Name: Prosta metoda kontrolowanej wielkości syntezy stabilnych oligomerycznych klastrów nanocząstek złota w warunkach otoczenia (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: Poznaj metodę syntezy stabilnych oligomerycznych klastrów nanocząstek złota o kontrolowanej wielkości poprzez redukcję kwasu chloroauriczego tioczynanem sodu. Technika umożliwia precyzyjne sterowanie rozmiarem cząstek w zakresie 3–70 nm przy użyciu standardowego wyposażenia laboratoryjnego.

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

T.K. dziękuje za wsparcie ze strony Słoweńskiej Agencji Badawczej (ARRS, granty BI-US/13-14-040 i J3-6803). O.S. dziękuje za wsparcie z grantu Narodowego Instytutu Zdrowia (NIH) RO1HL49277.

1. Przygotowanie odczynników
Uwaga: Zawsze zachowuj ostrożność podczas pracy z chemikaliami i roztworami. Przestrzegaj odpowiednich zasad bezpieczeństwa i przez cały czas noś rękawice, okulary i fartuch laboratoryjny. Należy pamiętać, że nanomateriały mogą wiązać się z dodatkowymi zagrożeniami w porównaniu z ich masowymi odpowiednikami. 
Uwaga: Wszystkie roztwory chemiczne są wytwarzane jako molowe (gramy molowe na kg rozpuszczalnika), a nie molowe (gramy molowe na litr roztworu).
<ol>
	<li>Przygotowanie chlorku złota
	<ol>
		<li>Rozpuścić 1 g trójwodnego chlorku złota(III) w 100 gH2O, aby uzyskać 25 mM HAuCl4.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie boraksu (Na2B4O7·10H2O)
	<ol>
		<li>Rozpuścić 3,81 g boraksu w 100 gH2O, aby uzyskać 0,1 molowego boraksu (w razie potrzeby podgrzać, aby uzyskać pełny roztwór).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie tiocyjanianu sodu
	<ol>
		<li>Rozpuścić 8,1 g tiocyjanianu sodu w 100 gH2O, aby uzyskać 1 molowy NaSCN.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie węglanu sodu
	<ol>
		<li>Rozpuścić 5,3 g bezwodnego węglanu sodu w 100 gH2O, aby uzyskać 0,5 mola Na2CO3 .</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie glutationu
	<ol>
		<li>Rozpuścić 154 mg zredukowanego glutationu (GSH) na 1 ml 0,5 molala Na2CO3 uzyskać 0,5 mola GSH.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Synteza oligoklastrów złota
<ol>
	<li>Synteza oligoklastrów złota z opóźnieniem w czasie
	<ol>
		<li>Dodać 59,5 mlH2Odo czystej szklanej butelki Wheaton o pojemności 125 ml zawierającej mieszadło. Użyj dowolnego czystego szklanego pojemnika z płaskim dnem, ale upewnij się, że jest bardzo czysty.</li>
		<li>Dodać 7 ml boraksu o masie 0,1 mola i energicznie zamieszać roztwór.</li>
		<li>Dodać 2,8 ml ~25 mM HAuCl4 pod energicznym mieszaniem i odczekać żądany czas opóźnienia (dodanie HAuCl4 rozpoczyna czas opóźnienia). Czasy opóźnień określą wielkość zsyntetyzowanych oligoklastrów, jak pokazano w tabeli 1.</li>
		<li>Po upływie pożądanego czasu zwłoki dodać 700 μl 1 molowego NaSCN pod krótkim, energicznym mieszaniem (1 200 obr./min przez 30 sekund).</li>
		<li>Usunąć pręt mieszający i pozwolić, aby reakcja przeszła do końca O/N (rozkład wielkości oligoklastrów można jeszcze bardziej poprawić, pozwalając mieszaninie na ciągłe mieszanie O/N, podczas gdy reakcja przechodzi do zakończenia). Po zakończeniu reakcji zsyntetyzowane surowe oligoklastry są stabilne przez tygodnie.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dodatkowy wzrost oligoklastrów
	<ol>
		<li>Połączyć 10 ml zsyntetyzowanych oligoklastrów z 60 ml HG. Stosunek zsyntetyzowanych oligoklastrów do HG określa wielkość powstałych oligoklastrów, zwiększając względną ilość HG tworzących większe oligoklastry.</li>
		<li>Dodać 900 μl 1 molowego NaSCN pod krótkim, energicznym mieszaniem (1 200 obr./min przez 30 sekund).</li>
		<li>Pozwól, aby reakcja przeszła do końca O/N (rozkład wielkości oligoklastrów można jeszcze bardziej poprawić, pozwalając mieszaninie na ciągłe mieszanie O/N, podczas gdy reakcja przechodzi do zakończenia).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Derywatyzacja GSH i koncentracja oligoklastrów
<ol>
	<li>Dodać 70 ml zsyntetyzowanych surowych oligoklastrów (lub oligoklastrów z metody dodatkowej) do 70 ml odciętego filtra odśrodkowego o mocy 70 ml i stężeniu 30 kDa.</li>
	<li>Wiruj przez 15 minut przy 3,000 x g. W ten sposób cząstki są zagęszczane do objętości ~250 μl.</li>
	<li>Odwróć urządzenie i odzyskaj retentat, obracając urządzenie przez 3 minuty przy 500 x g. Odzyskana objętość powinna wynosić ~250 μl.</li>
	<li>Zmierz odzyskaną objętość za pomocą mikropipety.</li>
