Altın nanorods hidrokinon Esaslı Sentezi
Summary
Bu çalışma, indirgeyici ajan olarak hidrokinon kullanımına göre altın nanoçubuklar sentezi için bir protokol, artı boyutlarını ve en boy oranının kontrol edilmesi için farklı mekanizmaları tarif eder.
Abstract
Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the synthetic methods for the preparation of gold nanorods are still not fully optimized. In this paper we describe a new, highly efficient, two-step protocol based on the use of hydroquinone as a mild reducing agent. Our approach allows the preparation of nanorods with a good control of size and aspect ratio (AR) simply by varying the amount of hexadecyl trimethylammonium bromide (CTAB) and silver ions (Ag+) present in the “growth solution”. By using this method, it is possible to markedly reduce the amount of CTAB, an expensive and cytotoxic reagent, necessary to obtain the elongated shape. Gold nanorods with an aspect ratio of about 3 can be obtained in the presence of just 50 mM of CTAB (versus 100 mM used in the standard protocol based on the use of ascorbic acid), while shorter gold nanorods are obtained using a concentration as low as 10 mM.
Introduction
Altın nanopartiküller (AuNPs) biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere en yaygın ve gelecek vaat eden nano bulunmaktadır. Bunların kullanımı vitro teşhis ürünlerinde nokta-bakım birçok esastır 1. Başka farklı bir dizi uygulamalar için etkin bir araç olarak önerilmiştir. Görüntüleme çalışmaları bir kontrast maddesi olarak, 2, bir ilaç verme sistemi olarak 3 gibi ışık kaynaklı termoterapinin (veya fototermal terapi) için ilaçlar. 4. AuNPs büyük potansiyel son yirmi yılda, tahrik vardır, büyüklüğüne kontrolünü arttırmak ve elde edilen şekil yapabiliyor yeni sentez geliştirme yoğun araştırmalar. 5 AuNPs çeşitleri özel uygulamalar için diğerlerine göre daha uygundur, aslında olmasıdır.
Farklı altın nano arasında, altın nanorods (AuNRs) en ilginç sistemlerinden biri olarak ortaya çıkmıştır. AuNRs iki plasmo ile karakterize edilirboyuna ve enine eksen boyunca elektronların salınım ile ilişkili nic dorukları sırasıyla. 6. çubuklar boy oranına bağlı olarak, en yoğun uzunlamasına tepe pozisyonu tam 620 ila 800 nm ayarlı olabilir özellikle önemlidir . Bu bölge insan dokuları neredeyse AuNPs içeren in vivo fotonik uygulamaları bir dizi gelişimini sağlayan, ışığı absorbe yoktur biyolojik pencere, 7 eşleşir.
Nanoyapıların bu tür büyük bir ilgi olmasına rağmen, AuNRs hazırlanması için sentetik protokoller çeşitli sınırlamalar muzdarip. Pek çok durumda, nanorods Sau ve çalışma arkadaşları tarafından geliştirilen iki aşamalı bir yönteme uygun olarak hazırlanır. 8 kendi protokol, nanorods önceden oluşturulmuş altın tohumu, gümüş iyonları ve büyük bir miktarının varlığında, askorbik asit, altın iyonları indirgeyici sentezlenir heksadesil-trimetilamonyum bromür (CTAB), ACationic lineer yüzey aktif madde.
Bu protokolün dezavantajı altın iyonları azaltma verimi görece düşük olduğu (yaklaşık% 20) 9 ve olduğunu CTAB, sentez reaktifler için toplam maliyetin yarısından fazlasını oluşturan pahalı bir reaktif yüksek miktarda olduğunu, gereklidir. yeni ve daha etkili bir sentetik yol gelişimi AuNRs göre biyomedikal yaklaşımlar yayılmasını sağlayan önemli bir ihtiyaç olduğu oradan kabul edilir.
Bu yazının ilk bölümünde, yaklaşık üç boy oranına sahip AuNR hazırlanması için optimize edilmiş bir protokol mevcut. Sentez hafif indirgeme maddesi olarak hidrokinon kullanımına dayanmaktadır ve CTAB azaltılmış miktarda kullanarak, altın iyonları neredeyse niceliksel azalma AuNR hazırlanmasına olanak vermektedir. 10 AuNRs hazırlanması için bu protokol, temel almaktadır altın tohumları "büyüme, sol içinde kullanılan iki basamaklı bir yaklaşımıKatkı ".
