Name: Um método simples para o tamanho Síntese controlada de estáveis Oligoméricas Clusters de nanopartículas em condições ambientais (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: Aprenda a sintese controlada de oligoclusters de nanopartículas de ouro estáveis para aplicações biológicas usando tiossianato de sódio. Este método permite obter partículas de 3 a 70 nanômetros em condições de laboratório padrão.

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1. Preparação dos Reagentes Cuidado: Tenha cuidado ao trabalhar com produtos químicos e soluções. Siga as práticas de segurança adequadas e usar luvas, óculos e um casaco de laboratório em todos os momentos. Esteja ciente de que os nanomateriais podem ter riscos adicionais, em comparação com o seu homólogo granel. Nota: Todas as soluções químicas são feitas como molar (em grama moles por kg de solvente), em vez de molar (moles grama por litro de solução). <ol><li> Preparação de cloreto de ouro <ol><li> Dissolve-se 1 g de tri-hidrato de ouro (III) cloreto em 100 g de H 2 O para dar 25 HAuCl 4 mM. </li></ol></li><li> Preparação de bórax (Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O) <ol><li> Dissolve-se 3,81 g de bórax em 100 g de H 2 O para dar 0,1 molar de bórax (quente se necessário, para assegurar a dissolução completa). </li></ol></li><li> Preparação de tiocianato de sódio <ol><li> Dissolve-se 8,1 g de tiocianato de sódio em 100 g deH 2 O para dar um NaSCN molal. </li></ol></li><li> Preparação de carbonato de sódio <ol><li> Dissolve-se 5,3 g de carbonato de sódio anidro em 100 g de H 2 O para dar origem a 0,5 molar de Na 2 CO 3. </li></ol></li><li> Preparação de glutationa <ol><li> Dissolve-se 154 mg de glutationa reduzida (GSH) por 1 ml de 0,5 molar de Na 2 CO 3 para dar origem a 0,5 molar de GSH. </li></ol></li></ol> 2. Síntese de ouro Oligoclusters <ol><li> Síntese tempo de retardo de ouro Oligoclusters <ol><li> Adicionar 59,5 ml de H2O a um 125 ml garrafa limpa vidro Wheaton contendo uma barra de agitação. Usar qualquer recipiente de vidro limpo fundo plano, mas garantir que ele é muito limpo. </li><li> Adicionar 7 ml de 0,1 bórax molal e trazer solução para uma agitação vigorosa. </li><li> Adicionar 2,8 ml de ~ HAuCl 25 mM 4 sob mistura vigorosa e esperar o tempo de atraso desejado (adição de HAuCl 4 começa o tempo de atraso). tempos de atraso irá determinar o tamanho dea sintetizado como oligoclusters como mostrado na Tabela 1. </li><li> Após desejado tempo de atraso, adicione 700 mL de 1 molal NaSCN sob breve vigorosa agitação (1200 rpm durante 30 segundos). </li><li> Remover barra de agitação e permitir que a reacção fique completa S / N (distribuição do tamanho das oligoclusters pode ser ainda melhorado, permitindo mistura a agitar continuamente O / N enquanto a reacção fica completa). Depois da reacção tem vindo a conclusão das oligoclusters bruto tal como sintetizada são estáveis ​​durante semanas. </li></ol></li><li> Add-on Crescimento de Oligoclusters <ol><li> Combinar 10 mL de oligoclusters tal como sintetizada com 60 ml de HG. A proporção de oligoclusters como HG-sintetizados para determinar o tamanho de oligoclusters resultantes, aumentando a quantidade relativa de HG produz oligoclusters maiores. </li><li> Adicionar 900 ul de 1 molar NaSCN breve sob agitação vigorosa (1200 rpm durante 30 seg). </li><li> Permitir que a reacção fique completa S / N (distribuição do tamanho das oligoclusterspode ser ainda mais melhorado, permitindo mistura a agitar continuamente O / N enquanto a reacção fica completa). </li></ol></li></ol> 3. GSH derivatização e Concentração de Oligoclusters <ol><li> Adicionar 70 ml de oligoclusters tal como