Name: Síntese e caracterização de nanopartículas de ouro Anfífilos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 9 s
Description: Aprenda a sintetizar nanopartículas de ouro anfífilas com mistura binária de ligantes para aplicações biológicas. Este protocolo garante reprodutibilidade entre lotes e inclui métodos de caracterização detalhados para validar a qualidade.

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Z.P.G. e FS agradecem a Fundação Nacional de Ciências da Suíça e, especificamente, a NCCR ' engenharia de sistemas moleculares '. Z.L. e FS agradecem o apoio da subvenção da Swiss National Science Foundation Division II. Todos os autores agradecem a Quy ONG por discussões frutíferas e pela revisão do manuscrito.

1. síntese de 11-mercapto-1-undecanesulfonate (MUS)
Observação: Este protocolo pode ser usado em qualquer escala desejada. Aqui, uma escala--produto de 10 g é descrita.
<ol><li>Sódio undec-10-enesulfonato
	<ol>
<li>Adicionar 11-Bromo-1-undeceno (25 mL, 111,975 mmol), sulfito de sódio (28,75 g, 227,92 mmol) e brometo de benzyltrietilamónio (10 mg) a uma mistura de 200 mL de metanol (MeOH) e 450 mL de água deionizada (DI) (4:9 v/v MeOH: H2O ratio) num balão de fundo redondo de 1 L .</li>
		<li>Refluxo a mistura de reacção a 102 ° c por 48 h. Tampe o sistema com um mecanismo de alívio de pressão — por exemplo, um balão com uma agulha, ou simplesmente uma agulha. Esta reacção não é sensível aos gases atmosféricos. Nota: a solução torna-se incolor quando a reacção está concluída.</li>
		<li>Conecte a mistura de reação a um evaporador rotativo para evacir MeOH e reduzir o volume para aproximadamente 300 mL.</li>
		<li>Transfira a solução restante para um funil de adição de 1 L.</li>
		<li>Extraia a solução aquosa restante 5x com éter dietílico, usando o funil de adição. 11-Bromo-1-undeceno não reagido permanece na fase de éter dietílico e o produto sulfonado em H2o. Cuidado: Libere todo o acúmulo da pressão freqüentemente durante a extração, e consulte o uso correto de funis da adição.</li>
		<li>Colete a solução de água extraída final em um balão de fundo redondo de pescoço único de 1 L.</li>
		<li>Conecte o balão de reação a um evaporador rotativo colocando um pouco de graxa (ou tiras de anel de teflon ou qualquer outro selante) entre o balão e a armadilha.</li>
		<li>Diminua o vácuo lentamente para evaquer a fase aquosa em um Evaporador giratório. Como o produto é um surfactante, a formação de espuma ocorrerá durante a evaporação. Para contornar esse problema, siga as instruções na próxima etapa.<ol>
<li>Adicione o etanol à mistura para acelerar a evaporação de H2o e prevenir a formação de espuma. Quando a formação de espuma reinicia devido à diminuição do teor de etanol, pare a evaporação, retire o balão do evaporador rotativo, adicione mais etanol (cerca de um terço do volume total) e reconecte o balão ao evaporador rotativo. Repita este processo até que a mistura da solução diminua significativamente e não forme bolhas.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Seque o pó branco diretamente conectando o balão a um vácuo elevado. O secador do pó, os sais menos inorgânicos vai rastejar para os passos subsequentes. Nota: o calor pode ser usado para secar o produto — por exemplo, mantendo o balão vácuo em um banho de 60 ° c e deixado durante a noite.</li>
		<li>Suspenda o pó branco em 400 mL de metanol em um balão. SONICATE para dissolver a quantidade máxima de produto. Nota: o objetivo desta etapa é dissolver o produto, mas não os subprodutos inorgânicos, como o excesso de sulfito de sódio e brometo de sódio, que têm solubilidade limitada em metanol. Use o metanol com o menor teor de água possível, pois a água no metanol aumentará a solubilidade dos subprodutos inorgânicos no solvente.</li>
		<li>Para aumentar a solubilidade do produto, o metanol pode ser suavemente aquecido perto do seu ponto de ebulição (~ 64 ° c). PRECAUÇÃO: Certifique-se de que trabalha uma capa de fumos durante o aquecimento do balão. As emanações do metanol evaporado são perigosas.</li>
		<li>Filtre a solução para remover os subprodutos inorgânicos insolúveis de metanol. Use um balão filtrante conectado a uma bomba de vácuo e um funil de filtragem com papel de filtro quantitativo, ou um filtro de borosilicato. Tanto o produto como os sais inorgânicos são pós brancos quando secos: o produto é solúvel em metanol, enquanto os sais não são.</li>
		<li>Transfira a solução filtrada do balão filtrante para um balão de fundo redondo de 1 L.</li>
		<li>Conecte o balão a um Evaporador giratório e evate a solução metanólico em 45 ° c, redissolva o pó branco no metanol, e filtre a solução (etapas do protocolo 1.1.7, 1.1.8, e 1.1.9). Repita este processo pelo menos 2x, para diminuir a quantidade de sal inorgânico.</li>