	<li>Dodać objętość 0,5 molowego glutationu (lub innego tiolu) równą 1/9 odzyskanej objętości skoncentrowanych oligoklastrów (końcowe stężenie 50 mmolal GSH).</li>
	<li>Pozwól, aby reakcja derywatyzacji siedziała w RT przez 5-10 minut. Derywatyzacja następuje szybko. Zbyt długi czas może spowodować rozpuszczenie cząstek.</li>
	<li>Rozcieńczyć derywatyzowane oligoklastry w 50 ml roztworu soli fizjologicznej buforowanej fosforanami Dulbecco. (Na tym etapie można wybrać inne lubH2O, jako rozcieńczalnik/bufor do płukania. Wybór jest zwykle determinowany przez zamierzone dalsze zastosowanie.)</li>
	<li>Dodać wszystkie rozcieńczone derywatyzowane oligoklastry do odciętego filtra odśrodkowego o masie 30 kDa.</li>
	<li>Obracać filtr odśrodkowy przez 15 minut przy 3 000 x g.</li>
	<li>Odwróć urządzenie i odzyskaj retentat, obracając urządzenie przez 3 minuty przy 500 x g. Odzyskana objętość powinna wynosić ~250 μl. Odzyskane skoncentrowane cząstki są gotowe do użycia i są stabilne przez wiele miesięcy w temperaturze 4 °C.</li>
</ol>
4. Analiza i weryfikacja syntezy oligoklastrów
<ol>
	<li>Elektroforeza żelowa oligoklastrów
	<ol>
		<li>Elektroforeza preparatu surowych oligoklastrów
		<ol>
			<li>Zsyntetyzowane preparaty oligoklastrów zmieszać w stosunku 2:1 z buforem obciążeniowym zawierającym 60% glicerolu, ~0,15% błękitu bromofenolowego i 150 mmolal GSH (z zapasu 0,5 molowego GSH rozpuszczonego w 0,5 molowym Na2CO3).</li>
			<li>Załadować 30 μl na prefabrykowany żel gradientowy z poliakryloamidu (dowolne kDa) i pracować z buforem Tris-Glycine Running (25 mM Tris, 192 mM glicyny; nie stosuje się SDS) przez 26 minut przy stałym napięciu (200 V).</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Elektroforeza derywatyzowanych oligoklastrów GSH
		<ol>
			<li>Rozcieńczony preparat oligoklastrów derywatyzowany przez GSH w stosunku 1:3 zH2O(zazwyczaj 2 μl GSH-oligoklastrów z 6 μlH2O).</li>
			<li>Wymieszaj rozcieńczone oligoklastry derywatyzowane przez GSH w stosunku 2:1 z buforem ładunkowym zawierającym 60% glicerolu, ~0,15% błękitu bromofenolowego i 150 mmolal wodorowęglanu sodu.</li>
			<li>Załadować 10 μl na prefabrykowany żel gradientowy z poliakryloamidu (dowolny kDa) i pracować z buforem Tris-Glycine Running (25 mM Tris, 192 mM glicyny; nie stosuje się SDS) przez 26 minut przy stałym napięciu (200 V).</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li> Transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM)
	<ol>
		<li>Przygotowanie oligoklastrów do TEM
		<ol>
			<li>W celu przemycia oligoklastrów należy rozcieńczyć 20 μl skoncentrowanych oligoklastrów w 0,5 mlH2Oi załadować do 0,5 ml odciętego filtra odśrodkowego o masie 0,5 ml i sile 30 kDa.</li>
			<li>Wirować z prędkością 14 000 x g przez 10 minut.</li>
			<li>Usunąć filtrat i ponownie zawiesić retentat świeżymi 0,5 mlH2O.</li>
			<li>Powtórz pranie dwa razy, w sumie 3 prania.</li>
			<li>Rozcieńczyć retentat końcowy 500 razy w H2O (oligoklastry są w tym momencie gotowe do siatkowania).</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Siatkowanie oligoklastrów
		<ol>
			<li>Siatka pokryta węglem z wyładowaniem jarzeniowym.</li>
			<li>Umieścić 0,6 μl przemytych i rozcieńczonych oligoklastrów na pokrytej węglem siatce rozładowanej jarzeniowo.</li>
			<li>Pozostaw ruszt do wyschnięcia na powietrzu przez 10 minut.</li>
			<li>Wizualizacja oligoklastrów za pomocą TEM w powiększeniu 100 000x. Działa pod napięciem 80 kV dla obrazów pokazanych tutaj.</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>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Niniejszy manuskrypt zawiera szczegółowy protokół laboratoryjnej syntezy monodyspersyjnych oligoklastrów złota (ryc. 3). Metoda ta jest w stanie wytworzyć szeroki zakres rozmiarów poprzez prostą zmianę czasu między dodaniem HAuCl4 do roztworu alkalicznego a późniejszym dodaniem środka redukującego, tiocyjanianu sodu. Dodanie HAuCl4 do alkalicznego buforowanego roztworu wodnego powoduje zależną od czasu hydroksylację HAuCl4 do hydroksylowanego złota (Na+[Au(OH4-x)Clx]-). Ta hydroksylacja powoduje, że dostępna jest mniejsza ilość HAuCl4 , chociaż hydroksylacja nie przechodzi do końca, ponieważ jest to reakcja równowagi. Zarodkowanie i tworzenie monomerów złota de novo może być zainicjowane tylko przez HAuCl4. Hydroksylowane złoto jest zdolne do dodawania się tylko do istniejących nanocząstek złota, co powoduje