Synteza złotej nanogwiazdy z metodą wzrostu za pośrednictwem nasion srebra
January 15th, 2012
Zsyntetyzowaliśmy złote nanogwiazdy w kształcie gwiazdy, używając metody wzrostu za pośrednictwem srebrnych nasion. Średnica nanogwiazd waha się od 200 do 300 nm, a liczba końcówek waha się od 7 do 10. Nanocząstki mają tryb rezonansu plazmonowego o szerokiej powierzchni wyśrodkowany w bliskiej podczerwieni.
Ogólnym celem tej procedury jest synteza nanogwiazd złota przy użyciu metody wzrostu za pośrednictwem nasion srebra. Odbywa się to poprzez najpierw syntezę nasion srebra, a następnie umieszczenie ich w roztworze wzrostowym, który ostatecznie generuje złote nanogwiazdy o wielkości 200 nanometrów. Przewagą stosowania nasion srebra nad złotem jest synteza nanogwiazd złota z mniejszymi rdzeniami i dłuższymi kilofami z wysoką wydajnością i stabilnością.
Do eksperymentu potrzebujesz sześciu fiolek, dwóch magnesów sterujących, sześciu proszków ULA chlorku złota, azotanu srebra, hydratu sodu, cytrynianu sodu, askorbinu i dejonizowanego ctap, timera wodnego i pipet. Potrzebna będzie również płyta sterująca i waga do mieszania, podgrzewania i ważenia różnych związków, a następnie folia aluminiowa może być użyta jako opcja do izolowania roztworu od światła. Pierwszym krokiem jest przygotowanie zestawów komórkowych poprzez pobranie cytrynianu sodu, azotanu komórkowego i hydratu boala sodu.
Weź cytrynian sodu i użyj wagi do pomiaru wagi. Weź 10 mililitrów wody dejonizowanej, wymieszaj je ze sobą i sprawdź fiolkę ręcznie, aby rozpuścić roztwór i uzyskać pożądane stężenie. Oznaczyć fiolkę niezbędnymi informacjami.
Przygotuj roztwór podstawowy azotanu komórkowego, pobierając dowolną masę i mieszając ją z 10 mililitrami wody. Obliczyć molowość roztworu i odizolować go od światła za pomocą folii lub wciągając w ciemne miejsce. Przygotuj hydrat sodu boal.
Umieścić fiolkę w wiadrze z lodem, a następnie przechowywać ją w lodówce. Nie sprawdzaj roztworu za pomocą wiru. Proszę pana, niech pan zacznie się spieszyć.
Świeżo przygotowany roztwór zostanie zużyty w ciągu 15 minut, co jest wystarczającym czasem, aby go schłodzić, postępując zgodnie z tym schematem. Weź fiolkę, umieść ją na płycie sterującej, włóż do niej magnes i 10 mililitrów wody. Dodać obliczoną ilość z roztworu podstawowego komórkowego azotanu potasu, aby jego końcowe stężenie było równe 2,5 razy 10 do minus czterech zębów trzonowych.
Zacznij kierować rozwiązaniem. Dodać cytrynian sodu do roztworu. Po 15 minutach wyjmij hydrat sodu z boala z lodówki i przejdź do roztworu.
Jednym szybkim pociągnięciem kolor natychmiast zmieni kolor na żółty, steruj nim przez pięć minut. Następnie należy przerwać kierowanie, wyjąć magnes i odizolować fiolkę od światła. Nie zamykać fiolki.
Pozostaw na dwie godziny przed użyciem. Są to obrazy nasion srebra uzyskane za pomocą mikroskopu transmisyjnego elektronowego. Kolejnym krokiem jest przygotowanie roztworu wzrostowego, a następnie edycja nasion srebra.
Postępując zgodnie z tym schematem, przygotuj pożądane stężenie kwasu scynowego i 10 mililitrów stężonego roztworu chlorku złota. Ustaw temperaturę płyty na 30 stopni Celsjusza. Po nagrzaniu umieść na nim fiolkę z 20 mililitrami wody i przygotuj roztwór.