sintetizada em bruto (ou oligoclusters do método add-on) para um filtro centrífugo 70 ml de corte de 30 kDa. </li><li> Rotação durante 15 min a 3000 x g. Isto concentra as partículas até um volume de ~ 250 mL. </li><li> dispositivo de aleta recuperar mais e retido pelo dispositivo de fiação por 3 min a 500 x g. volume recuperado deve ser ~ 250 uL. </li><li> Medida do volume recuperado utilizando uma micropipeta. </li><li> Adicionar um volume de 0,5 molar de glutationa (ou outro tiol) igual a 1/9 do volume recuperado th de oligoclusters concentradas (concentração final 50 mmolal GSH). </li><li> Permitir a reacção de derivação para sentar-se à TA durante 5-10 min. A derivatização ocorre rapidamente. Excessivamente longos períodos pode dissolver partículas. </li><li> diluir derivatized oligoclusters em 50 ml de solução salina tamponada com fosfato de Dulbecco. (Outros tampões ou H 2 O pode ser escolhido como o tampão diluente / lavagem neste passo. A escolha é normalmente determinada pela aplicação a jusante se destina.) </li><li> Adicione todos os oligoclusters derivadas diluído para filtrar centrífuga 30 kDa de corte. </li><li> Girar o filtro de centrífuga durante 15 minutos a 3000 x g. </li><li> dispositivo de aleta recuperar mais e retido pelo dispositivo de fiação por 3 min a 500 x g. volume recuperado deve ser ~ 250 uL. As partículas concentradas recuperados estão prontos para uso e são estáveis ​​durante meses a 4 ° C. </li></ol> 4. Análise e Verificação de Oligocluster Síntese <ol><li> A electroforese em gel de Oligoclusters <ol><li> Eletroforese de preparação oligocluster bruto <ol><li> Misture os preparativos oligocluster como sintetizadas 2: 1 com tampão de carga, contendo 60% de glicerol, ~ 0,15% de azul de bromofenol e 150 GSH mmolal (a partir de estoque de 0,5 molal GSH dissolvido em 0,5 molar de Na 2 CO 3). </li><li> Carga de 30 mL em gel de gradiente de poliacrilamida pré-moldado (qualquer kDa) e executado com tampão de corrida Tris-glicina (25 mM Tris, glicina 192 mM, sem SDS é usado) por 26 min a tensão constante (200 V). </li></ol></li><li> Eletroforese de GSH derivatizadas Oligoclusters <ol><li> Diluir GSH-derivatizado oligocluster preparação 1: 3 com H2O (2 Tipicamente ul de GSH-oligoclusters com 6 uL de H2O). </li><li> Mistura diluída oligoclusters GSH-derivatizados 2: 1 com tampão de carga contendo 60% de glicerol, ~ 0,15% de azul de bromofenol, e bicarbonato de sódio de 150 mmolal. </li><li> Carga 10 ul em gel de gradiente de poliacrilamida pré-moldado (qualquer kDa) e executado com tampão de corrida Tris-glicina (25 mM Tris, glicina 192 mM, sem SDS é usado) por 26 min a tensão constante (200 V). </li></ol></li></ol></li><li> Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) <ol><li> Preparando Oligoclusters para TEM <ol><li> Para lavar oligoclusters Diluir 20 uL de oligoclusters concentradas com 0,5 ml de H 2 O e em carga a um filtro de centrífuga de 0,5 ml de 30 kDa de corte. </li><li> Girar a 14.000 xg por 10 min. </li><li> Remover filtrado e retentado ressuspender com um novo 0,5 ml de H 2 O. </li><li> Repetir a lavagem duas vezes para um total de 3 lavagens. </li><li> Diluir final de retentado de 500 vezes em H 2 O (oligoclusters estão prontos para gridding neste ponto). </li></ol></li><li> gridagem Oligoclusters <ol><li> descarga luminescente de carbono revestido grade. </li><li> Depósito 0,6 ul de oligoclusters lavados e diluídos para uma grade de brilho descarregada revestida a carbono. </li><li> Permitir grade para secarem naturalmente durante 10 min. </li><li> Visualize oligoclusters por TEM em 100,000X ampliação. Operar em 80 kV para as imagens mostradas aqui. </li></ol></li></ol></li></ol>

