Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Синтез и характеристика амфифилических золотых наночастиц

17.7K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/58872

⸱

2 июля 2019 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of Materials, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, 2School of Materials, University of Manchester, 3Interfaculty Institute of Bioengineering, École Polytechnique Fédérale de Lausanne

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Наночастицы амфифилического золота могут быть использованы во многих биологических применениях. Представлен протокол обобщить золотые наночастицы, покрытые бинарной смесью лигандов, и подробную характеристику этих частиц.

Аннотация

Золотые наночастицы, покрытые смесью 1-октанетиола (OT) и 11-меркапто-1-undecane сульфонической кислоты (MUS) были широко изучены из-за их взаимодействия с клеточными мембранами, липидными двуслойиками и вирусами. Гидрофильные лиганды делают эти частицы коллоидно стабильными в входящих растворах, а сочетание с гидрофобными лигандами создает амфифиловую частицу, которая может быть загружена гидрофобными препаратами, предохранителем липидных мембран и противостоять неспецифическим белка адсорбции. Многие из этих свойств зависят от размера наночастиц и состава оболочки лиганда. Поэтому крайне важно иметь воспроизводимый синтетический метод и надежные методы характеристики, которые позволяют определить свойства наночастиц и состав оболочки лиганда. Здесь представлено однофазное химическое сокращение, за которым последует тщательная очистка для синтеза этих наночастиц диаметром менее 5 нм. Соотношение между двумя лигандами на поверхности наночастиц может быть настроено через их стойометрическое соотношение, используемое во время синтеза. Мы демонстрируем, как различные обычные методы, такие как электронная микроскопия передачи (TEM), ядерный магнитный резонанс (NMR), термогравиметрический анализ (TGA) и ультрафиолетовая видимая (УФ-Вис) спектрометрия, объединяются в комплексно характеризуют физико-химические параметры наночастиц.

Введение

Лиганд оболочки золотых наночастиц могут быть разработаны, чтобы показать несколько различных свойств, которые могут быть применены для решения проблем в биомедицине1,2,3,4. Такая универсальность позволяет контролировать межмолекулярные взаимодействия между наночастицамии биомолекулами 5,6,7. Гидрофобность и заряд играют решающую роль, а также другие параметры поверхности,которые влияют на то, как наночастицы взаимодействуют с биомолекулами 5,8,9. Для настройки поверхностных свойств наночастиц выбор молекул тиолата, которые составляют оболочку лиганда, предлагает множество возможностей, в соответствии с испрашиваемыми характеристиками. Например, смесь молекул лиганд с гидрофобными игидрофильные (например, заряженные) конечные группы часто используются для генерации амфифильных наночастиц10,11.

Один из ярких примеров этого типа наночастиц защищен смесью OT и MUS (в дальнейшем называется MUS:OT наночастиц), которые, как было показано, обладают многими соответствующими свойствами12,13,14. Во-первых, с составом оболочки лиганда 66% MUS (далее 66:34 MUS:OT), коллоидная устойчивость наночастиц высока, достигая до 33% в весе в деионизированной воде, а также в фосфат-буферизированном соленом (1x, 4 мМ фосфат, 150 мМ NaCl)15. Более того, эти частицы не осаждается при относительно низких значениях рН: например, при рН 2,3 и при концентрации соли 1 M NaCl15эти наночастицы остаются коллоидно стабильными в течение нескольких месяцев. Stoichiometric соотношение между двумя молекулами на оболочке лиганда имеет важное значение, поскольку он диктует коллоидной стабильности в решениях с высокой ионной силой16.