tworzenie oligoklastrów złota; Nasza metoda dodatkowa wykorzystuje to 16. Oligoklastry utworzone metodą opóźnienia w czasie mogą być używane jako nasiona, na których osadza się hydroksylowane złoto, zwiększając w ten sposób rozmiar zasianych oligoklastrów. Wzrost zasiewów można kontrolować, zmieniając stosunek hydroksylowanego złota (HG) do zsyntetyzowanego oligoklastra (ryc. 1). W obu metodach wielkość cząstek można łatwo przewidzieć, wybierając odpowiednie opóźnienie czasowe (rysunek 2A, B) lub wybierając odpowiednie początkowe nasiona i odpowiedni stosunek dodanego hydroksylowanego złota (HG) (rysunek 2C). Przedstawiono prognozy dotyczące najbardziej użytecznych rozmiarów cząstek (tabela 1). Rosnący rozmiar derywatyzowanych oligoklastrów GSH może być monitorowany za pomocą elektroforezy, ponieważ większe cząstki migrują mniej i wydają się znacznie ciemniejsze, co wynika z faktu, że współczynnik ekstynkcji nanocząstek złota wzrasta proporcjonalnie do wielkości cząstek.
Metoda add-on ma dwa ograniczenia, z których pierwszym są duże objętości reakcji wymagane przy wysokich proporcjach HG:seed. Drugie ograniczenie metody add-on wynika z wyżej wspomnianego faktu, że hydroksylacja HAuCl4 jest reakcją równowagi i nie przechodzi do zakończenia. Niepełna hydroksylacja HAuCl4 ma minimalny wpływ na reakcję add-on, gdy stężenie nasion oligoklastrów pozostaje wysokie. Gdy stężenie nasion oligoklastrów jest niskie, jak ma to miejsce w przypadku stosowania nasion o długim czasie opóźnienia i wysokich proporcji HG:nasiona, wpływ niehydroksylowanego HAuCl4 może stać się znaczący. W tych warunkach HAuCl4 jest zdolny do zarodkowania syntezy nowych oligoklastrów, w wyniku czego powstają niejednorodne populacje oligoklastrów.
Zsyntetyzowane oligoklastry wytworzone metodą opóźnienia lub metodą add-on są stabilne przez tygodnie, wytwarzając tylko śladowe ilości osadu złota. Nawet po 300-krotnym zagęszczeniu oligoklastry pozostają stabilne i odporne na agregację. Opisane tutaj oligoklastry złota mają również dodatkową zaletę polegającą na tym, że mogą być zagęszczane bez uprzedniej derywatyzacji, co pozwala na stosowanie drogich środków derywatyzujących w mniejszych ilościach. Po derywatyzacji glutationem (GSH) klastry pozostawały stabilne do jednego roku. Derywatyzacja GSH zapewnia również silny ładunek ujemny 13 , który sprawia, że są odporne na agregację pod wpływem fizjologicznych lub osocza zwierzęcego, dzięki czemu nadają się do eksperymentów in vivo . Derywatyzację można osiągnąć za pomocą szerokiej gamy odczynników zawierających grupy tiolowe.
Zdolność oligoklastrów do derywatyzacji z innymi cząsteczkami zawierającymi tiol 17,18 pozwala na wygodną i łatwą modyfikację monowarstwy powierzchniowej, kontrolując w ten sposób chemię powierzchni i reaktywność oligoklastrów. Inne substancje chemiczne stosowane w tym protokole mogą być łatwo zastąpione podobnymi chemikaliami bez uszczerbku dla syntezy. Obejmuje to zastąpienie boraksu innymi alkalicznymi (np. węglanem) i tiocyjanianem sodu innymi solami tiocyjanianów (np. KSCN).
Główną cechą tego protokołu jest jego prostota, którą należy podkreślić. Do produkcji oligoklastrów złota o jakości handlowej potrzebna jest tylko waga miligramowa i mieszadło magnetyczne, które mogą być wykorzystywane do zaawansowanych zastosowań biologicznych i materiałowych. Szerokie zastosowanie jest wspomagane przez szeroki zakres rozmiarów, które można wyprodukować, oraz przez monodyspersyjność. Dodatkowo produkcja we własnym zakresie jest tania.
Oligoklastry są szczególnie cenne dla badań przepuszczalności błon podstawnych i barier krwi. Można je łatwo podawać z solą fizjologiczną różnymi drogami i śledzić in vivo 19-21. Uzyskane próbki tkanek można następnie badać pod mikroskopem elektronowym 16,22. Oprócz przepuszczalności, dystrybucja biologiczna dostarcza cennych informacji farmakologicznych, a podawanie mieszaniny oligoklastrów o różnych rozmiarach dostarcza cennych informacji na temat zależnego od wielkości rozmieszczenia cząstek w organizmie 23-25. Wreszcie, ze względu na swoją unikalną strukturę, nie wykazują one zlokalizowanego powierzchniowego rezonansu plazmonowego (LSPR), co może czynić je idealnymi kandydatami do znakowania fluorescencyjnego, co nie jest łatwo osiągalne w nanocząstkach złota, ponieważ interferencja między LSPR a fluoroforem powoduje prawie całkowite wygaszenie fluorescencji 26.