Natychmiast umieścić magnes w fiolce i rozpocząć kierowanie. Po całkowitym rozpuszczeniu CA i stanie się przezroczysty, wyłącz płytę grzejną, ale kontynuuj sterowanie. Teraz będziesz potrzebować azotanu komórkowego, chlorku złota w postaci skrzynek kor i nasion srebra.
Sfinalizowanie syntezy. Najpierw weź już przygotowany roztwór podstawowy azotanu komórkowego i dodaj obliczoną ilość do roztworu konfiguracyjnego. Zacznij brać czas po jednej minucie Ed.Obliczona objętość roztworu podstawowego chlorku złota.
Po jeszcze jednej minucie, ed Acobi, roztwór stanie się bezbarwny w ciągu 20 sekund, osiem 50 mikrolitrów nasion srebra. Roztwór zacznie zmieniać kolor na niebieski, a następnie brązowy. Odizoluj roztwór nanocząstek od roztworu nanocząstek i trzymaj go przez 24 godziny, aby mogły rosnąć.
Aby zwiększyć szansę na uzyskanie dobrych nanogwiazdek, możesz zrobić więcej niż jedno rozwiązanie w tym samym czasie. Czasami siedziska solarne mogą uzyskać niewłaściwy kolor lub ich powierzchnia może się zabrudzić, co zwykle jest spowodowane tym, że magnes nie jest zbyt czysty. W takich przypadkach należy ponownie przygotować roztwór nasion podczas przygotowywania roztworu wzrostowego.
Jeśli nie zaczniesz kierować zaraz po dodaniu do wody proszku do siedzenia, SITA utworzy na dnie żel, który jest wtedy bardzo trudny do usunięcia. Przed użyciem tych złotych nanogwiazd do obrazowania spektroskopii lub jakiegoś eksperymentu, należy je umyć, aby usunąć ctap z roztworu. CTAP może krystalizować w temperaturze pokojowej w celu rozpuszczenia kryształów.
Uderz w roztwór do 30 stopni Celsjusza lub użyj gorącej wody z kranu, aż kryształy znikną. Umieść roztwór w wirówce, probówkach i Sade na dwie minuty. Wiruj roztwór przez pięć minut Przy 730 RCF nanogwiazdy zgromadzą się na ściance probówki, usuń jak najwięcej roztworu za pomocą pipety, uważając, aby nie usunąć nanocząstek w Dior i ADE przez dwie minuty.
Powtórz proces prania jeszcze dwa razy w 460 i 300 i A-T-R-C-F przez trzy minuty. Teraz nanocząstki są gotowe do obrazowania, spektroskopii i eksperymentów. Obrazy uzyskano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego.
Rysunek ten pokazuje widma absorpcyjne złota, nanogwiazd i gniazd komórkowych. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś być w stanie zsyntetyzować złote nano gwiazdy o wysokiej niestabilności wydajności. Rozmiar 200 nanometrów.
Liczba końcówek waha się od siedmiu do dziesięciu, a powierzchniowy rezonans plazmy jest wyśrodkowany w bliskiej podczerwieni. Te nanogwiazdy mogą być wykorzystywane w ablacji fototermicznej, dostarczaniu leków i wielu innych zastosowaniach biomedycznych.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
To badanie koncentruje się na syntezie gwiaździstych nanogwiazd złotych metodą wzrostu z zastosowaniem srebrnych nasion. Powstałe nanogwiazdy mają średnice w zakresie od 200 do 300 nm i posiadają od 7 do 10 końcówek, wykazując szeroki tryb rezonansowy plazmonu powierzchniowego w bliskiej podczerwieni.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Nanotechnologia
- Nauki o materiałach
- Synteza nanocząstek
Tło
- Nanogwiazdy złote to nanocząstki o unikalnych właściwościach optycznych.
- Wzrost z zastosowaniem srebrnych nasion pozwala na tworzenie nanogwiazd o mniejszych rdzeniach.
- Te nanocząstki mają zastosowania w obrazowaniu biomedycznym i terapii.
- Zrozumienie ich syntezy jest kluczowe dla optymalizacji ich właściwości.