Эти частицы были показаны, чтобы пройти клеточной мембраны без porating его, через энергонезависимый путь1,12. Спонтанное слияние между этими частицами и липидными двуслойными слоями лежит в основе их диффузии через клеточные мембраны17. Механизмом этого взаимодействия является минимизация контакта между гидрофобной областью поверхности, доступной для растворителя, и молекулами воды при слиянии с липидными двуслойками18. По сравнению с наночастицами all-MUS (наночастицы, имеющие только ЛИганду MUS на их оболочке), более высокая гидрофобность на смешанных наночастицах MUS:OT (например, при составе 66:34 MUS:OT) увеличивает пролет диаметра ядра, который может слиться с липидом двуслойные18. Различные организации самосборки оболочки лиганда коррелируют с различными режимами связывания 66:34 MUS:OT наночастиц с различными белками, такими как альбумин и убиквитин, по сравнению с частицами all-MUS19. Недавно было сообщено, что 66:34 MUS:OT наночастицы могут быть использованы в качестве широкого спектра спектра противовирусного агента, который необратимо разрушает вирусы из-за многовалентных электростатических связей MUS лигандов и нелокальных соединений OT лигандов для капсида белки14. Во всех этих случаях было установлено, что гидрофобное содержание, а также размер ядра наночастиц, определяет, как эти био-нано взаимодействия происходят. Эти разнообразные свойства MUS:OT наночастицы побудили многих исследований компьютерного моделирования, которые направлены на прояснение механизмов, лежащих в основе взаимодействия между частицами MUS:OT и различных биологических структур, таких как липидные дразнители20.

Подготовка наночастиц MUS:OT-защищенных Au создает несколько проблем. Во-первых, заряженный лиганд (MUS) и гидрофобный лиганд (OT) недопустимы. Таким образом, растворимость наночастиц и лигандов должна быть учтена во время синтеза, а также при характеристике. Кроме того, чистота молекул MUS ligand, в частности, содержание неорганических солей в исходном материале – влияет на качество, воспроизводимость, а также на краткосрочную и долгосрочную коллоидную стабильность наночастиц.

Здесь описан подробный синтез и характеристика этого класса амфифилических золотых наночастиц, защищенных смесью MUS и OT. Сообщается, что протокол синтеза отрицательно заряженного лиганда MUS обеспечивает чистоту и, следовательно, воспроизводимость различных синтезов наночастиц. Затем подробно сообщается о процедуре генерации этих наночастиц, основанной на общем однофазном синтезе с последующим тщательным очищением. Различные необходимые методы характеристики21,такие как TEM, UV-Vis, TGA и NMR, были объединены для получения всех необходимых параметров для любых дальнейших биологических экспериментов.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Синтез 11-меркапто-1-undecanesulfonate (MUS)

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол может быть использован в любом желаемом масштабе. Здесь описана шкала 10 г.