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</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

Este manuscrito proporciona um protocolo detalhado para a síntese de bancada de oligoclusters monodispersas de ouro (Figura 3). O método é capaz de produzir uma grande variedade de tamanhos variando simplesmente o tempo entre a adição de HAuCl 4 a solução alcalina e a adição subsequente do agente de redução, tiocianato de sódio. A adição de HAuCl 4 a alcalino aquosas tamponadas solução resulta na hidroxilação dependente do tempo de HAuCl 4 a hidroxilado ouro (Na + [Au (OH 4-x) x Cl] -). A hidroxilação resulta em menos HAuCl 4 estar disponível, embora a hidroxilação não ficar completa, uma vez que é uma reacção de equilíbrio. A nucleação e formação de novo de monómeros de ouro só pode ser iniciado por HAuCl 4. ouro hidroxilado só é capaz de acrescentar a nanopartículas de ouro existentes, resultando na formação de oligoclusters ouro; o nosso add-onmétodo leva vantagem deste 16. Oligoclusters formados com o método-tempo de atraso pode ser utilizado como sementes na qual o ouro é depositado hidroxilado, aumentando assim o tamanho de oligoclusters semeadas. Semeadas crescimento pode ser controlada pela variação da proporção de ouro hidroxilado (HG) vs tal como sintetizada oligocluster (Figura 1). Em ambos os métodos o tamanho de partículas pode facilmente ser previsto por escolher o tempo de atraso para a direita (Figura 2A, B) ou escolhendo a direita a partir das sementes e a proporção de ouro direita hidroxilado adicionado (HG) (Figura 2C). Estimativas para tamanhos de partículas mais úteis são apresentados (Tabela 1). O aumento no tamanho de GSH oligoclusters derivatizados pode ser monitorizada por eletroforese de partículas maiores migram menos e aparecem notavelmente mais escura, a posterior resultante do facto de o coeficiente de extinção de nanopartículas de ouro aumentar em proporção com o tamanho de partícula. <p class="jove_content"&gt; O método add-on tem duas limitações, o primeiro dos quais é o grande volume de reacção requeridas pelo HG altos: rácios de sementes. Uma segunda limitação ao método add-on decorre do fato já mencionado que a hidroxilação de HAuCl 4 é uma reacção de equilíbrio e não ir para a conclusão. A hidroxilação incompleto de HAuCl 4 tem uma influência mínima sobre a reacção add-on quando a concentração de sementes oligocluster permanece alta. Quando a concentração de sementes oligocluster são baixas, como é o caso quando se utiliza semente tempo-tempo de atraso e alta HG: rácios de sementes, a influência de HAuCl 4 unhydroxylated pode tornar-se significativo. Sob estas condições de HAuCl 4 é capaz de nucleação a síntese de novos oligoclusters, resultando em populações heterogéneas de oligoclusters. Os oligoclusters como sintetizados produzidos por atraso de tempo ou método add-on são estáveis ​​por semanas, só o desenvolvimento vestígios de precipitado ouro. Mesmo depois de sering concentrada 300 vezes os oligoclusters permanecer estável e resistir agregação. Os oligoclusters ouro aqui descritos têm também a vantagem adicional de ser capaz de ser concentrada sem derivatização antes, permitindo, assim, agentes de derivação caro para ser usado em pequenos volumes. Depois de ter sido derivatizado com glutationa (GSH), aglomerados manteve-se estável até um ano. GSH-derivatização também proporciona uma forte carga negativa 13, que os torna resistir agregação quando expostos a tampões fisiológicos ou plasma animal, tornando-os adequados para experiências in vivo. A derivatização pode ser obtida com uma ampla variedade de reagentes de tiol contendo grupo. A receptividade dos oligoclusters para derivatização com outras moléculas contendo tiol 17,18 permite a modificação conveniente e fácil da superfície de monocamada, controlando, assim, a química de superfície e reactividade de oligoclusters. Outros produtos químicos utilizados neste protocolo can ser prontamente substituído por produtos químicos semelhantes, sem prejudicar a síntese. Isto inclui a substituição de bórax com outros tampões alcalinos (por ex., Carbonato) e tiocianato de sódio para outros sais de tiocianato (por exemplo., KSCN). O principal atributo deste protocolo é a sua simplicidade, que deve ser enfatizado. Apenas uma escala de peso miligrama e agitador magnético é necessário para produzir oligoclusters ouro qualidade comerciais que podem ser utilizados para aplicações biológicas e materiais avançados. aplicabilidade ampla é auxiliado pela ampla gama de tamanhos que podem ser produzidos e por monodispersity. Além disso, na casa de produção é de baixo custo. Os oligoclusters são particularmente valiosas para estudos de permeabilidade das membranas basais e barreiras sangue. Eles podem ser facilmente administrados com solução salina através de diferentes rotas e rastreadas in vivo 19-21. amostras de tecidos obtidos podem ser posteriormente examinado sob ummicroscópio electrónico de 16,22. Além de permeabilidade, distribuição de bio fornece valiosas informações farmacológicas e da administração da mistura de oligoclusters de tamanhos diferentes dá informações valiosas sobre a distribuição dependentes da dimensão das partículas no interior do corpo 23-25. Por último, devido à sua estrutura única, eles não conseguem manifestar ressonância de plasmon de superfície localizada (LECC) talvez tornando-os candidatos ideais para a marcação fluorescente, que não é facilmente realizável em nanopartículas de ouro, porque a interferência entre os resultados LECC e fluoróforo em extinção quase total de fluorescência 26 .