		<li>Recolher o pó branco, metanol solúvel (aproximadamente 30 g, nesta escala).</li>
		<li>Dissolver aproximadamente 10 mg de produto em 500 μL de D2o e transferir a solução para um tubo de RMN.</li>
		<li>Realize 1H de espectrometria de RMN no produto em D2o a 400 MHz com 32 varreduras. Nota: as atribuições de pico para 1H NMR (D2O) são 5,97 (m, 1h), 5, 9 (m, 2h), 2,95 (t, 2h), 2,10 (m, 2h), 1,77 (q, 2h), 1,44 (br s, 12h).</li>
	</ol></li>
	<li>Sódio 11-acetilthio-undecanesulfonate
	<ol>
<li>Dissolva os 30 g aproximados de sódio undec-10-enesulfonato (o produto de reacção da secção 1,1) em 500 mL de metanol no interior de um balão de fundo redondo de 1 L. Adicione um excesso de 2,6 x de ácido tioacético à solução e mexa-o na frente de uma lâmpada UV (250 W) durante a noite (~ 12 h). No caso de uma lâmpada UV não está disponível, a reação pode ser realizada por refluxo usando um iniciador radical, como azobisisobutyronitrile (AIBN); no entanto, o uso de uma lâmpada UV é fortemente recomendado. Atenção: Certifique-se de que trabalha sempre a capa de fumos. Se o balão precisar ser transportado para outro espaço onde a lâmpada UV esteja localizada, sele o balão para evitar espalhar o odor forte do ácido tioacético. Exercite o cuidado ao operar uma lâmpada UV: obstrua completamente o espaço onde a lâmpada é ficada situada e consulta as directrizes da segurança da instituição em como operar uma lâmpada UV.</li>
		<li>Monitore a reação tomando ~ 2 ml de alíquotas da reação, evacate o solvente, e adicione a água deuterado para verific com 1H NMR. Uma vez que os picos correspondentes à ligação dupla desaparecem, pare a reação. Nota: geralmente, após 12 h na frente da lâmpada UV, a reação está completa. Se a mistura de reacção se tornar turva, adicione mais MeOH e continue a exposição à luz UV durante seis horas adicionais.</li>
		<li>Evate todo o MeOH em um Evaporador giratório até que o resíduo contínuo se torne alaranjado-vermelho. Se deixado o tempo suficiente, o produto torna-se marrom a preto. Cuidado: trabalhe conscientemente por causa dos odores fortes do ácido thioacético. Os odores fortes de todos os derramamentos do heme podem ser neutralizados usando uma solução aquosa do alvejante (hipoclorito de sódio).</li>
		<li>Usando um balão filtrante, lave o produto com éter dietílico para remover qualquer excesso de ácido tioacético, até que não mais coloridas (laranja-amarela) substâncias aparecem no sobrenadante éter dietílico. Seque o sólido alto vácuo e, em seguida, dissolva-o em metanol, produzindo uma solução amarela a laranja. Nota: Adicione metanol suficiente para dissolver o produto. Nota: a cor pode variar nesta etapa.</li>
		<li>Adicione 3 g de carbono preto à solução, misture vigorosamente e filtre a mistura através de meio de filtração (ver tabela de materiais) cobrindo dois terços de um papel de filtro canelada. Nota: a estrutura porosa do preto de carbono captura o material colorido do lado-produto (e o algum do produto). A solução filtrada deve ser clara. Se a solução filtrada ainda estiver colorida (amarela), repita esse processo.</li>
		<li>Evate o solvente completamente em um Evaporador giratório e colete aproximadamente 35 g do pó branco.</li>
		<li>Dissolver ~ 10 mg do produto em ~ 500 μL de D2o e transferir a solução para tubos RMN.</li>
		<li>Realize 1H NMR no produto em D2o a 400 MHz com 32 varreduras. Nota: as atribuições máximas para o H NMR (D2O) são 2,93 (t, 4h), 2,40 (s, 3h), 1,77 (m, 2h), 1,62 (m, 2h), 1,45 (br s, 14h).</li>
	</ol></li>
	<li>11-mercapto-1-undecanesulfonate (Mus)
	<ol>
<li>Sódio do reflux 11-acetylthio-undecanesulfonate em 102 ° c em 400 ml do HCL de 1 M para 12 h para Cleave o grupo do tioacetato e para obter um Thiol.</li>
		<li>Transfira o produto para um balão de fundo redondo de 1,5 L ou 2 L. Adicione 200 mL de NaOH de 1 M à solução final e Top-lo com 400 mL de água DI para ter um volume final de 1 L. Isto manterá a solução ácida e impedirá a cristalização de sais inorgânicos como o subproduto. Nota: uma neutralização completa da solução para pH 7 resultará na cristalização de um produto insolúvel em metanol.</li>
		<li>Mantenha a solução desobstruída em 4 ° c e cristalizar-se-á durante a noite. O produto cristaliza-se como cristais finos que são viscosos quando molhados. Nota: para acelerar a cristalização, adicione MUS pré-sinthesized à solução, se disponível.</li>
		<li>Decantar o sobrenadante claro e centrifugar o produto branco viscoso em tubos de centrifugação de 50 mL por 5 min a 4.000 x g.</li>
		<li>Decantar o sobrenadante em um outro frasco e secar as pelotas brancas o vácuo elevado-dependendo do centrifugador disponível, este pode ser 2-16 tubos ou mais. Nota: a filtragem não é aconselhada devido à natureza do surfactante do produto; excesso de espuma ocorrerá e a maior parte do produto será perdida.</li>