  1. Натрий недек-10-энсульфонат
    1. Добавить 11-бромо-1-undecene (25 мл, 111,975 ммоль), сульфит натрия (28,75 г, 227,92 ммоль) и бромид бензилтриэтиламоний (10 мг) к смеси 200 мл метанола (MeOH) и 450 мл деионизированной (DI) воды (4:9 v/v MEOH: HO OO .
    2. Рефлюкс реакционная смесь на 102 градуса Цельсия для 48 ч. Cap системы с механизмом снятия давления, например, воздушный шар с иглой, или просто игла. Эта реакция не чувствительна к атмосферным газам.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Решение становится бесцветным, когда реакция завершена.
    3. Соедините реакционную смесь к роторному испарителю, чтобы испарить MeOH и уменьшить объем примерно до 300 мл.
    4. Перенесите оставшийся раствор в воронку 1 л.
    5. Извлеките оставшийся ваквивый раствор 5x с диэтил-эфиром, используя добавочная воронку. Неотреагированный 11-бромо-1-undecene остается в фазе диэтил эфира и сульфонированный продукт в H2O.
      ВНИМАНИЕ: Отпустите любое давление накопления часто во время извлечения, и проконсультироваться правильное использование добавок воронки.
    6. Соберите окончательный извлеченный раствор воды в 1 l однообразную круглую нижнюю колбу.
    7. Соедините флягу реакции к роторному испарителе, поставив немного жира (или тефлоновые полоски кольца или любой другой герметик) между колбу и ловушкой.
    8. Уменьшите вакуум медленно, чтобы испарять aqueous фазу в роторном испарителе. Поскольку продукт является сурфактантом, вспенивание будет происходить во время испарения. Чтобы обойти эту проблему, следуйте инструкциям на следующем шаге.
      1. Добавьте этанол в смесь, чтобы ускорить испарение H2O и предотвратить вспенивание. При перезапуске из-за снижения содержания этанола прекратите испарение, удалите колбу из роторного испарителя, добавьте больше этанола (около трети от общего объема) и переоборудите колбу с роторным испарителем. Повторите этот процесс до тех пор, пока раствор смеси значительно не уменьшится и не образует пузырьков.
    9. Высушите белый порошок непосредственно путем подключения колбы к высокому вакууму. Чем суше порошок, тем меньше неорганических солей будет ползти в последующие шаги.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Тепло может быть использовано для высыхания продукта, например, удерживая колбу под вакуумом в ванной с 60 градусов цельсия и оставленной на ночь.
    10. Приостановить белый порошок в 400 мл метанола в колбе. Соникат, чтобы растворить максимальное количество продукта.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Цель этого шага состоит в том, чтобы растворить продукт, но не неорганические побочные продукты, такие как избыток сульфита натрия и бромистого натрия, которые имеют ограниченную растворимость в метаноле. Используйте метанол с самым низким содержанием воды возможно, потому что вода в метаноле увеличит растворимость неорганических побочных продуктов в растворителе.
    11. Чтобы увеличить растворимость продукта, метанол можно аккуратно нагревать близко к точке кипения (64 градусов по Цельсию).
      ВНИМАНИЕ: Убедитесь в том, чтобы работать под дымом капот во время нагрева колбы. Пары испаряемого метанола опасны.
    12. Фильтр раствор, чтобы удалить метанол нерастворимые неорганические побочные продукты. Используйте фильтрующую колбу, соединенную с вакуумным насосом, и фильтрующую воронку с количественной фильтровальной бумагой или боросиликатный фильтр. Как продукт, так и неорганические соли являются белыми порошками при сухом: продукт растворяется в метаноле, в то время как соли нет.
    13. Перенесите отфильтрованное решение из фильтрующей колбы в колбу с круглым дном 1 л.
    14. Соедините колбу с роторным испарителем и испарите метаноликовый раствор при 45 градусах Цельсия, растворите белый порошок в метаноле и процедите раствор (протокольные шаги 1.1.7, 1.1.8 и 1.1.9). Повторите этот процесс по крайней мере 2x, чтобы уменьшить количество неорганической соли.
    15. Соберите белый, метанол растворимый порошок (примерно 30 г, в таком масштабе).
    16. Растворите примерно 10 мг продукта в 500 Л л D2O и перенесите раствор в трубку ЯМР.
    17. Выполните 1HMR спектрометрии на продукт в D2O на 400 МГц с 32 сканирования.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Пиковые задания для 1H NMR (D2O) 5,97 (м, 1H), 5,09 (м, 2H), 2,95 (т, 2H), 2,10 (м, 2H), 1,77 (кв, 2H), 1,44 (br s, 12H).
  2. Натрий 11-ацетилтио-undecanesulfonate
    1. Растворите приблизительно 30 г натрия undec-10-enesulfonate (реакционный продукт раздела 1.1) в 500 мл метанола внутри 1 круглого дна колбу. Добавьте в раствор избыток тиоацетической кислоты в 2,6-кратной избыточной тиоацетической кислоты и перемешайте его перед ультрафиолетовой лампой (250 Вт) за одну ночь (12 ч). В случае, если УФ-лампа не доступна, реакция может быть выполнена путем рефлюксирования с помощью радикального инициатора, таких как azobisisisobutyronitrile (AIBN); однако настоятельно рекомендуется использовать ультрафиолетовую лампу.
