakterisering van amphiphilic goud nanodeeltjes

Een betrouwbare en gemakkelijk reproduceerbare methode voor de voorbereiding van functionalizable, nabij-infrarood uitzendende fotoluminescente goudnanoclusters en hun directe detectie in HeLa-cellen door stromingscytometrie en confocale laserscanningmicroscopie wordt beschreven.

Synthese van near-infrared emitting gold nanoclusters voor biologische toepassingen

Een protocol voor het synthetiseren van ~12 nm diameter gouden nanodeeltjes (Au nanodeeltjes) in een organisch oplosmiddel wordt gepresenteerd. De gouden nanodeeltjes zijn afgedekt met oleylamine liganden om agglomeratie te voorkomen. De gouden nanodeeltjes zijn oplosbaar in organische oplosmiddelen zoals tolueen.

Gouden nanodeeltjessynthese

Leer de synthese van stabiele goudnanodeeltjes met gecontroleerde grootte via reductie van chloorzure goud met natriumthiocyanaat. Deze methode maakt nauwkeurige partikelgroottes van 3 tot 70 nanometer mogelijk voor biologisch onderzoek.

Een eenvoudige methode voor de grootte gecontroleerde synthese van Stable oligomere Clusters van Gold Nanodeeltjes onder omgevingsomstandigheden (Video) | JoVE Journal

Een eenvoudige methode voor de grootte gecontroleerde synthese van Stable oligomere Clusters van Gold Nanodeeltjes onder omgevingsomstandigheden

Meer video's verkennen