		<li>Colete aproximadamente 12 g (cerca de 30% de rendimento) de MUS metanol-solúvel a partir desta etapa de purificação. Nota: esteja atento que o pó é fino e eletrostático — tende a furar aos espátulas e às superfícies dos recipientes. Além disso, mais material pode ser extraído do sobrenadante da etapa de centrifugação, reduzindo o volume (para cerca de um terço do seu valor original) e mantendo-o a 4 ° c. Diminua o volume ainda mais (por 75%) para aumentar o rendimento nesta etapa.</li>
		<li>Dissolver ~ 10 mg do produto em ~ 500 μL de D2o e transferir a solução para tubos RMN.</li>
		<li>Realize 1H NMR no produto em D2o a 400 MHz com 32 varreduras. Nota: as atribuições máximas de H NMR (D2O) são 2,93 (t, 4h), 2,59 (t, 3h), 1,78 (m, 2h), 1,65 (m, 2h), 1,44 (br s, 14h). A massa molar calculada (incluindo a contróion de sódio) do produto é 290,42 g/mol.</li>
	</ol></li>
</ol>2. síntese de nanopartículas: preparação dos reagentes
<ol><li>Limpe todos os copos (1 250 mL e 1 500 mL de um único pescoço-balão de fundo redondo, um funil de adição de 100 mL, e um pequeno funil) com água fresca Regia (três partes de ácido clorídrico a uma parte de ácido nítrico). Enxague os copos com uma quantidade excessiva de água dentro de uma capa de fumaça e retire todos os fumos. Em seguida, lave o vidro com etanol e seque-o em um forno de vidro de laboratório (40-60 ° c é recomendado).</li>
	<li>Pesar 177,2 mg (0,45 mmol) de cloreto de ouro (III) trihidratado (HAuCl4∙ 3h2O) num frasco de vidro pequeno (10 ou 20 ml frascos de vidro limpos, ou em papel de pesagem).</li>
	<li>Pesar 87 mg (0,3 mmol) MUS num frasco de vidro de 20 mL.</li>
	<li>Adicionar 10 mL de metanol para dissolver o MUS. SONICATE-lo em um banho ultra-sônico até que nenhum material sólido é visível, para garantir a dissolução completa. Nota: Alternativamente, usando uma pistola de calor ou um banho quente (~ 60 ° c), aqueça a solução suavemente. Quando aquecido, água fria do funcionamento através da parte externa do balão para trazê-lo de volta à temperatura ambiente.</li>
	<li>Adicionar 26 μL (0,15 mmol) de OT à solução de metanol e agitá-lo para misturar os ligantes.</li>
	<li>Pesar 500 mg (13 mmol) de borohidreto de sódio (NaBH4) e adicioná-lo a 100 ml de etanol no balão de fundo redondo de 250 ml. Mexa vigorosamente usando agitação magnética (600-800 rpm). (O NaBH4 leva de 10 a 20 min, dependendo do grau, para formar uma solução clara em etanol.)</li>
</ol>3. síntese de nanopartículas de ouro
<ol><li>Dissolva o sal de ouro em 100 mL de etanol no balão de fundo redondo de 500 mL e comece a mexer a 800 rpm com uma barra magnética numa placa de agitação. Certifique-se de que o sal de ouro se dissolve completamente.</li>
	<li>Coloque um funil de adição de 100 mL acima do balão de fundo redondo. Coloque um funil na parte superior do funil de adição com um filtro de papel quantitativo dentro. Quando o NaBH4 é dissolvido em etanol, comece a filtrar a solução para o funil de adição através do papel de filtro no funil.</li>
	<li>Adicione a solução de ligantes à mistura de reacção. Aguarde 15 min para a formação de ouro-thiolate complexo. A mudança da cor da mistura da reação do amarelo translúcido ao amarelo turva indica a formação do complexo do ouro-thiolate.</li>
	<li>Comece a adicionar a solução de NaBH4 filtrada do funil de adição Dropwise. Ajustar o tempo de intervalo das gotas para que a adição de NaBH4 leva cerca de 1 h.</li>
	<li>Após a adição completa de NaBH4, retire o funil. Continue mexendo a reação por mais uma hora. No final da reacção, retire a barra de agitação magnética com um íman colocado no exterior do balão.</li>
	<li>Use um septo para fechar o balão e perfurar uma agulha no septo para liberar o gás H2 que evoluirá após a reação.</li>
	<li>Mantenha a mistura de reacção dentro de um frigorífico de laboratório (4 ° c) para precipitar as nanopartículas durante a noite.</li>
</ol>4. workup da síntese
<ol><li>Decantar o etanol sobrenadante para reduzir o volume.</li>
	<li>Transfira o precipitante remanescente para tubos de centrifugação de 50 mL e centrifugue durante 3 min a 4.000 x g.</li>
	<li>Decantar o sobrenadante, dispersar as nanopartículas novamente com etanol por vortexing, e centrifugá-los novamente. Repita este processo de lavagem 4x.</li>
	<li>Seque as nanopartículas vácuo para remover o etanol residual.</li>
	<li>Para limpar as nanopartículas de ligantes/moléculas hidrofílicas livres, dissolva os precipitados em 15 mL de água DI e transfira-os para os tubos de centrifugação com uma membrana de filtração de 30 kDa de corte de peso molecular. A diálise também é passíveis para este procedimento.</li>
	<li>Centrifugue estes tubos durante 5 min a 4.000 x g para concentrar a solução de nanopartículas.</li>