      ВНИМАНИЕ: Убедитесь в том, чтобы работать под капотом дыма во все времена. Если колбу необходимо транспортировать в другое пространство, где находится уф-лампа, запечатайте колбу, чтобы избежать распространения сильного запаха тиоацетической кислоты. Упражнение уход при эксплуатации УФ-лампы: полностью блокировать пространство, где лампа находится и проконсультироваться с руководством учреждения безопасности о том, как работать УФ лампы.
    2. Мониторинг реакции, принимая аликвоты в размере 2 мл от реакции, испаряйте растворитель и добавляйте деютированную воду, чтобы проверить с 1HMr. Как только пики, соответствующие двойной связи исчезают, остановить реакцию.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Обычно, после 12 ч перед ультрафиолетовой лампой, реакция завершена. Если реакция смесь становится мутной, добавить больше MeOH и продолжить воздействие уф-излучения в течение шести дополнительных часов.
    3. Испарите все MeOH в роторном испарителе до тех пор, пока твердый остаток не станет оранжево-красным. Если оставить достаточно долго, продукт становится коричневым до черного цвета.
      ВНИМАНИЕ: Работайте осознанно из-за сильных запахов от тиоацетической кислоты. Сильные запахи любых разливов тиолата могут быть нейтрализованы с помощью водного раствора отбеливателя (гипохлорит натрия).
    4. Используя фильтрующую колбу, промойте продукт диэтил-эфиром, чтобы удалить излишки тиоацетической кислоты, пока в супернатанте диэтил-эфира не появятся более цветные (оранжево-желтые) вещества. Высушите твердый под высоким вакуумом, а затем растворите его в метаноле, уступив желто-оранжевый раствор.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Добавить достаточно метанола, чтобы растворить продукт.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Цвет может меняться на этом этапе.
    5. Добавьте в раствор 3 г углеродного черного цвета, энергично перемешайте и процедите смесь через фильтрационную среду (см. Таблица Материалов), охватывающую две трети рифленой фильтровальной бумаги.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Пористая структура углеродного черного захватывает цветной побочный продукт материала (и некоторые из продукта). Отфильтрованное решение должно быть четким. Если отфильтрованное решение еще окрашено (желтый), повторите этот процесс.
    6. Выпарить растворитель полностью в роторный испаритель и собрать около 35 г белого порошка.
    7. Растворите 10 мг продукта в 500 л от D2O и перенесите раствор на ЯМР-трубки.
    8. Выполните 1HMr на продукте в D2O на 400 МГц с 32 сканирования.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Пиковые задания для HMR (D2O) 2,93 (т, 4H), 2,40 (ы, 3H), 1,77 (м, 2H), 1,62 (м, 2H), 1,45 (br s, 14H).
  3. 11-меркапто-1-undecanesulfonate (MUS)
    1. Рефлюкс натрия 11-ацетилтио-undecanesulfonate при 102 кв С в 400 мл 1 М HCl на 12 ч, чтобы расщеплять thioacetate группы и получить тиол.
    2. Перенесите продукт в колбу 1,5 л или 2 л с круглого дна. Добавьте 200 мл 1 М НаОГ к окончательному решению и подогнайте его 400 мл воды DI, чтобы иметь окончательный объем 1 л. Это позволит сохранить раствор кислым и предотвратить кристаллизацию неорганических солей в качестве побочного продукта.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Полная нейтрализация раствора рН 7 приведет к кристаллизации продукта, нерастворимого в метаноле.
    3. Держите четкое решение при 4 градусах Цельсия, и он кристаллизуется в одночасье. Продукт кристаллизуется как тонкие кристаллы, которые вязкие, когда мокрые.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы ускорить кристаллизацию, добавьте presynthesized MUS к решению, если таковой имеется.
    4. Декант ясно супернатант и центрифуга вниз вязкий белый продукт в 50 мл центрифуговых труб в течение 5 мин на 4000 х г.
    5. Декант супернатант в другую колбу и высушить белые гранулы под высоким вакуумом - в зависимости от центрифуги доступны, это может быть 2 - 16 труб или более.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Фильтрация не рекомендуется из-за сурфактантного характера продукта; чрезмерное пенообразующее произойдет, и большая часть продукта будет потеряна.
    6. Соберите примерно 12 г (около 30% урожайности) метаноловорастворимого МУС с этого шага очистки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Имейте в виду, что порошок штраф и электростатического-он, как правило, придерживаться шпателей и поверхностей контейнеров. Кроме того, больше материала можно извлечь из супернатанта шага центрифугации, сократив объем (примерно до трети от его первоначального значения) и удерживая его на уровне 4 градусов по Цельсию. Снижение объема еще больше (на 75%) увеличить урожайность на этом этапе.
    7. Растворите 10 мг продукта в 500 л от D2O и перенесите раствор на ЯМР-трубки.
    8. Выполните 1HMr на продукте в D2O на 400 МГц с 32 сканирования.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Пиковые задания H Mr (D2O) 2,93 (т, 4H), 2,59 (т, 3H), 1,78 (м, 2H), 1,65 (м, 2H), 1,44 (br s, 14H). Расчетная моляровая масса (включая счетчик натрия) продукта составляет 290,42 г/мол.

