Summary

실버 씨앗 중재 성장 방법과 골드 Nanostar 합성

Published: January 15, 2012
doi:

Summary

우리는 은색 씨앗 중재의 성장 방법을 사용하여 별 모양의 골드 nanostars을 합성. nanostars의 직경이 200-300 nm의 범위에서 및 도움말의 숫자 7에서 10에 따라 다릅니다. nanoparticles는 가까운 적외선 중심으로 광범위한 표면 plasmon 공진 모드를있다.

Abstract

나노 스케일 colloids의 물리적, 화학적 및 광학 성질들은 재료 성분, 크기와 모양 1-5에 따라 달라집니다. 사진 열 절제, 약물 전달 및 기타 여러 생명 의학 애플 리케이션 6 나노 colloids를 사용하여 큰 관심이 있습니다. 골드는 특히 때문에 낮은 독성 7-9 중 사용됩니다. 금속 나노 colloids의 속성들은 강력한 표면 plasmon 공명 10 가질 수 있습니다. 표면 plasmon 공명 모드의 절정은 금속 나노 colloids의 구조와 구성에 따라 달라집니다. 표면 plasmon 공명 모드가 빛을 자극되기 때문에 생물 학적 조직 투과율이 11, 12 최대한의 어디에 가까운 적외선의 최대 흡광도를 가질 필요가있다.

우리는 또한 별 모양 nanoparticles 13-15 또는 nanostars 16 알려져 별 모양의 금 콜로이드를 합성하는 방법을 제시한다. 이 방법은로 기반황금 colloids 17-22의 비등 방성 성장을위한 nucleating 에이전트로 사용되는 은색 씨앗을 포함 olution. 결과 금 콜로이드의 스캐닝 전자 현미경 (SEM) 분석은 nanostructures의 70 %가 nanostars 것을 보여주었다. 입자의 다른 30 ​​% decahedra 및 rhomboids의 비정질 클러스터했다. nanostars의 흡광도 피크는 가까운 적외선 (840 NM)에 있어야 발견했습니다. 따라서, 우리의 방법은 특히 사진 열 절제를 위해, 생명 의학 애플 리케이션에 적합한 골드 nanostars을 생산하고 있습니다.

Protocol

1. 실버 종자 준비 임의의 질량을 감수하면서 deionized (DI) 물 10 ML로 혼합하여 실버 질산 (AgNO 3) 재고 솔루션을 준비합니다. 솔루션의 molarity을 계산합니다. 라이트에서 분리 어두운 장소에 솔루션을 보관하십시오. 5 MM 솔루션을 만들기 위해 DI 물 10 ML에 나트륨 구연산 tribasic의 14.7 MG (나 3 C 6 H 5 O 7) 추가합니다. 파우더가 해산 때까지 병을 흔?…

Discussion

이 작품에서 우리는 실버 종자를 사용하여 골드 nanostars를 종합하는 방법을 제시합니다. 우리는 실버 씨앗이 nanostars의 70 %를 생산 수율 결과 것으로 나타났습니다. nanostars 800 NM 850 NM 7, 23 사이를 중심으로 그들의 표면 plasmon 공진 모드에 해당하는 가까운 적외선 흡수 피크를,있다. 이러한 속성 속성은 우리의 골드 nanostars 이러한 사진 열 절제로 24-26 생물 의학 응용 프로그램에 사용…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구는 재료의 연구와 교육에 대한 국립 과학 재단 (National Science Foundation) 협력 (PREM) 부여 번호 DMR – 0934218에 의해 지원되었다. 또한 연구 자원에 대한 국립 센터에서 보너스 번호 2G12RR013646 – 11에 의해 지원되었다. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 연구 자원이나 국립 보건원에 대한 국립 센터의 공식 견해를 대변하지 않습니다.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Purity
Sodium citrate tribasic dehydrate Sigma S4641 99.0 %
Silver nitrate Aldrich 204390 99.9999 %
Sodium borohydride Aldrich 213462 99 %
L-Ascorbic acid Sigma-Aldrich 255564 99+ %
Gold chloride trihydrate Aldrich 520918 99.9+ %
Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) Sigma H6269  
Name of equipment Company Comments
JEOL 2010-F JEOL Transmission electron microscope
Hitachi S-5500 Hitachi Used in scanning electron microscope mode
Olis Cary-14 spectrophotometer Olis Spectrophotometer