	<li>Adicionar 15 mL de água DI a esta solução e centrifugar para se concentrar novamente. Repita este processo de limpeza pelo menos 10x. Nota: uma indicação de que as impurezas solúveis em água foram removidas é a ausência de formação de espuma ao agitar os resíduos aquosos; Afinal, a maioria das impurezas são dissulfides de MUS com si mesmo ou com OT (isto pode ser determinado coletando o material e realizando 1H NMR).</li>
	<li>Após a centrifugação, transfira as nanopartículas concentradas para um tubo de centrifugação de 15 mL. Para transformar as nanopartículas em um pó gerenciável, ou precipitá-los em um solvente como a acetona ou congelar-secar a solução aquosa remanescente. Quando liofilizado, as nanopartículas tendem a formar um pó solto que adere às superfícies e pode ser difícil de manipular.</li>
</ol>5. caracterização das nanopartículas
<ol><li>
Pureza
	<ol>
<li>Para verificar se as nanopartículas estão livres de ligantes não acoplados, dissolva 5 mg de nanopartículas secas em 600 μL de D2o e realize uma medição de 1H NMR das partículas. Se não houver picos agudos dos ligantes, isso significa que as nanopartículas estão livres de pequenas moléculas orgânicas.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Relação do ligand
	<ol>
<li>Prepare um 20 mg/mL metanol-d4 solução de iodo. Adicionar 600 μL desta solução ao ~ 5 mg de nanopartículas num frasco de vidro, para gravar as nanopartículas.</li>
		<li>Enrole a tampa do frasco com película de parafina e sonicá-lo em um banho ultra-sônico por 20 min. Transfira a solução para um tubo de RMN e adquira um espectro de 1H NMR (400 MHz) com 32 varreduras.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Densidade do ligand
	<ol>
<li>Transfira 2 a 8 mg de nanopartículas para um cadinho TGA. Escolha uma escala de temperatura de 30 ° c a 900 ° c e uma velocidade de 5 ° c por o minuto o gás de N2 .</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Distribuição de tamanho
	<ol>
<li>
TEM
		<ol>
<li>Prepare 0,1 mg/mL de solução de nanopartículas em água DI. Soltar 5 μL da solução preparada para a grelha de cobre com suporte de carbono 400-mesh. Espere até secar.</li>
			<li>Transfira a grelha num suporte de TEM e insira-a no microscópio. Adquira 5-10 imagens com uma ampliação de pelo menos 64, 000X, operado em 200 kV. Nota: para aumentar o contraste, pode ser inserida uma abertura objetiva de 20 nm.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Espectros UV-VIS
		<ol>
<li>Prepare uma solução de nanopartículas de 0,2 mg/mL em água DI.</li>
			<li>Coloque a quantidade necessária desta solução na cubeta de quartzo e digitalizar de 200 nm para 700 nm.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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<li>Huang, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+surface+compositional+and+structural+heterogeneity+on+nanoparticle-protein+interactions%3A+Different+protein+configurations%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Effects of surface compositional and structural heterogeneity on nanoparticle-protein interactions: Different protein configurations.</a> ACS Nano. 8 (6), 5402-5412 (2014).</li>
<li>Van Lehn, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free+energy+change+for+insertion+of+charged%2C+monolayer-protected+nanoparticles+into+lipid+bilayers%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Free energy change for insertion of charged, monolayer-protected nanoparticles into lipid bilayers.</a> Soft Matter. 10 (4), 648-658 (2014).</li>
<li>Ong, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+Ligand+Shell+for+Mixed-Ligand+Coated+Gold+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Characterization of Ligand Shell for Mixed-Ligand Coated Gold Nanoparticles.</a> Accounts of Chemical Research. 50 (8), 1911-1919 (2017).</li>
<li>Marbella, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NMR+techniques+for+noble+metal+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">NMR techniques for noble metal nanoparticles.</a> Chemistry of Materials. 27 (8), 2721-2739 (2015).</li>
<li>Templeton, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactivity+of+Monolayer-Protected+Gold+Cluster+Molecules+Steric+Effects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Reactivity of Monolayer-Protected Gold Cluster Molecules Steric Effects.</a> Journal of American Chemical Society. 120 (8), 1906-1911 (1998).</li>
<li>Harkness, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+structural+mass+spectrometry+strategy+for+the+relative+quantitation+of+ligands+on+mixed+monolayer-protected+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">A structural mass spectrometry strategy for the relative quantitation of ligands on mixed monolayer-protected gold nanoparticles.</a> Analytical Chemistry. 82 (22), 9268-9274 (2010).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a revelar.