2. Синтез наночастиц: Подготовка реагентов

  1. Очистите всю стеклянную посуду (один 250 мл и один 500 мл однолевой кругло-нижней колбы, воронку 100 мл и небольшую воронку) со свежими водными региями (три части соляной кислоты на одну часть азотной кислоты). Промыть стеклянную посуду с избыточным количеством воды внутри дыма капот и удалить все пары. Затем промыть стеклянную посуду этанолом и высушить в лабораторной стеклянной духовке (рекомендуется 40 - 60 градусов по Цельсию).
  2. Взвешивание 177,2 мг (0,45 ммоль) золота (III) тригидрат хлорида (HAuCl4Х3H2O) в небольшой стеклянный флакон (10 или 20 мл чистых стеклянных флаконов, или на бумаге для взвешивания).
  3. Вес 87 мг (0,3 ммоль) MUS в стеклянной флакон20 мл.
  4. Добавьте 10 мл метанола, чтобы растворить MUS. Соните его в ультразвуковой ванне, пока не будет видно твердого материала, чтобы обеспечить полное растворение.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В качестве альтернативы, используя тепловую пушку или теплую ванну (60 градусов по Цельсию), нагреть раствор осторожно. При нагревании, запустить холодную воду через внешнюю часть колбы, чтобы вернуть его к комнатной температуре.
  5. Добавьте 26 кЛ (0,15 ммоль) ОТ в раствор метанола и агитировать его, чтобы смешать лиганды.
  6. Взвесить 500 мг (13 ммоль)борогидрида натрия (NaBH 4) и добавить его в 100 мл этанола в 250 мл круглого дна колбу. Энергично перемешайте с помощью магнитного перемешивания (600 - 800 об/мин). (NaBH4 занимает от 10 до 20 минут, в зависимости от сорта, чтобы сформировать четкое решение в этанол.)

3. Синтез золотых наночастиц

  1. Растворите золотую соль в 100 мл этанола в колбе круглого дна 500 мл и начните помешивать при 800 об/мин с помощью магнитной панели на перемешивающейся пластине. Убедитесь, что золотая соль полностью растворяется.
  2. Поместите воронку 100 мл над кругло-нижней колбе. Положите воронку на верхней части воронки добавления с количественным бумажным фильтром внутри. Когда NaBH4 растворится в этаноле, начните фильтровать раствор в добавочной воронке через фильтровальную бумагу в воронке.
  3. Добавьте раствор лиганда в реакционную смесь. Подождите 15 минут для формирования золото-тиолатного комплекса. Изменение цвета реакционной смеси с полупрозрачного желтого на мутный желтый указывает на формирование золотистого тиолата комплекса.
  4. Начните добавлять отфильтрованное решение NaBH4 из воронки добавленной воронки dropwise. Отрегулируйте интервал времени капель так, чтобы добавление NaBH4 занимает около 1 ч.
  5. После полного добавления NaBH4,удалить воронку. Держите перемешивания реакции еще на час. В конце реакции, удалить магнитные перемешивания бар с помощью магнита, размещенного на внешней стороне колбы.
  6. Используйте перегородку, чтобы закрыть колбу и проколоть иглу в перегородку, чтобы освободить H2 газа, который будет развиваться после реакции.
  7. Держите реакционную смесь в лабораторном холодильнике (4 кВ), чтобы осаждать наночастицы на ночь.