Riferimenti

  1. Irimpan, L., Nampoori, V. P. N., Radhakrishnan, P., Krishnan, B., Deepthy, A. Size-dependent enhancement of nonlinear optical properties in nanocolloids of ZnO. Journal of Applied Physics. 103, (2008).
  2. Sharma, V., Park, K., Srinivasarao, M. Colloidal dispersion of gold nanorods: Historical background, optical properties, seed-mediated synthesis, shape separation and self-assembly. Materials Science and Engineering: R: Reports. 65, 1-38 (2009).
  3. El-Sayed, M. A. Some interesting properties of metals confined in time and nanometer space of different shapes. Accounts of Chemical Research. 34, 257-2564 (2001).
  4. Daniel, M. C., Astruc, D. Gold nanoparticles: assembly, supramolecular chemistry, quantum-size-related properties, and applications toward biology, catalysis, and nanotechnology. Chemical reviews. 104, 293-346 (2004).
  5. Burda, C., Chen, X., Narayanan, R., El-Sayed, M. A. Chemistry and Properties of Nanocrystals of Different Shapes. Chemical reviews. 105, 1025-1102 (2005).
  6. Hu, M., Chen, J. Y. X., Li, J. Y., Au, L., Hartland, G. V., Li, X. D., Marquez, M., Xia, Y. N. Gold nanostructures: engineering their plasmonic properties for biomedical applications. Chemical Society Reviews. 35, 1084-1094 (2006).
  7. Seo, J. T., Yang, Q., Kim, W. J., Heo, J., Ma, S. M., Austin, J., Yun, W. S., Jung, S. S., Han, S. W., Tabibi, B., Temple, D. Optical nonlinearities of Au nanoparticles and Au/Ag coreshells. Opt. Lett. 34, 307-309 (2009).
  8. Jeong, S., Choi, S. Y., Park, J., Seo, J. -. H., Park, J., Cho, K., Joo, S. -. W., Lee, S. Y. Low-toxicity chitosan gold nanoparticles for small hairpin RNA delivery in human lung adenocarcinoma cells. Journal of Materials Chemistry. 21, 13853-13859 (2011).
  9. Huang, X., Jain, P. K., El-Sayed, I. H., El-Sayed, M. A. Gold nanoparticles: interesting optical properties and recent applications in cancer diagnostics and therapy. Nanomedicine. 2, 681-693 (2007).
  10. Link, S., El-Sayed, M. A. Shape and size dependence of radiative, non-radiative and photothermal properties of gold nanocrystals. International Reviews in Physical Chemistry. 19, 409-453 (2000).
  11. El-Sayed, I. H., Huang, X. H., El-Sayed, M. A. Selective laser photo-thermal therapy of epithelial carcinoma using anti-EGFR antibody conjugated gold nanoparticles. Cancer Letters. 239, 129-135 (2006).
  12. O’Neal, D. P., Hirsch, L. R., Halas, N. J., Payne, J. D., West, J. L. Photo-thermal tumor ablation in mice using near infrared-absorbing nanoparticles. Cancer Letters. 209, 171-176 (2004).
  13. Nehl, C. L., Liao, H. W., Hafner, J. H. Optical properties of star-shaped gold nanoparticles. Nano Letters. 6, 683-688 (2006).
  14. Pazos-Perez, N., Rodriguez-Gonzalez, B., Hilgendorff, M., Giersig, M., Liz-Marzan, L. M. Gold encapsulation of star-shaped FePt nanoparticles. Journal of Materials Chemistry. 20, 61-64 (2010).
  15. Sahoo, G. P., Bar, H., Bhui, D. K., Sarkar, P., Samanta, S., Pyne, S., Ash, S., Misra, A. Synthesis and photo physical properties of star shaped gold nanoparticles. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. , 375-371 (2011).
  16. Senthil Kumar, P., Pastoriza-Santos, I., Rodriguez-Gonzalez, B., Garcia de Abajo, F. J., Liz-Marzan, L. M. High-yield synthesis and optical response of gold nanostars. Nanotechnology. 19, (2008).
  17. Goodrich, G. P., Bao, L. L., Gill-Sharp, K., Sang, K. L., Wang, J., Payne, J. D. Photothermal therapy in a murine colon cancer model using near-infrared absorbing gold nanorods. Journal of Biomedical Optics. 15, (2010).
