Summary

Síntesis de oro Nanostar con un método de la Simiente de Plata crecimiento mediada por

Published: January 15, 2012
doi:

Summary

Hemos sintetizado nanoestrellas en forma de estrella de oro con una mediada de plata de semillas método de crecimiento. El diámetro de la nanoestrellas oscila entre 200 y 300 nm y el número de consejos varían de 7 a 10. Las nanopartículas tienen una superficie amplia de plasmones modo de resonancia centrada en el infrarrojo cercano.

Abstract

Las propiedades físicas, químicas y ópticas de nano-escala de los coloides dependen de su composición material, tamaño y forma 5.1. Hay un gran interés en el uso de nano-coloides para la foto-ablación térmica, la administración de fármacos y muchas otras aplicaciones biomédicas 6. El oro se utiliza en particular debido a su baja toxicidad 7-9. Una propiedad de metal nano-coloides es que pueden tener una superficie fuerte resonancia de plasmones de 10. El pico del modo de resonancia de plasmones superficiales depende de la estructura y composición del metal de nano-partículas coloidales. Dado que el modo de resonancia de plasmones de superficie se estimula con la luz es necesario para que el pico de absorción en el infrarrojo cercano, donde la transmisividad tejido biológico es máxima 11, 12.

Se presenta un método para sintetizar en forma de estrella de oro coloidal, también conocido como nanopartículas en forma de estrella o 13-15 nanoestrellas 16. Este método se basa en quelución que contiene las semillas de plata que se utiliza como agente de nucleación para el crecimiento anisotrópico de los coloides de oro 17-22. Microscopía electrónica de barrido (SEM), análisis del oro coloidal resultante mostró que el 70% de las nanoestructuras se nanoestrellas. El otro 30% de las partículas eran grupos amorfos de decahedra y romboides. El pico de absorción de la nanoestrellas se detectó que en el infrarrojo cercano (840 nm). Por lo tanto, nuestro método produce nanoestrellas oro adecuado para aplicaciones biomédicas, en particular para la foto-ablación térmica.

Protocol

1. Plata preparación de las semillas Prepare una solución madre de nitrato de plata (AgNO 3) mediante la adopción de una masa arbitraria y la mezcla con 10 ml de agua desionizada (DI). Calcular molaridad de la solución. Mantener la solución en un lugar oscuro para aislarlo de la luz. Añadir 14,7 mg de citrato de sodio tribásico (Na 3 C 6 H 5 O 7) a 10 mL de agua desionizada para obtener una solución 5 mM. Agitar el vial hasta que el polv…

Discussion

En este trabajo hemos presentado un método para sintetizar nanoestrellas oro con semillas de plata. Se encontró que las semillas de plata resultó en un rendimiento del 70% de la producción de nanoestrellas. El nanoestrellas tienen un pico cerca de absorción de infrarrojos, lo que corresponde a su modo de resonancia de plasmones superficiales, centrada entre 800 nm y 850 nm 7, 23. Estas propiedades permiten a nuestros nanoestrellas propiedades de oro para ser de utilidad para aplicaciones biomédicas <sup…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Esta investigación fue apoyada por las asociaciones para la Fundación Nacional de Ciencias para la Investigación y Educación en Materiales (PREM) Donación No. DMR-0934218. Que también fue apoyada por número de premios 2G12RR013646-11 del Centro Nacional para Recursos de Investigación. El contenido es responsabilidad exclusiva de sus autores y no representa necesariamente la postura oficial del Centro Nacional para Recursos de Investigación o de los Institutos Nacionales de Salud.

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).
check_url/it/3570?article_type=t

Play Video

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).

View Video