O uso de nanopartículas de ouro como ferramentas em ambas as aplicações biomédicas e de investigação básica tem crescido consideravelmente ao longo das últimas décadas. Alguns nanomateriais modernos têm sido aplicados para tantos campos diversos, encontrar o seu uso em tudo, desde painéis solares para o tratamento do câncer fototérmica; de sensores eléctricos para biológicos; de catálise química de sistemas de entrega de drogas 1-7. Os interesses em nanopartículas de ouro como ferramentas nestas áreas são conduzidos pelas propriedades únicas nanopartículas de ouro possuem, que incluem propriedades estruturais, ópticas e eletrônicas especiais 8. Há um crescente uso de nanopartículas de ouro 9,10 em ensaios biológicos e químicos. Apesar da disponibilidade de muitas fontes para a compra de nanoparticulas de ouro, que têm um preço considerável quando comparado com o custo de síntese em casa. O alto custo de nanopartículas disponíveis comercialmente faz em casa síntese deindese-. Nosso procedimento envolve a síntese de nanopartículas oligoméricos feitos por pequenos 2-3 nm subunidades ouro esféricas. Com todas as vantagens de nanopartículas de ouro clássicos, nanoclusters oligoméricas são preferidos escolha quando se trata de permeabilidade ou de filtragem taxas de medições porque seus imita estrutura modular a estrutura das proteínas. Atualmente, as abordagens mais comuns para a casa síntese de nanopartículas de ouro envolvem a redução do cloreto de ouro (HAuCl 4), em meio aquoso 11,12. Redução de HAuCl 4 com reagentes redutores comuns, tais como boro-hidreto de sódio (NaBH4) ou citrato de sódio, permite a produção de nanopartículas esféricas 13. As nanopartículas de ouro sintetizados por estes métodos são limitadas na sua gama de tamanho útil, porque eles tornam-se sensíveis à presença de sais de tampões biológicos como os seus diâmetros do núcleo aumenta. Um método foi anteriormente descritopara a síntese de nanopartículas amarelo de 2-3 nm de diâmetro a partir da redução de HAuCl 4 com tiocianato de sódio, sob condições alcalinas 14,15. Aqui, nós descrevemos uma modificação de tal método que produz um oligocluster uva-dos como nanopartículas amarelo, sem a necessidade de agentes de protecção adicionais. Por simplesmente variando o tempo entre a adição de HAuCl 4 a solução alcalina e a adição subsequente de um agente, reduzindo tiocianato de sódio, que é capaz de variar o tamanho resultante das partículas de ouro a partir de ~ 3 nm a ~ 25 nm. Para produzir partículas de maiores dimensões, um procedimento simples add-on podem ser utilizadas para crescer estas oligoclusters pela adição de ouro hidroxilado (Hg) para os oligoclusters tal como sintetizada na presença de tiocianato de sódio. Usando estes dois métodos, somos capazes de produzir de forma confiável oligoclusters cobrindo uma gama de ~ 3 nm a ~ 70 nm. O facto de que este método permite a síntese bem controlada de alta qualidade goligoclusters velhos em condições de bancada com equipamento de série e um número limitado de reagentes potencialmente amplia os benefícios do nanopartículas de ouro como uma ferramenta de pesquisa para pesquisadores com pouca ou nenhuma experiência em síntese química.