4. Работа синтеза

  1. Декант супернатант этанола, чтобы уменьшить объем.
  2. Перенесите оставшийся осадок на 50 мл центрифуговых труб окни и центрифугу на 3 мин при 4000 х г.
  3. Декант супернатант, разогнать наночастицы снова с этанолом путем вихря, и центрифуги их снова. Повторите этот процесс стирки 4x.
  4. Высушите наночастицы под вакуумом, чтобы удалить остаточный этанол.
  5. Чтобы очистить наночастицы от свободных гидрофильных лигандов/молекул, растворить осадки в 15 мл воды DI и перенести их в центрифугные трубки с фильтрационной мембраной молекулярного веса 30 кДА. Диализ также поддается для этой процедуры.
  6. Centrifuge эти трубы в течение 5 мин на 4000 х г, чтобы сконцентрировать раствор наночастиц.
  7. Добавьте 15 мл воды DI к этому раствору и центрифугу, чтобы снова сконцентрироваться. Повторите этот процесс очистки по крайней мере 10x.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Одним из признаков того, что водорастворимые примеси были удалены, является отсутствие пены при агитации водных отходов; в конце концов, большинство примесей дисульфиды MUS с самим собой или с OT (это может быть определено путем сбора материала и выполнения 1H NMR).
  8. После центрифугации перенесите концентрированные наночастицы в центрифугу мощностью 15 мл. Чтобы превратить наночастицы в управляемый порошок, либо осаждает их в растворителе, таком как ацетон, либо замораживают сухой оставшийся ваквочный раствор. Когда лиофилизированные, наночастицы, как правило, образуют свободный порошок, который прилипает к поверхности и может быть трудно манипулировать.

5. Характеристика наночастиц

  1. Чистоты
    1. Чтобы проверить, свободны ли наночастицы от неограниченных лигандов, растворите 5 мг сухих наночастиц в 600 Л Л d2O и выполните 1HMR измерение частиц. Если нет резких пиков лигандов, это означает, что наночастицы свободны от мелких органических молекул.
  2. Коэффициент лиганда
    1. Приготовьте 20 мг/мл метанола-d4 раствора йода. Добавьте 600 л этого раствора в 5 мг наночастиц в стеклянном флаконе, чтобы вытравить наночастицы.
    2. Оберните крышку флакона парафинаи пленкой и снизите ее в ультразвуковую ванну в течение 20 минут. Перенесите раствор в трубку ЯМР и приобретите спектр 1HMr (400 МГц) с 32 сканами.
  3. Плотность лиганда
    1. Перенесите от 2 до 8 мг наночастиц в тигель TGA. Выбирайте температурный диапазон от 30 градусов по Цельсию до 900 градусов по Цельсию и скорость 5 градусов в минуту под газом N2.
  4. Распределение размера
    1. Tem
      1. Приготовьте раствор наночастиц 0,1 мг/мл в воде DI. Капля 5 qL подготовленного раствора на 400-сетчатую медную сетку, поддерживаемую углеродом. Подождите, пока он высохнет.
      2. Перенесите сетку в держатель TEM и вставьте ее в микроскоп. Приобретите 5 - 10 изображений с увеличением не менее 64 000X, управляемых при 200 кВ.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Для увеличения контраста можно вставить объективную диафрагму в 20 нм.
    2. УФ-Вис спектра
      1. Приготовьте раствор наночастиц 0,2 мг/мл в воде DI.
      2. Поместите необходимое количество этого раствора в кварцевый кювет и сканировать от 200 нм до 700 нм.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Реакционные шаги для синтеза MUS показаны на рисунке 1. Спектры 1H NMR продукта каждого шага представлены на рисунке 2. Процесс синтеза двоичных наночастиц амфифилического золота MUS:OT описан на рисунке 3. После синтеза, работа наночастиц состояла из мытья частиц несколько раз с этанолом и DI воды. До любой характеристики наночастиц чистота наночастиц из несвязанных свободных лигандов отс...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Этот протокол описывает сначала синтез ЛИганда MUS, а затем синтез и характеристику амфифилических НАночастиц ЗОЛОТА MUS:OT. Синтез MUS с минимальным содержанием соли обеспечивает лучшую надежность стоихиометрического соотношения между лигандами во время синтеза наночастиц, что является ключевым фактором для воспроизводимого синтеза MUS:OT наночастиц с целевым гидрофобным содержание(рисунок 8). Использование метанола в качестве общего растворителя для MUS и OT, наряду с синтезом частиц в эта...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