Wykorzystanie nanocząsteczek złota jako narzędzi zarówno w zastosowaniach biomedycznych, jak i w badaniach podstawowych ogromnie wzrosło w ciągu ostatnich kilku dekad. Niewiele nowoczesnych nanomateriałów znalazło zastosowanie w tak wielu różnych dziedzinach, znajdując swoje zastosowanie we wszystkim, od paneli słonecznych po fototermiczne leczenie raka; od czujników elektrycznych po biologiczne; Od katalizy chemicznej do systemów dostarczania leków 1-7. Zainteresowanie nanocząstkami złota jako narzędziami w tych dziedzinach jest napędzane przez unikalne właściwości nanocząstek złota, które obejmują specjalne właściwości strukturalne, optyczne i elektroniczne 8.
Coraz częściej wykorzystuje się nanocząstki złota 9,10 w testach biologicznych i chemicznych. Pomimo dostępności wielu źródeł zakupu nanocząstek złota, mają one znaczną cenę w porównaniu z kosztem syntezy we własnym zakresie. Wysoki koszt dostępnych na rynku nanocząstek sprawia, że pożądana jest synteza we własnym zakresie. Nasza procedura polega na syntezie nanoklastrów oligomerycznych wytworzonych przez małe sferyczne podjednostki złota o długości fali 2-3 nm. Posiadając wszystkie zalety klasycznych nanocząstek złota, nanoklastry oligomeryczne są preferowanym wyborem, jeśli chodzi o pomiary przepuszczalności lub szybkości filtracji, ponieważ ich modułowa struktura naśladuje strukturę białek.
Obecnie, najczęstsze podejścia do wewnętrznej syntezy nanocząstek złota polegają na redukcji chlorku złota (HAuCl4) w warunkach wodnych 11,12. Redukcja HAuCl4 za pomocą popularnych odczynników redukujących, takich jak borowodorek sodu (NaBH4) lub cytrynian sodu, pozwala na wytwarzanie sferycznych nanocząstek 13. Nanocząstki złota syntetyzowane tymi metodami mają ograniczony użyteczny zakres wielkości, ponieważ stają się wrażliwe na obecność soli w biologicznych wraz ze wzrostem ich średnic rdzeni. Wcześniej opisano metodę syntezy żółtych nanocząstek o średnicy 2-3 nm z redukcji HAuCl4 tiocyjanianem sodu w warunkach zasadowych 14,15.
Tutaj opisujemy modyfikację tej metody, która wytwarza podobny do winogrona oligoklaster żółtych nanocząstek bez potrzeby stosowania dodatkowych środków ograniczających. Po prostu zmieniając czas między dodaniem HAuCl4 do roztworu alkalicznego a późniejszym dodaniem środka redukującego, tiocyjanianu sodu, jesteśmy w stanie zmienić wynikową wielkość cząstek złota od ~3 nm do ~25 nm. Aby wytworzyć większe cząstki, można zastosować prostą procedurę dodatkową do hodowli tych oligoklastrów poprzez dodanie hydroksylowanego złota (HG) do zsyntetyzowanych oligoklastrów w obecności tiocyjanianu sodu. Dzięki tym dwóm metodom jesteśmy w stanie niezawodnie wyprodukować oligoklastry obejmujące zakres od ~3 nm do ~70 nm. Fakt, że metoda ta pozwala na dobrze kontrolowaną syntezę wysokiej jakości oligoklastrów złota w warunkach laboratoryjnych przy użyciu standardowego sprzętu i ograniczonej liczby odczynników, potencjalnie rozszerza korzyści płynące z nanocząstek złota jako narzędzia badawczego dla badaczy z niewielką lub żadną wiedzą specjalistyczną w zakresie syntezy chemicznej.