<table><tbody><tr><td>Garrafas de vidro Wheaton de 125 ml</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>Cloreto de ouro(III) trihidratado</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G4022</td><td></td></tr><tr><td>Tiocianato de sódio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>251410</td><td></td></tr><tr><td>Carbonato de sódio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S7795</td><td></td></tr><tr><td>Glutationa</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G4251</td><td></td></tr><tr><td>Tamponado com fosfato de Dulbecco solução salina (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>Bicarbonato de sódio</td> Filme de carbono <td>Sigma Aldrich</td><td>S6014</td><td></td></tr><tr><td>CF200-em grades de cobre de 200 mesh&nbsp;</td><td>Microscopia Eletrônica Sciences</td><td>71150</td><td></td></tr><tr><td>10x Tampão Tris/Glicina</td><td>Bio-Rad</td><td>161-0734</td><td></td></tr><tr><td>Qualquer kD Mini-PROTEAN TGX Gel</td><td>Bio-Rad</td><td>456-9033</td><td></td></tr></tbody></table>

um método simples para o tamanho síntese controlada de estáveis ​​oligoméricas clusters de nanopartículas em condições ambientais

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

Reduzindo diluir aquosa HAuCl 4 com tiocianato de sódio (NaSCN) sob condições alcalinas produz 2 a 3 nanopartículas nm de diâmetro. Estáveis ​​aglomerados oligoméricas de uva-like destas nanopartículas amarelas da distribuição de tamanho estreita são sintetizados sob condições ambientais através de dois métodos. O método de tempo de atraso controla o número de subunidades nas oligoclusters fazendo variar o tempo entre a adição de HAuCl 4 a solução alcalina e a adição subsequente de um agente redutor, NaSCN. Os oligoclusters amarelo produzido gama em tamanho de 3 ~ a ~ 25 nm. Esta gama de tamanho podem ser ainda prolongado por um método add-on utilizando hidroxilado cloreto de ouro (Na + [Au (OH 4-X) Cl X] -) para auto-cataliticamente aumentar o número de subunidades na tal como sintetizada oligocluster nanopartículas, proporcionar uma gama total de 3 nm a 70 nm. As preparações em bruto oligocluster apresentar distribuições de tamanho estreita e não necessitam de pelefracionamento ther para a maioria dos propósitos. Os oligoclusters formados podem ser concentradas&gt; 300 vezes sem agregação e as misturas reaccionais em bruto permanece estável durante semanas sem processamento adicional. Porque estes aglomerados oligoméricos podem ser concentrados antes derivação eles permitem que agentes de derivação caro para ser usado economicamente. Além disso, apresentamos dois modelos pelos quais as previsões de tamanho de partícula podem ser feitas com grande precisão.