З.П.Г. и F.S. благодарят Швейцарский национальный научный фонд и, в частности, NCCR «Молекулярное инженерия систем». З.Л. и Ф.С. благодарят грант Швейцарского национального научного фонда No2. Все авторы благодарят Куи Онга за плодотворные дискуссии и за коррективы рукописи.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
11-бром-1-ундеценSigma Aldrich467642-25 мл
Сульфит натрияSigma AldrichS0505-250 г
Бензилтриэтил-аммония бромидSigma Aldrich147125-25 г
МетанолVWRBDH1135-2,5 LP
DI водаMilliporeZRXQ003WWДеионизированная вода
1 л круглый нижняя колбаDURAN24 170 56
Диэтиловый эфирSigma Aldrich1.00930 EMD Millipore
МешалкаSigma AldrichZ329207,Dow
Corning Высоковакуумная смазкаSigma AldrichZ273554 ALDRICH
Фильтрующая колбаDURAN20 201 63
Фильтрующая воронка БюхнераFisherSci
Этанол >99,8%, ACS, РеагентVWR2081.321DP
Диоксид дейтерияSigma Aldrich151882 ALDRICH
Тиоуксусная кислота 96%Sigma AldrichT30805 ALDRICH
Carbon blackSigma Aldrich05105-1KG
Celite Sigma AldrichD3877 SIGMA-ALDRICHФильтрующая среда
КонденсаторSigma AldrichZ531154
Соляная кислота, реагент ACS 37%Sigma Aldrich320331 SIGMA-ALDRICH
Гидроксид натрия, BioXtra, пеллеты (безводные)Sigma AldrichS8045 SIGMA-ALDRICH
Центрифуга пробиркиVWR525-0155P
250 мл круглодонная колбаDURAN24 170 37
Колба с круглым дном 500 млDURAN24 170 46
Азотная кислота, реагент fACS 70%Sigma Aldrich438073 SIGMA-ALDRICH
Тригидрат золота(III) хлорида >99,9% на основе микропримесей металловSigma Aldrich520918 ALDRICH
1-октанэтиол >98,5%Sigma Aldrich471836 ALDRICH
Боргидрид натрия purum p.a.>96%Sigma Aldrich71320 ALDRICH
ВоронкаSIgma AldrichZ330655 SIGMA
ВоронкаDURAN21 351 46
2V сложенная фильтровальная бумагаWhatman1202-150
Amicon фильтрыMerckUFC903024
Йод, реагент ACS, >99,8%, твердыйSigma Aldrich207772 SIGMA-ALDRICH
5 мм ЯМР-трубки, тип 5HP (высокая точность)Armar32210.503Длина 178 мм
Метанол-d4 99,8 атом%DArmar16400.2035
Тигель TGAThepro9095-9270.45
400 меш медная сетка с углеродной опоройЭлектронная микроскопия ScienceCF400-Cu
кювета из кварцаHellma Analytics100-1-40
11707335 добавления