<table><tbody><tr><td>125 ml szklane butelki Wheaton</td><td>Fisher Scientific</td><td>SC-06-404F</td><td></td></tr><tr><td>Boraks (Na2B4O7&middot; 10H2O)</td><td>Fisher Scientific</td><td>S25537</td><td></td></tr><tr><td>Trójwodny chlorek złota(III)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G4022</td><td></td></tr><tr><td>Tiocyjanian sodu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>251410</td><td></td></tr><tr><td>Węglan sodu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S7795</td><td></td></tr><tr><td>Glutation</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G4251</td><td></td></tr><tr><td>Fosforan Dulbecco buforowany sól fizjologiczna (DPBS)</td><td>Corning</td><td>21-031-CV</td><td></td></tr><tr><td>Centricon Plus - 70</td><td>Milipore</td><td>UCF703008</td><td></td></tr><tr><td>Wodorowęglan sodu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S6014</td><td></td></tr><tr><td>CF200-Cu Folia węglowa na siatkach miedzianych o siatce 200&nbsp;</td><td>Mikroskopia elektronowa Sciences</td><td>71150</td><td></td></tr><tr><td>10x Bufor Tris/Glycine</td><td>Bio-Rad</td><td>161-0734</td><td></td></tr><tr><td>Dowolny kD Mini-PROTEAN TGX Gel</td><td>Bio-Rad</td><td>456-9033</td><td></td></tr></tbody></table>

prosta metoda kontrolowanej wielkości syntezy stabilnych oligomerycznych klastrów nanocząstek złota w warunkach otoczenia

