Idrochinone Based Sintesi di oro Nanorods
Summary
Questo documento descrive un protocollo per la sintesi di nanotubi oro, basato sull'utilizzo di idrochinone come agente riducente, più i vari meccanismi di controllo loro dimensioni e proporzioni.
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
nanoparticelle di oro (AuNPs) sono una delle nanostrutture più diffuse e promettenti per essere utilizzato in applicazioni biomediche. Il loro impiego è indispensabile molti point-of-care la diagnosi in vitro prodotti 1 Sono stati proposti come uno strumento efficace per una serie di altre applicazioni diverse:. Come agente di contrasto in studi di imaging, 2 come sistema drug delivery 3 e come farmaci per termoterapia indotta dalla luce (o terapia fototermica). 4 la grande potenzialità di AuNPs è guidato, negli ultimi venti anni, intensa ricerca sullo sviluppo di nuova sintesi che è in grado di aumentare il controllo sulla dimensione e forma ottenuta. 5 Questo perché diversi tipi di AuNPs infatti, sono più adatti di altri per applicazioni specifiche.
Tra le diverse nanostrutture oro, nanorods oro (AuNRs) sono emersi come uno dei sistemi più interessanti. AuNRs sono caratterizzati da due plasmopicchi nic associati con l'oscillazione degli elettroni lungo la longitudinale e gli assi trasversali, rispettivamente. 6 è particolarmente importante che la posizione del picco più intenso longitudinale può essere sintonizzato precisamente tra 620 e 800 nm, a seconda del formato delle aste . Questa regione corrisponde finestra biologica, 7 dove i tessuti umani quasi non assorbono la luce, consentendo lo sviluppo di una serie di applicazioni fotoniche in vivo coinvolgono AuNPs.
Nonostante il grande interesse per questo tipo di nanostrutture, i protocolli di sintesi per la preparazione di AuNRs soffrono di diversi limiti. Nella maggior parte dei casi, nanorods vengono preparati secondo un metodo in due fasi sviluppato da Sau e collaboratori. 8 Nella loro protocollo, nanorods sono sintetizzati riducendo ioni di oro con acido ascorbico in presenza di semi oro preformati, gli ioni d'argento e una grande quantità di esadecil trimetilammonio bromuro (CTAB), ACtensioattivo lineari ationic.
Lo svantaggio di questo protocollo è che la resa di riduzione di ioni oro è relativamente bassa (circa 20%) 9 e che una quantità elevata di CTAB, un reagente costoso che rappresenta più della metà del costo totale per i reagenti nella sintesi, è necessario. Lo sviluppo di un nuovo e più efficace via di sintesi è considerato quindi ad essere una necessità importante, permettendo la diffusione di approcci biomedici basati su AuNRs.
Nella prima parte del presente documento, presentiamo un protocollo ottimizzato per la preparazione di AuNR avente una proporzione di circa tre. La sintesi si basa sull'uso di idrochinone come agente riducente delicato e permette la preparazione di AuNR con una riduzione quasi quantitativa di ioni di oro, facendo uso di una quantità ridotta di CTAB. 10 Questo protocollo per la preparazione dei AuNRs si riferiscono su un approccio a due fasi in cui i semi oro sono utilizzati in un "sol crescitaution ".
Nella seconda parte, mostriamo come regolare con precisione il rapporto di dimensioni e aspetto del AuNR ottenuto in due modi. Il primo modo, simile al protocollo standard a base di acido ascorbico, è quello di variare la quantità di ioni d'argento presenti nel "soluzione di crescita". Il secondo modo è basato sulla variazione della quantità di CTAB che può essere ridotto fino ad una concentrazione di 10 mM (vicino alla concentrazione micellare critica comunicate dal fornitore) per ottenere nanotubi brevi ben definiti.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il protocollo qui presentata si applica idrochinone, una molecola aromatica caratterizzata da un potenziale di riduzione deboli, per produrre nanorods oro. Ci sono due vantaggi principali del presente protocollo verso la via di sintesi più comunemente impiegato basato sull'uso di acido ascorbico: il primo è che l'idrochinone è in grado di ridurre quasi quantitativamente gli ioni d'oro che permettono la produzione di una maggiore quantità di nanotubi oro 11 La. quest'ultimo è dato dal fatt…
Declarações
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 |
Referências
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