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Chemistry

Síntese de Nanopartículas de Ouro

Published: July 10, 2021 doi: 10.3791/62176
Automatic Translation
1, 2, 1, 3, 1
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of California, Davis, 2Department of Computer Sciences and Electrical Engineering, Marshall University, 3Department of Materials Science and Engineering, University of California, Davis

Summary

Um protocolo para sintetizar nanopartículas de ouro de ~12 nm de diâmetro (nanopartículas Au) em um solvente orgânico é apresentado. As nanopartículas de ouro são tampadas com ligantes de oleylamina para evitar aglomeração. As nanopartículas de ouro são solúveis em solventes orgânicos, como o tolueno.

Abstract

As nanopartículas de ouro (nanopartículas de Au) de ~12 nm de diâmetro foram sintetizadas injetando rapidamente uma solução de 150 mgs (0,15 mmol) de ácido tetracloroautérico em 3,0 g (3,7 mmol, 3,6 mL) de oleylamina (grau técnico) e 3,0 mL de tolueno em uma solução de ebulição de 5,1 g (6,4 mmol, 8,7 mL) de oleylamina em 147 mL de tolueno. Enquanto ferve e mistura a solução de reação por 2 horas, a cor da mistura de reação mudou de claro, para amarelo claro, para rosa claro, e depois lentamente para vermelho escuro. O calor foi então desligado, e a solução foi permitida a esfriar gradualmente até a temperatura ambiente por 1 hora. As nanopartículas de ouro foram então coletadas e separadas da solução usando uma centrífuga e lavadas três vezes; vórtices e dispersão das nanopartículas de ouro em porções de 10 mL de tolueno, e, em seguida, precipitando as nanopartículas de ouro adicionando porções de 40 mL de metanol e girando-as em uma centrífuga. A solução foi então decantada para remover quaisquer subprodutos remanescentes e materiais de partida não redigidos. A secagem das nanopartículas de ouro em um ambiente de vácuo produziu uma pelota preta sólida; que poderia ser armazenado por longos períodos de tempo (até um ano) para uso posterior, e depois redissucionado em solventes orgânicos, como tolueno.

Introduction

As nanopartículas de ouro são uma classe interessante e útil de nanomateriais que são objeto de muitos estudos e aplicações de pesquisa; como biologia1, medicina2,nanotecnologia3, e dispositivos eletrônicos4. A pesquisa científica sobre nanopartículas de ouro remonta a 1857, quando Michael Faraday realizou estudos fundamentais sobre a síntese e propriedades das nanopartículas de ouro5. As duas técnicas primárias de "de baixo para cima" para sintetizar nanopartículas de ouro são o método de redução de citrato6,7,8 e o método orgânico de síntese bi fase9,10. O método de redução de citrato "Turkevich" produz nanopartículas de ouro bastante monodisperse com menos de 20 nm de diâmetro, mas a polidispersidade aumenta para nanopartículas de ouro acima de 20 nm de diâmetro; que o método de duas fases "Brust-Schiffrin" usa a estabilização de ligante de enxofre/tial para produzir nanopartículas de ouro de até ~10 nm de diâmetro11. As soluções de nanopartículas de ouro pré-sintetizadas usando esses métodos estão disponíveis comercialmente. Para aplicações onde grandes volumes, alta monodispersidade e grandes diâmetros de nanopartículas de ouro não são necessários, pode ser suficiente para comprar e usar essas nanopartículas de ouro pré-sintetizadas de fornecedores. No entanto, as nanopartículas de ouro armazenadas em solução, como muitas das que estão comercialmente disponíveis, podem se degradar ao longo do tempo à medida que as nanopartículas começam a aglomerar e formar clusters. Alternativamente, para aplicações em larga escala, projetos de longo prazo em que as nanopartículas de ouro precisam ser usadas com frequência ou durante um longo período de tempo, ou em que há requisitos mais rigorosos para a monodispersidade e tamanho das nanopartículas de ouro, pode ser desejável realizar a síntese de nanopartículas de ouro. Ao realizar o processo de síntese de nanopartículas de ouro, tem-se a oportunidade de controlar potencialmente vários parâmetros de síntese, como a quantidade de nanopartículas de ouro que são produzidas, o diâmetro das nanopartículas de ouro, a monodispersidade das nanopartículas de ouro, e as moléculas usadas como ligantes de capping. Além disso, tais nanopartículas de ouro podem ser armazenadas como pelotas sólidas em um ambiente seco, ajudando a preservar as nanopartículas de ouro para que possam ser usadas posteriormente, até um ano depois, com mínima degradação na qualidade. Há também o potencial de redução de custos e a redução de resíduos fabricando nanopartículas de ouro em volumes maiores e, em seguida, armazenando-as em um estado seco para que durem mais tempo. No geral, sintetizar nanopartículas de ouro em si mesmo fornece vantagens convincentes que podem não ser viáveis com nanopartículas de ouro disponíveis comercialmente.