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

Redukcja rozcieńczonego wodnego HAuCl4 za pomocą tiocyjanianu sodu (NaSCN) w warunkach alkalicznych wytwarza nanocząstki o średnicy od 2 do 3 nm. Stabilne, podobne do winogron oligomeryczne klastry tych żółtych nanocząstek o wąskim rozkładzie wielkości są syntetyzowane w warunkach otoczenia za pomocą dwóch metod. Metoda opóźnienia w czasie kontroluje liczbę podjednostek w oligoklastrach poprzez zmianę czasu między dodaniem HAuCl4 do roztworu alkalicznego a późniejszym dodaniem środka redukującego, NaSCN. Powstałe żółte oligoklastry mają wielkość od ~3 do ~25 nm. Ten zakres wielkości można dodatkowo rozszerzyć za pomocą metody dodatkowej wykorzystującej hydroksylowany chlorek złota (Na+[Au(OH4-x)Clx]-) w celu automatycznego katalitycznego zwiększenia liczby podjednostek w zsyntetyzowanych nanocząstkach oligoklastra, zapewniając całkowity zakres od 3 nm do 70 nm. Surowe preparaty oligoklastrów mają wąski rozkład wielkości i w większości przypadków nie wymagają dalszego frakcjonowania. Powstałe oligoklastry mogą być zagęszczane >300 razy bez agregacji, a surowe mieszaniny reakcyjne pozostają stabilne przez tygodnie bez dalszego przetwarzania. Ponieważ te klastry oligomeryczne mogą być skoncentrowane przed derywatyzacją, pozwalają one na ekonomiczne stosowanie drogich środków do derywatyzacji. Ponadto przedstawiamy dwa modele, za pomocą których można z dużą dokładnością przewidywać wielkość cząstek.

Syntezę złotych oligoklastrów przeanalizowano za pomocą elektroforezy żelowej (Rycina 1) oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) (Rycina 2). Wielkość oligoklastrów powlekanych GSH można monitorować za pomocą elektroforezy, ponieważ większe cząstki migrują wolniej i wydają się ciemniejsze. Ponadto jakość preparatu o określonej wielkości można wnioskować z szerokości prążka widocznego po elektroforezie (t.j. dla danej wielkości preparaty o węższym rozkładzie wielkości będą tworzyć bardziej zwarte prążki niż preparaty o tej samej wielkości z szerszym rozkładem wielkości). Rycina 2 opisuje zależność wielkości oligoklastrów od czasu opóźnienia (metoda czasu opóźnienia) lub stosunku HG:seed (metoda dodatkowa). Średnice obliczone za pomocą TEM są wykorzystywane do określenia wpływu czasu opóźnienia oraz stosunku HG:seed na wzrost oligoklastrów odpowiednio dla metody czasu opóźnienia i metody dodatkowej. Przedstawiono schemat blokowy (Rycina 3) zarysowujący procedurę dla obu metod oraz tabelę (Tabela 1) zawierającą przewidywane parametry niezbędne do otrzymania oligoklastrów o pożądanej wielkości.
<img alt="Schemat elektroforezy wzrostu hydroksylowanego złota; pasma z oznaczeniami czasu pokazują postęp wzrostu." src="/files/ftp_upload/53388/53388fig1.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1. Elektroforeza w gradientowym żelu poliakryloamidowym oligoklastrów utworzonych metodą czasu opóźnienia (Delay-time) oraz metodą dobudowy (Add-on). Oligoklastry otrzymane metodami czasu opóźnienia i dobudowy przeanalizowano za pomocą gradientowej elektroforezy żelowej. Ścieżki 2-4: oligoklastry utworzone po różnych czasach opóźnienia (45, 135 i 405 s) pomiędzy alkalizacją HAuCl4 a dodaniem NaSCN. Ścieżki 5-8: oligoklastry utworzone metodą dobudowy. Zarodek (seed) został utworzony metodą czasu opóźnienia z opóźnieniem 405 s, co zaznaczono strzałką ↓. Do dobudowy użyto różnych ilości HG. Wskazano stosunki roztworu HG (1 mM złota) do roztworu zarodka (1 mM złota) użyte do przygotowania każdej próbki: 4xHG, 6xHG, 12xHG i 24xHG. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
<img alt="Analiza wzrostu nanocząstek; wykresy A, B, C przedstawiające średnicę w funkcji czasu/stężenia; model kinetyczny." src="/files/ftp_upload/53388/53388fig2.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2. Średnice oligoklastrów złota utworzonych metodami czasu opóźnienia (delay-time) i metodą dodatkową (add-on). Oligoklastry przygotowane metodą czasu opóźnienia i metodą dodatkową zostały poddane analizie TEM. Części A) i B) zostały zaadaptowane za zgodą z ref.16, Copyright 2014 American Chemical Society. (A) Reprezentatywne obrazy TEM obszarów 50 nm x 50 nm siatek przygotowanych z próbek wykonanych metodą czasu opóźnienia. Wskazano średnicę cząstek (oś Y) oraz czasy opóźnienia zastosowane w ich przygotowaniu (oś X); obie osie są logarytmiczne. Gruba czarna linia (R2 = 0,973) stanowi najlepsze dopasowanie do empirycznego równania 3-parametrowego Ddelay-time = D0 + a(1 - e-bt), gdzie Ddelay-time to średnia średnica klastrów w nm, D0 to minimalna średnica klastrów (~3,5 nm), a to maksymalny wzrost rozmiaru rdzenia spowodowany wydłużeniem czasu opóźnienia (~20 nm), a b = 0,0021 sec-1. (B) Średnice oligoklastrów utworzonych po różnych czasach opóźnienia przed dodaniem NaSCN (metoda czasu opóźnienia) przedstawione w skali liniowej. (C) Średnice oligoklastrów utworzonych po dodaniu (metoda dodatkowa) różnych ilości HG do uprzednio uformowanych zarodków złota, przygotowanych metodą czasu opóźnienia z czasem opóźnienia 405 sec. Jak pokazuje gruba czarna linia, łatwo zauważyć, że średnica oligoklastrów utworzonych metodą dodatkową wynosi <img alt="Wzór dla analizy równowagi statycznej; równanie do obliczeń dodatkowego opóźnienia; zastosowanie edukacyjne" src="/files/ftp_upload/53388/53388eq4.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Równanie 4">, gdzie cHG i cSeeds to odpowiednio stężenia kwasu chloroaurowego użyte do sporządzenia roztworu HG w metodzie dodatkowej oraz do sporządzenia oligoklastrów metodą czasu opóźnienia. Analogicznie VHG i VSeeds to odpowiadające im objętości. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
<img alt="Proces syntezy nanocząsteczek złota; schemat przedstawiający procedury czasu opóźnienia oraz add-on z NaSCN." src="/files/ftp_upload/53388/53388fig3.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3. Schemat blokowy metod czasu opóźnienia (Delay-time) i add-on w otrzymywaniu oligoklastrów złota o różnych rozmiarach. Schemat blokowy przedstawiający procedury syntezy oligoklastrów złota o różnych rozmiarach z wykorzystaniem metody czasu opóźnienia lub metody add-on. Zasadowy roztwór kwasu chloroaurowego jest koloru niebieskiego. HG jest czerwony. Zarodki nanocząsteczek złota i oligoklastry są czarne. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.</a>
<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="4" style="width:318px">Procedura czasu opóźnienia</td>
			<td colspan="6">Procedura dodatkowa</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4"></td>
			<td colspan="6">przewidywana średnica (nm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>czas opóźnienia (s)</td>
			<td>czas opóźnienia (min)</td>
			<td>przewidywana średnica (nm)</td>
			<td>zmierzona średnica ± s.d. (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>7.0</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>
Tabela 1. Tabela przewidywanych rozmiarów oligoklastrów. Przewidywane średnice oligoklastrów złota utworzonych przy użyciu metody czasu opóźnienia (delay-time) lub metody add-on. Przewidywaną średnicę dla metody czasu opóźnienia oblicza się za pomocą empirycznego wzoru na średnią średnicę oligoklastra Ddelay-time = D0 + a(1 - e-bt), gdzie D to średnia średnica oligoklastrów złota w nm, D0 to średnica minimalna (3,5 nm), a to maksymalny przyrost rozmiaru rdzenia (20 nm), a b wynosi 0,0021 sec-1, zgodnie z wcześniejszymi doniesieniami 16. Przewidywaną średnicę dla metody add-on oblicza się przyjmując, że nowe nanocząstki nie mogą powstawać z HG; zamiast tego HG jest osadzane równomiernie wokół wcześniej utworzonych sferycznych zarodków, co zwiększa ich rozmiar. Nie jest wymagane żadne inne założenie. Można łatwo zauważyć, że średnica oligoklastrów utworzonych metodą add-on wynosi <img alt="Równanie obliczeń czasu opóźnienia ze zmiennymi i symbolem pierwiastka w schemacie matematycznym." src="/files/ftp_upload/53388/53388eq6.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Równanie 6">, gdzie cHG i cSeeds to odpowiednio stężenia kwasu chloroaurowego użytego do przygotowania roztworu HG w metodzie add-on oraz do tworzenia oligoklastrów metodą czasu opóźnienia. Analogicznie VHG i VSeeds to odpowiadające im objętości.