İkinci bölümde ise, biz iki şekilde ayar elde AuNR boyutu ve boy oranı ince nasıl gösterir. askorbik asit dayalı standart protokole benzer ilk yolu, "büyüme çözüm" mevcut gümüş iyonları miktarı değişir etmektir. İkinci yol, iyi tanımlanmış, kısa nanorods elde etmek üzere (firma tarafından, kritik misel konsantrasyonuna yakın) 10 mM'lik bir konsantrasyona kadar düşürülebilir CTAB miktarının değişimi dayanır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada sunulan protokol altın nanorods üretmek için hidrokinon, zayıf bir azalma potansiyeli ile karakterize bir aromatik molekülü geçerlidir. Askorbik asit kullanımına dayalı en yaygın kullanılan sentetik rota doğru mevcut protokolün iki ana avantajı vardır: İlk hidrokinon hemen hemen kantitatif altın nanoçubuklar yüksek miktarda üretim sağlayan altın iyonlarını azaltmak mümkün olmasıdır 11 BS. Radikaller, CTAB daha düşük bir miktarda ve maliyetlerin daha sonra önemli bir aza…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Funding for this research was provided by the Italian Ministry of Health under the frame of EuroNanoMed II (European Innovative Research & Technological Development Projects in Nanomedicine, project title: ”InNaSERSS”).
Materials
| Gold(III) chloride trihydrate | Sigma Aldrich | 520918 | |
| Hydroquinone | Sigma Aldrich | H17902 | |
| Silver Nitrate | Sigma Aldrich | 209139 | toxic |
| Sodium Borohydride | Sigma Aldrich | 480886 | |
| Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) | Sigma Aldrich | H5882 | Acute Tox. (oral). In this study we tested three different batches of CTAB (H5882) from Sigma Aldrich. Two of them were marked as made in China while one as made in India. In our experience only the batches marked as made in China were effective for the preparation of AuNR |
| Spectrophotometer | Thermo scientific | Nanodrop 2000C | |
| TEM | JEOL | 2100 |
Riferimenti
- Zhou, W., Gao, X., Liu, D., Chen, X. Gold Nanoparticles for In Vitro Diagnostics. Chem Rev. 115 (19), 10575-10636 (2015).
- Bao, C., et al. Gold nanoprisms as optoacoustic signal nanoamplifiers for in vivo bioimaging of gastrointestinal cancers. Small. 9 (1), 68-74 (2013).
- Han, G., Ghosh, P., Rotello, V. M. Functionalized gold nanoparticles for drug delivery. Nanomedicine. 2 (1), 113-123 (2007).
- Choi, W. I., et al. Tumor regression in vivo by photothermal therapy based on gold-nanorod-loaded, functional nanocarriers. ACS Nano. 5 (3), 1995-2003 (2011).
- Langille, M. R., Personick, M. L., Zhang, J., Mirkin, C. A. Defining Rules for the Shape Evolution of Gold Nanoparticles . J. Am. Chem. Soc. 134 (35), 14542-14554 (2012).
- Lohse, S. E., Murphy, C. J. The Quest for Shape Control: A History of Gold Nanorod Synthesis. Chem. Mater. 25 (8), 1250-1261 (2013).
- Weissleder, R. A clearer vision for in vivo imaging. Nat. Biotech. 19 (4), 316-317 (2001).
- Sau, T. K., Murphy, C. J. Seeded High Yield Synthesis of Short Au Nanorods in Aqueous Solution. Langmuir. 20 (15), 6414-6420 (2004).
- Ratto, F., Matteini, P., Rossi, F., Pini, R. Size and shape control in the overgrowth of gold nanorods. J. Nanopart. Res. 12, 2029-2036 (2010).
- Morasso, C., et al. Control of size and aspect ratio in hydroquinone-based synthesis of gold nanorods. J. Nanopart. Res. 17, 330-337 (2015).
- Vigderman, L., Zubarev, E. R. High-yield synthesis of gold nanorods with longitudinal SPR peak greater than 1200 nm using hydroquinone as a reducing agent. Chem. Mater. 25 (8), 1450-1457 (2013).
- Walsh, M. J., Barrow, S. J., Tong, W., Funston, A. M., Etheridge, J. Symmetry breaking and silver in gold nanorod growth. ACS Nano. 9 (1), 715-724 (2015).
