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

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.