Opisujemy prostą metodę wytwarzania wysoce stabilnych oligomerycznych klastrów nanocząstek złota poprzez redukcję kwasu chloroaurowego (HAuCl4) tiocyjanianem sodu (NaSCN). Oligoklastry mają wąski rozkład wielkości i mogą być produkowane w szerokim zakresie rozmiarów i powłok powierzchniowych.

Prosta metoda kontrolowanej wielkości syntezy stabilnych oligomerycznych klastrów nanocząstek złota w warunkach otoczenia

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

Ogólnym celem niniejszej procedury jest wytworzenie oligomerycznych klastrów nanocząsteczek złota, które charakteryzują się wysoką stabilnością, łatwością w deriwatyzacji oraz dobrze kontrolowaną średnicą, uzyskaną poprzez redukcję kwasu chloroaurowego tiocyjanianem sodu. Cząsteczki, które analizowaliśmy dzisiaj, są interesujące ze względu na bardzo precyzyjną kontrolę ich wielkości, co w konsekwencji pozwala na badanie przepuszczalności błon dla cząsteczek o różnych rozmiarach. Ponieważ są one bardzo stabilne w roztworach biologicznych, stanowi to niezwykle istotną właściwość tych cząsteczek.Główną zaletą tej metody jest to, że pozwala ona na dobrze kontrolowaną syntezę wysokiej jakości oligoklastrów złota w warunkach laboratoryjnych i jest łatwa do przeprowadzenia przy użyciu standardowego sprzętu laboratoryjnego oraz ograniczonej liczby odczynników. Po przygotowaniu wszystkich niezbędnych roztworów zgodnie z protokołem tekstowym, należy rozpocząć syntezę oligoklastrów złota z wykorzystaniem czasu opóźnienia, dodając 7 ml roztworu boraksu do czystej szklanej butelki o pojemności 125 ml zawierającej 59,5 ml wody pod stałym mieszaniem. Następnie do butelki należy dodać 2,8 ml roztworu chlorku złota, co rozpoczyna odliczanie czasu opóźnienia, który determinuje rozmiar oligoklastrów.Po zakończeniu okresu oczekiwania dodaj 700 µL roztworu tiocyjanianu sodu do butelki. Kontynuuj mieszanie przez noc, aby dokończyć syntezę oligoklastrów. Podczas przeprowadzania tej procedury, w przypadku stosowania większych objętości roztworu, ważne jest szybkie dodanie chlorku złota oraz roztworu tiocyjanianu sodu do wszystkich odczynników, przy użyciu dozowników z szerokim wlotem.W celu dodatkowego wzrostu połączyć 10 milliliters złocistych oligoklastrów z 60 milliliters roztworu chlorku złota hydroksylowanego. Następnie, przy intensywnym mieszaniu, dodać 900 microliters roztworu tiocyjanianu sodu. Mieszaninę mieszać przez noc, aż reakcja dobiegnie końca.Przed pochodnowaniem należy przenieść 70 mililitrów surowych oligoklastrów do wirówki z filtrem o progu odcięcia 30 kilodalton i wirować przez 15 minut przy 3 000 ×g. Odzyskać filtrat poprzez odwrócenie filtra i wirowanie przez 3 minuty przy 500 ×g. Następnie, za pomocą mikropipety, zmierzyć objętość odzyskanego płynu.Następnie należy dodać objętość GSH równą jednej dziewiątej objętości odzyskanych oligoklastrów. Reakcję należy pozostawić w temperaturze pokojowej nie dłużej niż przez 10 minut. Aby zatrzymać reakcję, pochodne oligoklastrów należy rozcieńczyć w 50 mililitrach soli fizjologicznej z buforem fosforanowym Dulbecco.Następnie nanieś pochodne oligoklastrów na filtr wirówkowy o progu odcięcia 30 kilodalton i wiruj przez 15 minut przy 3 000 ×g. Na koniec odzyskaj taśmę ree-tin, odwracając filtr i wirując przez trzy minuty przy 500 ×g. Przechowuj pochodne oligoklastrów z glutationem w temperaturze czterech stopni Celsiusza.Aby przeanalizować surowe oligoklastry za pomocą elektroforezy żelowej, należy wymieszać je z buforem do nakładania próbek w stosunku dwa do jednego. Następnie nanosi się 30 µL oligoklastrów na gotowy żel poliakrylamidowy o gradiencie stężeń. Elektroforezę prowadzi się w buforze tris-glicynowym przez 26 minut przy napięciu 200 V.W celu przeprowadzenia elektroforezy żelowej zderywatyzowanych oligoklastrów, najpierw rozcieńcz je wodą w stosunku jeden do trzech. Następnie rozcieńcz klastry dalej w stosunku dwa do jednego buforem do nakładania próbek. Na gotowy żel gradientowy z poliakryloamidu nałóż 10 µL mieszaniny oligoklastrów, a następnie prowadź elektroforezę w buforze tris-glicynowym przez 26 minut przy napięciu 200 V.Aby przeprowadzić analizę za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego, 20 µL skoncentrowanych oligoklastrów należy przemyć 0,5 mL wody, a następnie nanieść je na wirówkę membranową o objętości 0,5 mL i progu odcięcia 30 kDa. Wirować przy 14 000 ×g przez 10 minut. Następnie należy usunąć filtrat z probówki i ponownie zawiesić osad w 0,5 mL wody.Powtórz płukanie jeszcze dwukrotnie, a następnie rozcieńcz oligoklastry 500-krotnie wodą. Po naładowaniu siatki pokrytej węglem metodą wyładowania żarowego, nanieś 0,6 microliters oligoklastrów na siatkę i pozostaw do wyschnięcia na powietrzu przez 10 minut. Na koniec zwizualizuj oligoklastry przy powiększeniu 100, 000 x i napięciu 80 kilovolts w transmisyjnym mikroskopie elektronowym.Wielkość oligoklastrów złota, zsyntetyzowanych przy użyciu procedur czasu opóźnienia (delay-time) oraz dobudowy (add-on), przeanalizowano za pomocą elektroforezy w żelu. Ścieżki od drugiej do czwartej na żelu wykazały, że wielkość klastrów rośnie wraz z wydłużeniem czasu opóźnienia. Ścieżki od piątej do ósmej potwierdzają, że wielkość klastrów zwiększa się również wraz z ilością hydroksylowanego złota użytego podczas procedury dobudowy.Do wyznaczenia średnic cząstek oligoklastrów wykorzystano transmisyjną mikroskopię elektronową. Średnice obliczono na podstawie pomiarów wykonanych na obrazach obszarów siatki o wymiarach 50 nanometrów na 50 nanometrów zawierających cząstki. Przedstawiono zależności między rozmiarem cząstek, czasem opóźnienia a ilością dodanego złota hydroksylowanego w formie wykresów.Dane te przekształcono następnie w równania predykcyjne dla średnic cząstek w każdej z procedur. Metoda otrzymywania klastrów złota, o której z pewnością słyszeliście, zależy od hydroksylacji chlorku złota w roztworze zasadowym. W związku z tym, im większy stopień hydroksylacji, tym mniejsze jest prawdopodobieństwo utworzenia się klastra złota.Moja nowa publikacja jest dla mnie szczególnie interesująca, ponieważ po raz pierwszy uświadomiłem sobie, że czas ekspozycji na odczyn alkaliczny może być wykorzystany do kontrolowania rozmiaru klastrów. Przy prawidłowym przeprowadzeniu procesu, w czasie krótszym niż jeden dzień można zsyntetyzować złote klastry koloidalne o rozmiarach od 3 do 70 nanometrów. Powstałe nanocząstki są stabilne w buforach fizjologicznych i osoczu, co czyni je odpowiednimi do eksperymentów in vivo.Opisane tutaj złote oligoklastry mają dodatkową zaletę w postaci możliwości zagęszczania bez wcześniejszej pochodnowania, co pozwala na stosowanie odczynników do rootyzacji w mniejszych objętościach.