Este protocolo descreve primeiramente a síntese do ligante do Mus e, então, a síntese e a caracterização do Mus anfifílico: nanopartículas do ouro do ot. Sintetizar o MUS com teor mínimo de sal permite uma melhor fiabilidade da relação estequiométrica entre os ligantes durante a síntese de nanopartículas, que é um factor-chave para a síntese reprodutível das nanopartículas de MUS: OT com um alvo hidrofóbico conteúdo (Figura 8). O uso de metanol como solvente comum para MUS e OT, juntamente c...

A concha de ligante de nanopartículas de ouro pode ser projetada para expor várias propriedades diferentes que podem ser aplicadas para enfrentar os desafios da biomedicina1,2,3,4. Essa versatilidade permite o controle das interações intermoleculares entre nanopartículas e biomoléculas5,6,7. A hidrofobicidade e a carga desempenham um papel decisivo, bem como outros parâmetros superficiais que afetam a forma como as nanopartículas interagem com as biomoléculas5,8,9. Para sintonizar as propriedades superficiais das nanopartículas, a escolha de moléculas de tiolato que compõem a concha do ligante oferece uma infinidade de possibilidades, de acordo com as características procuradas. Por exemplo, uma mistura de moléculas de ligantes com grupos finais hidrofóbicos e hidrofílicos (por exemplo, carregados) são freqüentemente usadas para gerar nanopartículas anfífilas10,11.
Um exemplo proeminente deste tipo de nanopartículas é protegido por uma mistura de OT e de Mus (doravante chamado Mus: nanopartículas do ot) que foi mostrado para possuir muitas propriedades relevantes12,13,14. Primeiro, com uma composição de casca de ligantes de 66% MUS (doravante 66:34 MUS: OT), a estabilidade coloidal das nanopartículas é alta, atingindo até 33% em peso em água desionizada, bem como em soro fisiológico tamponado com fosfato (1x, 4 mM de fosfato, 150 mM NaCl)15. Além disso, estas partículas não precipitam em valores de pH relativamente baixos: por exemplo, em pH 2,3 e com concentrações de sal de 1 M NaCl15, estas nanopartículas permanecem coloidalmente estáveis por meses. A razão estequiométrica entre as duas moléculas na casca do ligante é importante porque dita a estabilidade coloidal em soluções com alta resistência iônica16.
Estas partículas têm sido mostradas para atravessar a membrana celular sem Poram-lo, através de uma via de energia independente1,12. A fusão espontânea entre estas partículas e os bicamadas do lipido subjaz sua difusividade através das membranas de pilha17. O mecanismo por trás dessa interação é a minimização do contato entre uma área de superfície hidrofóbica solvente-acessível e moléculas de água após a fusão com bicamadas lipídico18. Comparado a nanopartículas de All-MUS (nanopartículas que têm apenas o ligante MUS em sua casca), a maior hidrofobicidade no MUS misto: nanopartículas de OT (por exemplo, em um 66:34 MUS: OT composição) aumenta a extensão do diâmetro do núcleo que pode fundir com lipídios bicamadas18. Diferentes organizações de automontagem do escudo ligante correlacionam-se com modos de ligação distintos de 66:34 MUS: nanopartículas de OT com várias proteínas, como albumina e ubiquitina, quando comparadas às partículas de All-MUS19. Recentemente, relatou-se que 66:34 Mus: as nanopartículas do ot podem ser utilizadas como um agente antiviral do largo-espectro que destrua irreversivelmente os vírus por causa das ligações eletrostáticas multivalentes de ligantes do Mus e de acoplamentos-locais de ligantes do ot ao capsídeo proteínas14. Em todos estes casos, verificou-se que o conteúdo hidrofóbico, bem como o tamanho do núcleo das nanopartículas, determina como essas interações bio-nano acontecem. Estas propriedades diversas de nanopartículas de Mus: OT alertaram muitos estudos da simulação do computador que visaram esclarecer os mecanismos que sustentam as interações entre o mus: partículas do OT e várias estruturas biológicas tais como bicamadas do lipido20.
A preparação de nanopartículas do MUS: OT-Protected au representa alguns desafios. Primeiramente, o ligante carregado (Mus) e o ligante hydrofóbico (OT) são immiscible. Assim, a solubilidade das nanopartículas e dos ligantes deve ser levada em consideração ao longo da síntese, bem como durante a caracterização. Adicionalmente, a pureza das moléculas do ligante do Mus-especificamente, o índice de sais inorgânicos no material começar-influencia a qualidade, a reprodutibilidade, assim como a estabilidade coloidal a curto e a longo prazo das nanopartículas.
Aqui, uma síntese detalhada e a caracterização desta classe de nanopartículas anfifílicas do ouro protegidas por uma mistura de MUS e de OT são esboçadas. Um protocolo para a síntese do ligante do Mus negativamente carregado é relatado para assegurar a pureza e, daqui, a reprodutibilidade de synteses diferentes da nanopartícula. Em seguida, o procedimento para gerar essas nanopartículas, com base em uma síntese de uma fase comum, seguida pela purificação completa, é relatada em detalhes. Várias técnicas de caracterização necessárias21, tais como tem, UV-VIS, TGA, e RMN, foram combinadas para obter todos os parâmetros necessários para quaisquer outros experimentos biológicos.