Ссылки

  1. Verma, A., et al. Effect of surface properties on nanoparticle-cell interactions. Small. 6 (1), 12-21 (2010).
  2. Yeh, Y. -C., et al. Gold nanoparticles: preparation, properties, and applications in bionanotechnology. Nanoscale. 4 (6), 1871-1880 (2012).
  3. Mirza, A. Z. A novel drug delivery system of gold nanorods with doxorubicin and study of drug release by single molecule spectroscopy. Journal of Drug Targeting. 23 (1), 52-58 (2015).
  4. Mirza, A. Z., et al. Fabrication and characterization of doxorubicin functionalized PSS coated gold nanorod. Arabian Journal of Chemistry. , In Press (2014).
  5. Nel, A. E., et al. Understanding biophysicochemical interactions at the nano-bio interface. Nature Materials. 8 (7), 543-557 (2009).
  6. Yeo, E. L. L., et al. Protein Corona around Gold Nanorods as a Drug Carrier for Multimodal Cancer Therapy. ACS Biomaterials Science and Engineering. 3 (6), 1039-1050 (2017).
  7. Lin, J., et al. Cell membranes open "doors" for cationic nanoparticles/ biomolecules: Insights into uptake kinetics. ACS Nano. 7 (12), 10799-10808 (2013).
  8. Saha, K., et al. Regulation of Macrophage Recognition through the Interplay of Nanoparticle Surface Functionality and Protein Corona. ACS Nano. 10 (4), 4421-4430 (2016).
  9. Moyano, D. F., et al. Fabrication of corona-free nanoparticles with tunable hydrophobicity. ACS Nano. 8 (7), 6748-6755 (2014).
  10. Pengo, P., et al. Gold nanoparticles with patterned surface monolayers for nanomedicine: current perspectives. European Biophysics Journal. 46 (8), 749-771 (2017).
  11. Kuna, J. J., et al. The effect of nanometre-scale structure on interfacial energy. Nature Materials. 8 (10), 837-842 (2009).
  12. Verma, A., et al. Surface-structure-regulated cell-membrane penetration by monolayer-protected nanoparticles. Nature Materials. 7 (7), 588-595 (2008).
  13. Van Lehn, R. C., et al. Lipid tail protrusions mediate the insertion of nanoparticles into model cell membranes. Nature Communications. 5, 4482-4493 (2014).
  14. Cagno, V., et al. Broad-spectrum non-toxic antiviral nanoparticles with a virucidal inhibition mechanism. Nature Materials. 17 (2), 195-203 (2018).
  15. Uzun, O., et al. Water-soluble amphiphilic gold nanoparticles with structured ligand shells. Chemical Communications. 2 (2), 196-198 (2008).
  16. Huang, R., et al. Colloidal stability of self-assembled monolayer-coated gold nanoparticles: The effects of surface compositional and structural heterogeneity. Langmuir. 29 (37), 11560-11566 (2013).
  17. Carney, R. P., et al. Electrical method to quantify nanoparticle interaction with lipid bilayers. ACS Nano. 7 (2), 932-942 (2013).
  18. Van Lehn, R. C., et al. Effect of particle diameter and surface composition on the spontaneous fusion of monolayer-protected gold nanoparticles with lipid bilayers. Nano Letters. 13 (9), 4060-4067 (2013).
  19. Huang, R., et al. Effects of surface compositional and structural heterogeneity on nanoparticle-protein interactions: Different protein configurations. ACS Nano. 8 (6), 5402-5412 (2014).
  20. Van Lehn, R. C., et al. Free energy change for insertion of charged, monolayer-protected nanoparticles into lipid bilayers. Soft Matter. 10 (4), 648-658 (2014).
  21. Ong, Q., et al. Characterization of Ligand Shell for Mixed-Ligand Coated Gold Nanoparticles. Accounts of Chemical Research. 50 (8), 1911-1919 (2017).
  22. Marbella, L. E., et al. NMR techniques for noble metal nanoparticles. Chemistry of Materials. 27 (8), 2721-2739 (2015).
  23. Templeton, A. C., et al. Reactivity of Monolayer-Protected Gold Cluster Molecules Steric Effects. Journal of American Chemical Society. 120 (8), 1906-1911 (1998).
  24. Harkness, K. M., et al. A structural mass spectrometry strategy for the relative quantitation of ligands on mixed monolayer-protected gold nanoparticles. Analytical Chemistry. 82 (22), 9268-9274 (2010).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Состав лигандной оболочкипросвечивающая электронная микроскопияядерный магнитный резонанстермогравиметрический анализультрафиолетовая и видимая спектрометрияраспределение наночастиц по размеруизмерение плотности лигандовсинтез октантиола MUSочистка наночастиц
Синтез и характеристика амфифилических золотых наночастиц
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.