As sínteses de oligoclusters ouro foram analisados ​​por electroforese em gel (Figura 1) e microscopia electrónica de transmissão (TEM) (Figura 2). O tamanho de oligoclusters GSH-revestidas pode ser monitorizada por eletroforese de partículas maiores migram menos e aparecem mais escuras. Além disso, a qualidade de qualquer dada preparação tamanho pode ser inferida por a largura da banda observada após electroforese (ou seja, para um determinado tamanho, as preparações com distribuições de tamanho mais estreita irá produzir bandas mais apertadas do que as preparações do mesmo tamanho, com distribuições de tamanho mais amplos) . a Figura 2 descreve a relação entre o tempo de atraso (tempo de atraso do método) ou HG: sementes (método add-on) para oligocluster tamanho. diâmetros médios calculados pela TEM são usados ​​para determinar atraso de tempo e HG: crescimento dependência de sementes de oligoclusters por atraso de tempo e add-on métodos, respectivamente. Um fluxograma (Figura 3) que define o procedimento para ambos metcochos e uma tabela (Tabela 1) proporcionar os parâmetros estimados para produzir oligoclusters com o tamanho desejado são apresentados. <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/53388/53388fig1.jpg" /> Figura 1. poliacrilamida eletroforese em gel com gradiente de oligoclusters formadas pelo tempo de retardo e add-on métodos. Oligoclusters produzido por atraso de tempo e add-on métodos foram analisadas em eletroforese em gel com gradiente. Lanes 2-4: oligoclusters formados após diferentes tempos de atraso (45, 135, e 405 seg) entre fazer a HAuCl 4 alcalina ea adição de NaSCN Lanes 5-8:. Oligoclusters formados pelo método add-on. Semente foi formado pelo método com tempo de atraso 405 de atraso segundo, indicado por ↓. Quantidades variáveis ​​de HG foram utilizados para add-on. Os rácios de solução de HG (1 mm de ouro) para semear a solução (1 mM em ouro) utilizados para a preparação de amostra são indicated, como 4xHG, 6xHG, 12xHG e 24xHG. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para baixar esse arquivo.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53388/53388fig2.jpg" /> Figura 2. Os diâmetros de oligoclusters ouro formadas pelo atraso de tempo e add-on métodos. Oligoclusters preparados por atraso de tempo e add-on métodos foram analisados ​​por TEM. A) e B) estão adaptados com a permissão da ref. 16, Direitos de Autor 2014 American Chemical Society. (A) imagens representativas TEM de 50 nm x 50 áreas nm de grelhas preparadas a partir de amostras feitas usando o método de tempo de atraso. Diâmetro das partículas (eixo Y) e os tempos de retardamento utilizados na sua preparação (eixo X) são indicados, os dois eixos são logarítmicas. A linha preta pesada (R 2 = 0,973) é um melhor ajuste com empírica de 3 parâmetros equação D tempo de retardo = D 0 + a (1 - e -BT </sup&gt;), em que D tempo de retardo é o diâmetro médio de agregados em nm, D 0 é o diâmetro mínimo de aglomerados (~ 3,5 nm); a é o aumento máximo do tamanho do núcleo causado pelo que se prolonga o tempo de atraso (~ 20 nm) e b = 0,0021 s-1. (B) Os diâmetros das oligoclusters formados após diferentes tempos de atraso antes de adicionar NaSCN (método em tempo de atraso), apresentado em uma escala linear. (C) Os diâmetros dos oligoclusters formados após a adição (método add-on) de quantidades diferentes de FEC sobre partículas de ouro formadas previamente formados pelo método de tempo de atraso com tempo de atraso de 405 s. Como mostrado pela linha preta pesado, ele pode ser facilmente visto que o diâmetro da oligoclusters formada pelo método complemento está <img alt="equação 4" src="/files/ftp_upload/53388/53388eq4.jpg" /> , Onde c c Hg e As sementes são as concentrações de ácido cloroáurico usados ​​na fabricação de uma solução de HG no método add-on e em fazer oligoc<html> lusters pelo método tempo de atraso, respectivamente. Da mesma forma V HG e V As sementes são os volumes correspondentes. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para baixar esse arquivo.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/53388/53388fig3.jpg" /> Figura 3. Parede diagrama de carta de add-on métodos para fazer oligoclusters ouro de diferentes tamanhos Delay-tempo e. Fluxograma delineando os procedimentos para sintetizar oligoclusters ouro de diferentes tamanhos utilizando quer o atraso de tempo ou métodos add-on. A solução alcalina de ácido cloroáurico é azul. O HG é vermelho. O ouro sementes de nanopartículas e oligoclusters são negros. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53388/53388fig3large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para baixar esse arquivo.</a> <table><tbody><tr>318px &quot;&gt; Atraso de tempo de procedimento </td><td colspan="6"> Add-on procedimento </td></tr><tr><td colspan="4"></td><td colspan="6"> diâmetro previsto (nm) </td></tr><tr><td> tempo de retardamento (segundos) </td><td> tempo de espera (min) </td><td> diâmetro previsto (nm) </td><td> diâmetro medido ± 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 </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> Mesa de previsão tamanho 1. Oligocluster. Diâmetros previsto de oligoclusters ouro formadas usando o tempo de retardo ou add-on métodos. Diâmetro previsto para o método de tempo de atraso é calculado utilizando uma fórmula empírica para o diâmetro médio D oligocluster tempo de retardo = D + A 0 (1 - e BT), em que D é o diâmetro médio de oligoclusters ouro em nm, D é 0 o diâmetro mínimo (3,5 nm), é um aumento do tamanho máximo de núcleo (20 nm), e b é 0,0021 s-1, como mostrado anteriormente 16. diâmetro previsto para o método add-on é calculado tendo em conta que as novas nanopartículas não podem formar a partir HG, em vez disso, é depositado sementes esféricas uniformemente em torno de pré-formados, tornando-os maiores. Nenhuma outra suposição é necessário. Ele pode ser facilmente visto que the diâmetro de oligoclusters formada pelo método add-on é <img alt="equação 6" src="/files/ftp_upload/53388/53388eq6.jpg" /> , Onde c c HG e sementes são as concentrações de ácido cloroáurico usados ​​na fabricação de uma solução de HG no método add-on e em fazer oligoclusters pelo método de tempo de atraso, respectivamente. Da mesma forma V HG e V As sementes são os volumes correspondentes.