<table><tbody><tr><td>11-bromo-1-undeceno</td><td>Sigma Aldrich</td><td>467642-25 ml</td><td></td></tr><tr><td>Sulfito de sódio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S0505-250 g</td><td></td></tr><tr><td>Brometo de benziltrietil-amônio</td><td>Sigma Aldrich</td><td>147125-25 g</td><td></td></tr><tr><td>Metanol</td><td>VWR</td><td>BDH1135-2.5 LP</td><td></td></tr><tr><td>DI água</td><td>Millipore</td><td>ZRXQ003WW</td><td>Água deionizada</td></tr><tr><td>1 L redondo balão inferior</td><td>DURAN</td><td>24 170 56</td><td></td></tr><tr><td>Éter dietílico</td><td>Sigma Aldrich</td><td>1.00930 EMD Millipore</td><td></td></tr><tr><td>Barra de agitação</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z329207,Dow</td><td></td></tr> <tr><td>Corning Graxa de alto vácuo</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z273554 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Frasco filtrante</td><td>DURAN</td><td>20 201 63</td><td></td></tr><tr><td>Funil de filtragem Buchner</td><td>FisherSci</td><td></td><td></td>11707335</tr><tr><td>Etanol >99,8%, ACS, Reagente</td><td>VWR</td><td>2081.321DP</td><td></td></tr><tr><td>Dióxido de deutério</td><td>Sigma Aldrich</td><td>151882 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Ácido tioacético 96%</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>T30805 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Preto de fumo</td><td>Sigma Aldrich</td><td>05105-1KG</td><td></td></tr><tr><td>Celite</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D3877 SIGMA-ALDRICH</td><td>Meio de filtração</td></tr><tr><td>Condensador</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z531154</td><td></td></tr><tr><td>Ácido clorídrico, reagente ACS 37%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>320331 SIGMA-ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Hidróxido de sódio, BioXtra, pellets (anidro)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S8045 SIGMA-ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Tubos de centrífuga</td><td>VWR</td><td>525-0155P</td><td></td></tr><tr><td>Balão de fundo redondo de 250 mL</td><td>DURAN</td><td>24 170 37</td><td></td></tr><tr><td>Balão de fundo redondo de 500 mL</td><td>DURAN</td><td>24 170 46</td><td></td></tr><tr><td>Ácido nítrico, reagente fACS 70%</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>438073 SIGMA-ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Cloreto de ouro (III) trihidratado >99,9% base de metais traços</td><td>Sigma Aldrich</td><td>520918 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>1-octanetiol >98,5%</td> <td>Sigma Aldrich</td><td>471836 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Borohidreto de sódio purum p.a.>96%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>71320 ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>funil de adição</td><td>SIgma Aldrich</td><td>Z330655 SIGMA</td><td></td></tr><tr><td>Funil</td><td>DURAN</td><td>21 351 46</td><td></td></tr><tr><td>2V papéis de filtragem dobrados</td><td>Whatman</td><td>1202-150</td><td></td></tr><tr><td>Filtros Amicon</td><td>Merck</td><td>UFC903024</td><td></td></tr><tr><td>Iodo, reagente ACS, >99,8%, sólido</td><td>Sigma Aldrich</td><td>207772 SIGMA-ALDRICH</td><td></td></tr><tr><td>Tubos NMR de 5 mm, Tipo 5HP (alta precisão)</td> <td>Armar</td><td>32210.503</td><td>Comprimento 178 mm</td></tr><tr><td>Metanol-d4 99,8 átomos% D</td><td>Armar</td><td>16400.2035</td><td></td></tr><tr><td>Cadinho TGA</td><td>Thepro</td><td>9095-9270.45</td><td></td></tr><tr><td>Grade de cobre suportada por carbono de 400 mesh</td><td>Microscopia eletrônica Ciência</td><td>CF400-Cubeta</td><td></td></tr><tr><td>de quartzo</td><td>Hellma Analytics</td><td>100-1-40</td><td></td></tr></tbody></table>