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Koloidy złota stabilizowane alkanotiolanami, znane jako klastry chronione monowarstwą (MPCs), są syntetyzowane, charakteryzowane i montowane w cienkie filmy służące jako interfejs adsorpcyjny dla elektrochemii monowarstw białkowych w przypadku prostych białek redoks, takich jak azuryna (AZ) z Pseudomonas aeruginosa oraz cytochrom c (cyt c).

Synteza, montaż i charakterystyka filmów z nanocząsteczek złota chronionych monowarstwą do elektrochemii monowarstw białek

Zsyntetyzowaliśmy złote nanogwiazdy o kształcie gwiazdy, wykorzystując metodę wzrostu wspomaganego srebrnymi zarodkami. Średnica nanogwiazd wynosi od 200 do 300 nm, a liczba ramion waha się od 7 do 10. Nanocząstki wykazują szeroki mod powierzchniowego rezonansu plazmonowego z maksimum w bliskiej podczerwieni.

Synteza nanogwiazd złota metodą wzrostu sterowanego srebrnymi nasionami

Urządzenia milifluidyczne są wykorzystywane do kontrolowanej syntezy nanomateriałów, czasowo-rozdzielczej analizy mechanizmów reakcji i katalizy ciągłego przepływu.

Millifluidyka do syntezy chemicznej i czasowo-rozdzielczych badań mechanistycznych

Prosta, solidna i skalowalna technika funkcjonalizacji i samodzielnego montażu makroskopowych warstw nanocząstek-ligandów na podłożach bez szablonów jest opisana w tym protokole.

Technika funkcjonalizacji i samoorganizacji makroskopowych warstw monowarstwowych nanocząstek-ligand na podłożach bez szablonów

Miękkie lądowanie masowo wybranych jonów na powierzchniach jest skutecznym podejściem do wysoce kontrolowanego przygotowania nowych materiałów. W połączeniu z analizą za pomocą spektrometrii mas jonów wtórnych in situ (SIMS) i spektroskopii absorpcyjnej odbicia w podczerwieni (IRRAS), miękkie lądowanie zapewnia bezprecedensowy wgląd w interakcje dobrze zdefiniowanych gatunków z powierzchniami.

In Situ Spektroskopia SIMS i IR dobrze zdefiniowanych powierzchni przygotowanych przez miękkie lądowanie jonów o wybranej masie

Przeprowadzana jest synteza jednolitych nanocząstek złota pokrytych półprzewodnikowymi powłokami CdS lub ZnS. Powłoka półprzewodnikowa jest przeprowadzana przez pierwsze osadzenie powłoki siarczku srebra i wymianę kationów srebra na kationy lub kadmu.

Synteza, charakterystyka i funkcjonalizacja hybrydowych nanocząstek rdzenia/powłoki Au/CdS i Au/ZnS

Ten protokół szczegółowo opisuje nowatorską technikę nano-produkcji, która może być wykorzystana do tworzenia kontrolowanych i konfigurowalnych folii nanocząsteczkowych na dużych obszarach, w oparciu o samoorganizację odwilżania zasklepionych folii metalowych.

Nanowytwarzanie nanocząstek złota na dużej powierzchni w oparciu o podłoże poprzez odwilżanie

Amfifilowe nanocząstki złota mogą być używane w wielu zastosowaniach biologicznych. Przedstawiono protokół syntezy nanocząstek złota pokrytych binarną mieszaniną ligandów oraz szczegółową charakterystykę tych cząstek.

Synteza i charakterystyka amfifilowych nanocząstek złota

Opisana jest niezawodna i łatwo odtwarzalna metoda przygotowania funkcjonalnych, emitujących światło podczerwone fotoluminescencyjnych nanoklastrów złota i ich bezpośredniego wykrywania wewnątrz komórek HeLa za pomocą cytometrii przepływowej i konfokalnej laserowej mikroskopii skaningowej.

Synteza nanoklastrów złota emitujących promieniowanie bliskiej podczerwieni do zastosowań biologicznych

Przedstawiono protokół syntezy nanocząstek złota o średnicy ~12 nm (nanocząstek Au) w rozpuszczalniku organicznym. Nanocząstki złota są pokryte ligandami oleiloaminy, aby zapobiec aglomeracji. Nanocząstki złota są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak toluen.

Synteza nanocząstek złota

Poznaj metodę syntezy stabilnych oligomerycznych klastrów nanocząstek złota o kontrolowanej wielkości poprzez redukcję kwasu chloroauriczego tioczynanem sodu. Technika umożliwia precyzyjne sterowanie rozmiarem cząstek w zakresie 3–70 nm przy użyciu standardowego wyposażenia laboratoryjnego.

Prosta metoda kontrolowanej wielkości syntezy stabilnych oligomerycznych klastrów nanocząstek złota w warunkach otoczenia

Przeglądaj więcej filmów