Descreve-se um método simples para a produção de aglomerados oligoméricos altamente estáveis ​​de nanopartículas de ouro através da redução do ácido cloroáurico (HAuCl 4) com tiocianato de sódio (NaSCN). Os oligoclusters têm uma distribuição de tamanho estreita e podem ser produzidos com uma ampla gama de tamanhos e revestimentos de superfície.

Um método simples para o tamanho Síntese controlada de estáveis ​​Oligoméricas Clusters de nanopartículas em condições ambientais

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

O objetivo geral deste procedimento é produzir aglomerados oligoméricos de nanopartículas de ouro, que são: altamente estáveis, facilmente funcionalizáveis e possuem diâmetros bem controlados, por meio da redução do ácido cloroaurico com tiocianato de sódio. As partículas que examinamos hoje são partículas interessantes porque seus tamanhos são tão bem controlados, e como consequência disso, podem ser usadas para investigar a permeabilidade de membranas a partículas de diferentes tamanhos. Como são muito estáveis em soluções biológicas, essa é uma propriedade muito importante dessas partículas.A principal vantagem deste método é que ele permite a síntese bem controlada de oligoclusters de ouro de alta qualidade em condições de bancada, podendo ser facilmente realizada com equipamentos de laboratório padrão e um número limitado de reagentes. Após preparar todas as soluções necessárias conforme indicado no protocolo textual, inicie a síntese com tempo de atraso dos oligoclusters de ouro adicionando 7 mililitros da solução de borax a um frasco de vidro limpo de 125 mililitros contendo 59,5 mililitros de água sob agitação. Em seguida, adicione 2,8 mililitros da solução de cloreto de ouro ao frasco, o que inicia o tempo de atraso que determina o tamanho dos oligoclusters.Adicione 700 microlitros da solução de tiocianato de sódio ao frasco ao final do período de espera. Continue agitando durante a noite para completar a síntese dos oligoclusters. Ao realizar este procedimento, é importante adicionar rapidamente cloreto de ouro e solução de tiocianato de sódio a todos os reagentes em volumes maiores desta solução, utilizando dispensadores de boca larga.Para o crescimento aditivo, combine 10 mililitros dos oligoclusters de ouro com 60 mililitros da solução de cloreto de ouro hidroxilado. Em seguida, adicione 900 microlitros da solução de tiocianato de sódio com agitação vigorosa. Deixe a mistura sob agitação durante a noite, até que a reação esteja completa.Antes da derivatização, adicione 70 mililitros dos oligoclusters brutos a um filtro centrífugo com corte de 30 kilodaltons e gire por 15 minutos a 3.000 × g. Recupere a fita de ree-tin invertendo o filtro e centrifugando por 3 minutos a 500 × g. Em seguida, meça o volume recuperado com uma micropipeta.Em seguida, adicione um volume de GSH equivalente a um nono do volume recuperado dos oligoclusters. Deixe a reação em repouso à temperatura ambiente por não mais de 10 minutos. Dilua os oligoclusters derivatizados em 50 mililitros de solução salina tamponada com fosfato de Dulbecco para interromper a reação.Em seguida, aplique os oligoclusters derivatizados a um filtro centrífugo com corte de 30 kilodaltons e centrifugue por 15 minutos a 3.000 × g. Por fim, recupere a fita de ree-tin invertendo o filtro e centrifugando por três minutos a 500 × g. Armazene os oligoclusters derivatizados com glutationa a quatro graus Celsius.Para analisar os oligoclusters brutos por eletroforese em gel, misture-os na proporção de dois para um com tampão de carga. Em seguida, carregue 30 microlitros dos oligoclusters em um gel de gradiente de poliacrilamida pré-moldado. Execute o gel com tampão tris-glicina por 26 minutos a 200 volts.Para eletroforese em gel de oligoclusters derivatizados, primeiro dilua-os na proporção de um para três com água. Em seguida, dilua ainda mais os clusters na proporção de dois para um com tampão de carregamento. Carregue 10 microlitros da mistura de oligoclusters em um gel de gradiente de poliacrilamida pré-fabricado e, em seguida, execute o gel com tampão tris-glicina por 26 minutos a 200 volts.Para analisar por microscopia eletrônica de transmissão, lave 20 microlitros de oligoclusters concentrados com 0,5 mililitros de água e carregue-os em um filtro centrífugo com corte de 0,5 mililitro e 30 quilodaltons. Centrifugue a 14.000 × g durante 10 minutos. Em seguida, remova o filtrado do tubo e ressuspenda o retentato em 0,5 mililitros de água.Repita a lavagem mais duas vezes e, em seguida, dilua os oligoclusters 500 vezes com água. Após descarregar por brilho o seu porta-objetos recoberto com carbono, deposite 0,6 microlitros dos oligoclusters sobre o porta-objetos e deixe secar ao ar por 10 minutos. Por fim, visualize os oligoclusters utilizando uma ampliação de 100.000 vezes a 80 quilovolts no microscópio eletrônico de transmissão.O tamanho dos oligoclusters de ouro, sintetizados utilizando os procedimentos de tempo de atraso e acréscimo, foi analisado por eletroforese em gel. As pistas de dois a quatro do gel mostraram que o tamanho do cluster aumenta à medida que o tempo de atraso se torna mais longo. As pistas de cinco a oito confirmam que o tamanho dos clusters também aumenta com a quantidade de ouro hidroxilado utilizada durante o procedimento de acréscimo.A microscopia eletrônica de transmissão foi utilizada para determinar os diâmetros das partículas de oligoclusters. Os diâmetros foram calculados a partir de medições realizadas em imagens de áreas em grade de 50 nanômetros por 50 nanômetros contendo as partículas. A relação entre o tempo de atraso proporcional ao tamanho das partículas e as quantidades acrescentadas de ouro hidroxilado foi representada graficamente.Esses dados foram então convertidos em equações preditivas para os diâmetros das partículas de cada procedimento. O método de preparação dos aglomerados de ouro, tenho certeza de que você já discutiu, depende da hidroxilação do cloreto de ouro em solução alcalina. Assim, quanto maior a hidroxilação, menor a probabilidade de gerar um aglomerado de ouro.Meu novo livro aqui é o primeiro que me interessa, porque é a primeira vez que percebo que o elemento temporal de exposição à alcalinidade pode ser usado para controlar o tamanho dos aglomerados. Quando realizado corretamente, aglomerados de ouro com tamanhos entre três e 70 nanômetros podem ser sintetizados em menos de um dia. As nanopartículas resultantes são estáveis em tampões fisiológicos e no plasma, tornando-as adequadas para experimentos in vitro.Os oligoclusters de ouro descritos aqui apresentam o benefício adicional de poderem ser concentrados sem necessidade de prévia derivatização, permitindo assim que os agentes de radiciação sejam utilizados em volumes menores.