síntese e caracterização de nanopartículas de ouro anfífilos

Synthesis and Characterization of Amphiphilic Gold Nanoparticles

As nanopartículas de ouro cobertas com uma mistura de 1-octanethiol (OT) e 11-mercapto-1-undecane ácido sulfônico (MUS) têm sido extensivamente estudadas por causa de suas interações com membranas celulares, bilayers lipídico e vírus. Os ligantes hidrófilos tornam essas partículas coloidalmente estáveis em soluções aquosas e a combinação com ligantes hidrofóbicos cria uma partícula anfifílica que pode ser carregada com drogas hidrofóbicas, fundir-se com as membranas lipídicas e resistir a inespecífica adsorção de proteínas. Muitas destas propriedades dependem do tamanho da nanopartícula e da composição do escudo do ligante. É, portanto, crucial ter um método sintético reprodutível e técnicas de caracterização confiáveis que permitam a determinação de propriedades de nanopartículas e a composição da casca do ligante. Aqui, uma redução química de uma fase, seguida por uma purificação completa para sintetizar estas nanopartículas com diâmetros abaixo de 5 nanômetro, é apresentada. A relação entre os dois ligantes na superfície da nanopartícula pode ser ajustada através de sua relação estequiométrica utilizada durante a síntese. Nós demonstramos como as várias técnicas rotineiras, tais como a microscopia de elétron da transmissão (tem), a ressonância magnética nuclear (RMN), a análise termogravimétrica (TGA), e a espectrometria ultravioleta-visível (UV-VIS), são combinadas a compreensivamente caracterizar os parâmetros físico-químicos das nanopartículas.

As etapas de reação para sintetizar MUS são mostradas na Figura 1. Os espectros de 1H NMR do produto de cada etapa estão representados na Figura 2. O fluxo de trabalho de síntese das nanopartículas de ouro anfifílicas binário MUS: OT é descrito na Figura 3. Após a síntese, o workup das nanopartículas consistiu em lavar as partículas várias vezes com etanol e água DI. Antes de qualquer cara...

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

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of ...