  18. Zhang, D., Neumann, O., Wang, H., Yuwono, V. M., Barhoumi, A., Perham, M., Hartgerink, J. D., Wittung-Stafshede, P., Halas, N. J. Gold Nanoparticles Can Induce the Formation of Protein-based Aggregates at Physiological pH. Nano Lett. 9, 666-671 (2009).
  19. Alkilany, A. M., Nagaria, P. K., Hexel, C. R., Shaw, T. J., Murphy, C. J., Wyatt, M. D. Cellular uptake and cytotoxicity of gold nanorods: molecular origin of cytotoxicity and surface effects. Small. 5, 701-708 (2009).
  20. Sun, L., Liu, D., Wang, Z. Functional gold nanoparticle-peptide complexes as cell-targeting agents. Langmuir. 24, 10293-10297 (2008).
  21. Park, J., Estrada, A., Sharp, K., Sang, K., Schwartz, J. A., Smith, D. K., Coleman, C., Payne, J. D., Korgel, B. A., Dunn, A. K., Tunnell, J. W. Two-photon-induced photoluminescence imaging of tumors using near-infrared excited gold nanoshells. Opt. Express. 16, 1590-1599 (2008).
  22. Nikoobakht, B., El-Sayed, M. A. Preparation and growth mechanism of gold nanorods (NRs) using seed-mediated growth method. Chemistry of Materials. 15, 1957-1962 (2003).
  23. Hao, F., Nehl, C. L., Hafner, J. H., Nordlander, P. Plasmon resonances of a gold nanostar. Nano Letters. 7, 729-732 (2007).
  24. Hao, F., Nordlander, P., Sonnefraud, Y., Dorpe, P. V. a. n., Maier, S. A. Tunability of Subradiant Dipolar and Fano-Type Plasmon Resonances in Metallic Ring/Disk Cavities: Implications for Nanoscale Optical Sensing. ACS Nano. 3, 643-652 (2009).
  25. Sweeney, C. M., Hasan, W., Nehl, C. L., Odom, T. W. Optical Properties of Anisotropic Core-Shell Pyramidal Particles. Journal of Physical Chemistry A. 113, 4265-4268 (2009).
  26. Dickerson, E. B., Dreaden, E. C., Huang, X. H., El-Sayed, I. H., Chu, H. H., Pushpanketh, S., McDonald, J. F., El-Sayed, M. A. Gold nanorod assisted near-infrared plasmonic photothermal therapy (PPTT) of squamous cell carcinoma in mice. Cancer Letters. 269, 57-66 (2008).
  27. Jana, N. R., Gearheart, L., Murphy, C. J. Wet chemical synthesis of high aspect ratio cylindrical gold nanorods. Journal of Physical Chemistry B. 105, 4065-4067 (2001).
  28. Jana, N. R., Gearheart, L., Murphy, C. J. Seed-mediated growth approach for shape-controlled synthesis of spheroidal and rod-like gold nanoparticles using a surfactant template. Advanced Materials. 13, 1389-1393 (2001).
  29. Xiao, J., Qi, L. Surfactant-assisted, shape-controlled synthesis of gold nanocrystals. Nanoscale. 3, 1383-1396 (2011).
  30. Tao, A. R., Habas, S., Yang, P. Shape control of colloidal metal nanocrystals. Small. 4, 310-325 (2008).
  31. Cole, J. R., Mirin, N. A., Knight, M. W., Goodrich, G. P., Halas, N. J. Photothermal Efficiencies of Nanoshells and Nanorods for Clinical Therapeutic Applications. Journal of Physical Chemistry C. 113, 12090-12094 (2009).
  32. Choi, J. S., Park, J. C., Nah, H., Woo, S., Oh, J., Kim, K. M., Cheon, G. J., Chang, Y., Yoo, J., Cheon, J. A hybrid nanoparticle probe for dual-modality positron emission tomography and magnetic resonance imaging. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 47, 6259-6262 (2008).
  33. Chithrani, B. D., Ghazani, A. A., Chan, W. C. W. Determining the Size and Shape Dependence of Gold Nanoparticle Uptake into Mammalian Cells. Nano Letters. 6, 662-668 (2006).

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Citazione di questo articolo
Kereselidze, Z., Romero, V. H., Peralta, X. G., Santamaria, F. Gold Nanostar Synthesis with a Silver Seed Mediated Growth Method. J. Vis. Exp. (59), e3570, doi:10.3791/3570 (2012).

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