Cel badania
- Syntezowanie nanogwiazd złotych o kontrolowanej wielkości i morfologii.
- Zbadanie zalet stosowania srebrnych nasion w procesie syntezy.
- Poprawa stabilności i wydajności syntetyzowanych nanocząstek.
Stosowane metody
- Synteza srebrnych nasion z następującym włączeniem do roztworu wzrostowego.
- Zastosowanie różnych reagentów chemicznych, w tym chlorku złota i azotan srebra.
- Kontrola warunków reakcji, takich jak temperatura i mieszanie.
- Izolowanie roztworu od światła za pomocą folii aluminiowej.
Główne wyniki
- Udana synteza nanogwiazd złotych o średnicach 200-300 nm.
- Nanogwiazdy wykazywały 7 do 10 końcówek, poprawiając ich właściwości optyczne.
- Obserwowano szeroki tryb rezonansowy plazmonu powierzchniowego w bliskiej podczerwieni.
- Wysoki wydajność i stabilność osiągnięto dzięki zastosowaniu srebrnych nasion.
Wnioski
- Metoda wzrostu z zastosowaniem srebrnych nasion jest skuteczna w syntezie nanogwiazd złotych.
- Wyprodukowane nanogwiazdy mają potencjalne zastosowania w różnych dziedzinach.
- Dalsza optymalizacja parametrów syntezy może poprawić ich właściwości.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Gold nanostars synthesized via silver seed mediated growth offer tunable near-infrared surface plasmon resonance, enabling precise targeting in biomedical applications such as photothermal ablation and drug delivery. The method achieves high yield and stability with controlled morphology, supporting predictive confidence in nanomaterial design for therapeutic development. This positions the technique as a scalable, reproducible platform for preclinical evaluation of nanotherapeutics.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of plasmonic properties for target-specific photothermal effects.
- Operational Value: Provides reproducible synthesis of uniform nanostars with 7–10 tips for consistent bioactivity.
- Predictive Value: Near-infrared absorbance at 840 nm allows deep-tissue penetration modeling for therapeutic index estimation.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Produces stable colloidal suspensions suitable for high-throughput screening of photothermal agents.
- Operational Value: Yield of 70% nanostars ensures sufficient material for assay replication and dose-response profiling.
- Scalability: Batch synthesis capability supports parallel preparation for multi-condition screening.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Near-infrared resonance aligns with tissue transparency windows for in vivo photothermal therapy modeling.
- Preclinical Relevance: Enables evaluation of nanostar biodistribution and clearance in disease-relevant systems.
- Risk Mitigation: Silver seed mediation reduces batch variability, improving confidence in safety and efficacy profiling.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the nanotherapeutic discovery continuum from early material synthesis to preclinical validation, enabling iterative design-test cycles for plasmonic nanoparticles.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of shape-dependent cellular uptake and photothermal conversion efficiency.
- Screening: Delivers quantifiable optical outputs (peak absorbance, tip count) for comparing synthesis conditions.
- Analytics: SEM and UV-Vis provide structural and functional readouts to correlate morphology with performance.
- Translational Research: Near-infrared activity enables extrapolation to preclinical photothermal ablation models.
- Enterprise Reuse: Protocol standardization allows technology transfer across chemistry, pharmacology, and toxicology teams.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Mechanistic insight into anisotropic growth via silver seed mediation reduces empirical optimization.
- Operational Value: Defined reagent ratios and temperature controls ensure batch-to-batch reproducibility.
- Strategic Value: Enables rapid iteration on nanostar design for lead identification in photothermal platforms.
- Portfolio Impact: Facilitates go/no-go decisions based on reproducible yield and spectral predictability.
Implementation Considerations
- Requires expertise in colloidal synthesis and nanomaterial characterization.
- Needs temperature-controlled hot plates, magnetic stirrers, and light-isolation capabilities.
- Demands standardized protocols for seed preparation and growth solution mixing across teams.
- Must account for nanoparticle aggregation during storage and washing steps.
- Limited by the need for post-synthesis purification to remove CTAP crystallites.
