Chemistry
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합성 및 암화 금 나노 입자의 특성화
Chapters
Summary July 2nd, 2019
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양과성 금 나노 입자는 많은 생물학적 응용 프로그램에서 사용될 수있다. 리간드의 이진 혼합물에 의해 코팅된 금 나노입자를 합성하는 프로토콜과 이들 입자의 상세한 특성화가 제시된다.
Transcript
이 프로토콜은 실험실이 세포, 바이러스 및 단백질 실험에서 사용하는 황포네이트 및 양용 금 나노 입자의 배치 대 배치 재현성을 다룹니다. 이 기술은 합성의 이 모형에 일반적인 무기 오염물질을 해결합니다. 또한 양용 금 나노 입자의 재현성을 보장하기 위해 각 단계 후 검사 및 균형을 소개합니다.
이 기술은 힘들고 인내심이 필요합니다. 난이도의 수준은 규모에 따라 달라지므로 작은 규모로 시작하여 확장하기 전에 각 악기와 단계에 익숙해집니다. 먼저 11-브로모-1-undecdecene, 설피티산, 벤질트리에틸람모늄 브로마이드를 메탄올 200밀리리터와 450밀리리터의 탈량에 1리터 의 바닥 플라스크에 넣습니다.
용액이 무색될 때까지 48시간 동안 102도에서 반응 혼합물을 역류합니다. 작업 후, 둥근 바닥 플라스크에 메탄올의 400 밀리리터에 고립 된 백색 분말을 중단. 필터링 플라스크 및 borosilicate 필터를 사용하여 용액을 필터링하여 메탄올 불용 무기 부산물을 제거합니다.
다음으로, 약 30그램의 나트륨을 1리터 라운드 하단 플라스크에 메탄올 500 밀리리터에 녹입니다. 용액에 2.6배 의 아티오아세산을 넣고 밤새 250와트 UV 램프 앞에 저어줍니다. 반응이 완료되면 메탄올을 완전히 증발시다.
진공 상태에서 분말을 건조한 다음 다이틸 에테르에 분산시십시오. 혼합물을 걸러내고 다이틸 에테르로 고체 제품을 세척하여 디틸 에테르 상류체에 더 이상 착색 물질이 나타나지 않을 때까지 과도한 세오아세틱산을 제거합니다. 고체를 높은 진공 상태에서 건조한 후 메탄올에 녹여 노란색에서 주황색 용액을 생성합니다.
다음으로 3그램의 카본 블랙을 용액에 넣고 힘차게 섞습니다. 그런 다음, 플루티드 필터 용지의 2/3을 커버, Celite를 통해 혼합물을 필터링합니다. MUS를 합성하려면 1리터 라운드 바닥 플라스크에 1개의 어금반 염산과 35그램의 나트륨 11-아세틸티오-undecanesulfonate를 결합합니다.
12시간 동안 102도에서 혼합물을 역류하여 티오아세테이트 군을 갈라서 티올을 얻습니다. 다음 날, 제품을 두 리터 원형 하단 플라스크로 옮기십시오. 용액을 산성으로 유지하고 무기 염의 결정화를 방지하기 위해, 1개의 어금니 나트륨 수산화나트륨의 200 밀리리터와 400 밀리리터의 탈이온화된 물을 플라스크에 추가하여 최종 1리터의 부피를 제공합니다.
깨끗한 용액을 하룻밤 사이에 섭씨 4도에 저장하여 젖을 때 점성이 있는 미세한 고형물로 제품을 구체화합니다. 다음 날, 명확한 상체를 장식합니다. 그런 다음 제품을 50 밀리리터 원심분리기 튜브와 원심분리기로 4000배 g로 5분간 전송합니다.
원심분리에 따라, 상신을 다른 둥근 바닥 플라스크로 디칭한다. 백색 펠릿을 원심분리관으로 옮기고, 고진공 하에서 건조하여 메탄올 수용성 MUS를 약 30%의 수율로 얻습니다. 작은 유리 바이알에서 177.2 밀리그램의 금(III)염화물 삼수화물의 무게를 측정합니다.
이에 따라, 20 밀리리터 유리 바이알에 메탄올의 10 밀리리터에 MUS87 밀리그램을 녹입니다. 고체 물질이 보이지 않도록 초음파 욕조에서 용액을 초음파 처리하여 완전한 용해를 보장합니다. 메탄올 용액에 1-옥타네티올 26 마이크로리터를 넣고 리간드를 혼합하여 교반합니다.
250 밀리리터 라운드 하단 플라스크에 에탄올 100 밀리리터에 500 밀리그램의 나트륨 보로하이드라이드를 추가합니다. 용액이 명확해질 때까지 힘차게 저어줍니다. 금 소금을 500 밀리리터 라운드 하단 플라스크에 100 밀리리터에 넣고 800 RPM에서 저어주면 금소금이 완전히 녹을 때까지 저어줍니다.