Este protocolo aborda a reprodutibilidade em lote a lote de nanopartículas de ouro sulfoto e anfílica que nosso laboratório usa em experimentos com células, vírus e proteínas. Esta técnica aborda os contaminantes inorgânicos comuns a esse tipo de síntese. Também introduz verificações e equilíbrios após cada passo para garantir a reprodutibilidade de nanopartículas de ouro anfílica.Esta técnica é trabalhosa e requer paciência. O nível de dificuldade depende da escala, então comece em pequena escala, e familiarize-se com cada instrumento e passo antes de escalar. Primeiro, adicione 11-bromo-1-undeceno, sulfito de sódio e brometo de benziltrietilamônio a 200 mililitros de metanol e 450 mililitros de água deionizada, em um frasco de fundo redondo de um litro.Refluxo a mistura de reação a 102 graus Celsius por 48 horas até que a solução se torne incolor. Após o trabalho, suspenda o pó branco isolado em 400 mililitros de metanol em um frasco fundo redondo. Utilizando um frasco filtrante e filtro de borossilicato, filtrar a solução para remover os subprodutos inorgânicos inoveis do metanol.Em seguida, dissolva aproximadamente 30 gramas de sódio undec-10-enesulfonate em 500 mililitros de m

synthesis-and-characterization-of-amphiphilic-gold-nanoparticles

Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

Colóides de ouro Alkanethiolate estabilizado conhecidos como clusters monocamada protegidas (PPM) são sintetizados, caracterizados, e montada em filmes finos como uma interface para a adsorção eletroquímica proteína monocamada de proteína redox simples,...

Síntese, Assembléia e Caracterização de monocamada Protected Films nanopartículas de ouro para Eletroquímica monocamada Protein

Sintetizamos nanostars em forma de estrela de ouro usando um método de crescimento de sementes de prata mediada. O diâmetro do nanostars varia de 200 a 300 nm eo número de dicas variam de 7 a 10. As nanopartículas têm uma ampla ressonância de plasmons de superfície de modo centrado no infravermelho próximo.

Síntese Nanostar ouro com um método de crescimento de sementes de Prata Mediated

Aqui, apresentamos um protocolo com um processo sol-gel para sintetizar ouro intercalado nas paredes de materiais mesoporosos (GMS), que se confirma possuir uma matriz mesoporosa com ouro intercalado nas paredes conferindo grande estabilidade e reciclabilidade.

Síntese e desempenho catalítico de ouro intercalados nas paredes de mesoporosos Silica

A síntese de nanopartículas de ouro uniformes revestidas com camadas semicondutoras de CdS ou ZnS é realizada. O revestimento semicondutor é conduzido depositando primeiro um invólucro de sulfeto de prata e trocando os cátions de prata por cátions de zinco ou cádmio.

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

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

Este documento descreve um protocolo para a síntese de ouro nanorods, baseado no uso de hidroquinona como agente de redução, mais os diferentes mecanismos para controlar o tamanho e a relação de aspecto.

Hidroquinona baseada Síntese de ouro Nanorods

Nós descrevemos um método de síntese de nanopartículas de ouro 10 nm biocompatíveis, acrescidas por revestimento Poli-etileno glicol para a superfície. Estas partículas podem ser usados em vitro e em vivo para distribuir terapêutica a nanoescala celular e extracelular espaços que são difíceis de acesso com tamanhos convencionais de nanopartículas.

Síntese de funcionalizados 10 nm polímero-revestida com partículas de ouro para o direcionamento do endotélio e entrega da droga

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

Aqui, a síntese de sementes de ouro (Au) é descrita usando o método Turkevich. Essas sementes são então usadas para sintetizar nanopartículas de liga de ouro-estanho (Au-Sn) com propriedades plasmônicas ajustáveis.

Síntese aquosa de nanopartículas plasmônicas de liga de ouro-estanho

Aqui, apresentamos um método sistemático que descreve a automontagem quase reversível dos agregados de ouro de 20 nm revestidos com beta amilóide 1-40 (Aβ 1-40). A rede quase reversível dependente do tamanho nanométrico entre os peptídeos foi correlacionada com aminoácidos específicos ou seções do monômero Aβ 1-40.

Caracterização da automontagem reversível dependente de pH de colóides de ouro revestidos com beta-amiloide 1-40

Aprenda a sintetizar nanopartículas de ouro anfífilas com mistura binária de ligantes para aplicações biológicas. Este protocolo garante reprodutibilidade entre lotes e inclui métodos de caracterização detalhados para validar a qualidade.

Síntese e caracterização de nanopartículas de ouro Anfífilos

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