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Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

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Síntese, caracterização e funcionalização de híbrida UA / CDS e Au / ZnS Núcleo / Shell Nanopartículas

Este protocolo detalha uma nova técnica de fabricação de nano que pode ser usada para fazer filmes de nanopartículas controlável e personalizável em grandes áreas, com base na auto-montagem de dewetting dos filmes de metal tampados.

Nanofabricação baseado em substrato de grande área de nanopartículas de ouro controláveis e personalizáveis através de Dewetting tampado

As nanopartículas de ouro anfifílicas podem ser usadas em muitas aplicações biológicas. Um protocolo para sintetizar nanopartículas de ouro revestido por uma mistura binária de ligantes e uma caracterização detalhada dessas partículas é apresentada.

Síntese e caracterização de nanopartículas de ouro Anfífilos

Um método confiável e facilmente reprodutível para a preparação de nanoaglomerados de ouro fotoluminescentes funcionais e quase infravermelhos e sua detecção direta dentro das células HeLa por citometria de fluxo e microscopia de varredura a laser confocal é descrito.

Síntese de nanoaglomerados de ouro emissor próximos para aplicações biológicas

Um protocolo para sintetizar nanopartículas de ouro de ~12 nm de diâmetro (nanopartículas Au) em um solvente orgânico é apresentado. As nanopartículas de ouro são tampadas com ligantes de oleylamina para evitar aglomeração. As nanopartículas de ouro são solúveis em solventes orgânicos, como o tolueno.

Síntese de Nanopartículas de Ouro

Aprenda a sintese controlada de oligoclusters de nanopartículas de ouro estáveis para aplicações biológicas usando tiossianato de sódio. Este método permite obter partículas de 3 a 70 nanômetros em condições de laboratório padrão.

Um método simples para o tamanho Síntese controlada de estáveis ​​Oligoméricas Clusters de nanopartículas em condições ambientais (Vídeo) | JoVE Journal

Um método simples para o tamanho Síntese controlada de estáveis ​​Oligoméricas Clusters de nanopartículas em condições ambientais

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