다음으로, 반응 혼합물에 리간드 용액을 추가한다. 반투명 노란색에서 탁선 노란색으로 색상 변경으로 표시된 금 티올레이트 복합체가 형성될 때까지 15분 간 기다립니다. 이전에 준비된 보로하이드라이드 나트륨 용액을 반응 혼합물에 드롭와이즈하게 추가하여 분리 깔때기를 사용한다.
방울의 간격 시간을 조정하여 보로하이드라이드 나트륨을 첨가하는 데 약 1시간이 걸리게 합니다. 보로하이드라이드 나트륨 첨가가 완료되면 추가 유입경로를 제거하고 반응 혼합물을 한 시간 동안 저어줍니다. 그런 다음 둥근 바닥 플라스크의 외부에 놓인 자석을 사용하여 자기 저어막대를 제거합니다.
반응 혼합물을 하룻밤 사이에 섭씨 4도에 저장하여 나노 입자를 침전시합니다. 상체 에탄올을 탈수한 후 나머지 침전제를 50밀리리터 원심분리기 튜브및 원심분리기로 4000배 g로 3분간 옮긴다. 원심 분리 후, 상체를 디칭.
소용돌이에 의해 에탄올로 나노 입자를 다시 분산시킵니다. 그런 다음 샘플을 원심분리합니다. 진공 상태에서 나노 입자를 건조하여 잔류 에탄올을 제거합니다.
무료 수성 성 리간드에서 나노 입자를 청소하려면, 탈이온 된 물의 15 밀리리터에 침전물을 용해하고, 30 킬로달톤 차단 분자량의 여과 막을 가진 원심 분리 튜브에 용액을 전송합니다. 나노 입자 용액을 원심 분리하여 4000 배 g로 5 분간 농축합니다. 원심 분리에 따라 15밀리리터의 탈량과 원심분리기를 추가하여 다시 농축합니다.
나노 입자를 관리 가능한 분말로 바꾸려면 나머지 수성 용액을 동결하십시오. 리간드 비에 의해 나노 입자를 특성화하려면 요오드의 밀리리터 메탄올-d4 용액당 150 밀리그램을 준비하십시오. 600 마이크로리터의 용액을 유리 유리 유리병에 약 5밀리그램의 나노입자에 추가하여 나노입자를 식히게 한다.
파라핀 필름으로 바이알의 캡을 감싸고 초음파 욕조에서 20 분 동안 초음파 처리하십시오. 그런 다음 용액을 NMR 튜브로 전송하고 32개의 스캔을 통해 양성자 NMR 스펙트럼을 획득한다. MUS 합성은 여기에 표시됩니다.
각 단계의 제품의 양성자 NMR 스펙트럼은 여기에 표시됩니다. 이진 MUS 옥타네티올 수륙양용 금 나노입자의 합성 워크플로우가 여기에 설명되어 있다. 특성화 하기 전에, 미바운드 프리 리간드에서 나노 입자의 청결을 양성자 NMR에 의해 모니터링 되었다.
나노입자의 크기 분포는 TEM을 특징으로 하며, 이는 평균 직경이 표면적의 약 18.08 나노미터제곱을 가리키는 2.4나노미터, 입자당 부피의 7.23나노미터를 가리키는 것으로 나타났습니다. 국소화된 표면 플라즈마 및 공명 흡수는 UV-vis 스펙트럼을 획득하여 측정하였다. 요오드 에칭 나노입자의 리간드 비율을 결정하기 위한 피크 할당 및 통합을 가진 대표적인 양성자 NMR 스펙트럼이 여기에 나와 있다.
나노입자의 NMR 스펙트럼은 MUS대 옥타네티올의 비율이 85 대 15임을 보여주었다. 나노 입자의 표면 커버리지는 TGA에 의해 검사되었다. TGA 데이터를 기반으로, 리간드 밀도는 나노미터 제곱당 4.8 리간드로 추정될 수 있다.
다양한 신디사이저에서 유래한 옥타네티올의 NMR 비율 대 스토이치오메트릭 비율은 여기에서 비교된다. 이 절차에서 기억해야 할 가장 중요한 것은 MUS 리간드를 준비하는 동안 무기 불순물을 제거하고 다른 쪽에서는 나노 입자의 작동입니다. 이 절차는 리간드의 다양한 조합에 따라 가능하지만 항상 각 배치를 개별적으로 특성화해야 합니다.
예를 들어, 이 절차가 대답할 수 있는 한 가지 질문은, 리간드 비율이 나노 입자의 표면에서 발견되는 stoichiometry에 어느 정도 에 해당하는지입니다. 리간드의 생산을 확장하고 나노 입자의 배치 - 투 - 배치 재현성을 입증, 우리는 생물학 및 의학과 관련된 중요한 질문을 해결할 수 있었습니다. 예를 들어, 우리는 이러한 나노 입자의 virucidal 특성을 확립했다.
UV 램프를 사용할 때는 신중하게 작업하고 액체 질소를 취급할 때 항상 보호 장갑을 착용하십시오. 항상 화학 안전 규칙을 따르십시오.
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