Para perceber as muitas vantagens possíveis com a síntese de nanopartículas de ouro, um processo é apresentado aqui para sintetizar nanopartículas de ouro. O processo de síntese de nanopartículas de ouro descrito é uma versão modificada de um processo que foi desenvolvido por Hiramatsu e Osterloh12. As nanopartículas de ouro são tipicamente sintetizadas com um diâmetro de ~12 nm usando este processo de síntese. Os reagentes químicos primários que são usados para realizar o processo de síntese de nanopartículas de ouro são o ácido tetracloroaurico (HAuCl4), a oleylamina e o tolueno. Uma caixa de luvas de nitrogênio é usada para fornecer um ambiente seco inerte para o processo de síntese de nanopartículas de ouro, porque o ácido tetracloroaurico é sensível à água/umidade. As nanopartículas de ouro são encapsuladas com moléculas de ligante de oleylamina para evitar que as nanopartículas de ouro se agglomerem em solução. Ao final do processo de síntese, as nanopartículas de ouro são secas em um ambiente de vácuo para que possam ser armazenadas e preservadas em estado seco para uso posterior, até um ano depois. Quando as nanopartículas de ouro estão prontas para serem usadas, elas podem ser resuspendidas em solução em solventes orgânicos, como o tolueno.

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Protocol

Quantidades químicas:
NOTA: Para obter as quantidades químicas apropriadas para a síntese de nanopartículas, pegue as quantidades iniciais encontradas na folha "Síntese de Nanopartículas" (na 2ª página das informações de suporte do artigo12da pesquisa de Osterloh), e multiplique a quantidade de todas as doses por 3, com algumas pequenas modificações. A Tabela 1 mostra as quantidades químicas necessárias para a solução de injeção, solução de ebulição, soluções de lavagem/purificação e solução de etchant de ouro.

Limpeza e Preparação para o Processo de Síntese de Nanopartículas de Ouro (Dia 1)
NOTA: As seguintes etapas podem ser concluídas no primeiro dia do processo de síntese.

1. Coisas para verificar e garantir antes de preparar para a síntese de nanopartículas de ouro

ATENÇÃO: Certifique-se de que a limpeza e preparação pré-síntese sejam realizadas no capô da fumaça e no banco molhado ácido enquanto usam equipamentos de proteção individual (EPI) como luvas de nitrito, óculos de segurança/óculos e um jaleco enquanto usam o capô da fumaça; e, além disso, usar luvas químicas, um vestido químico, um escudo facial e óculos enquanto usa o banco molhado ácido.

  1. Certifique-se de que uma caixa de luvas de nitrogênio esteja disponível, para realizar as preparações de solvente/reagente e o processo de síntese/reação química.
    NOTA: Se um porta-luvas de nitrogênio não estiver disponível, um capô de fumaça pode ser usado em vez disso (possivelmente com uma linha Schlenk), embora a atmosfera inerte no porta-luvas de nitrogênio deve produzir nanopartículas de maior qualidade preservando a pureza do ácido tetracloroaurico (HAuCl4). A solução de injeção de nanopartículas de ouro que contém o ácido tetracloroaurico deve ser preparada em uma atmosfera inerte ou porta-luvas de nitrogênio, se possível.
  2. Certifique-se de que um suporte com um grampo está localizado no porta-luvas de nitrogênio, para segurar e apoiar o tubo condensador durante o processo de síntese de nanopartículas de ouro.
    NOTA: Este suporte com grampo também permitirá que o tubo condensador seja levantado e suspenso sobre o vaso de reação enquanto a solução de tolueno, ácido tetracloroaurico e oleylamina é injetada no vaso de reação.
  3. Certifique-se de que o aquecedor com o agitador magnético e o recipiente côncavo circular com um revestimento de fibra de vidro (para segurar e apoiar a esfera do vaso de reação, e para aquecer o vaso de reação e para girar a barra de agitador magnético) está localizado no porta-luvas de nitrogênio.
  4. Certifique-se de que há duas mangueiras de borracha (para conectar o tubo condensador às portas de entrada/saída de água) localizadas dentro da caixa de luvas de nitrogênio.
  5. Certifique-se de que um microequilípmo capaz de resolução de miligrama (mg) está localizado no porta-luvas de nitrogênio.
  6. Certifique-se de que há reagentes químicos e solventes suficientes para o processo de limpeza e síntese (ver Tabela 1).
    NOTA: É melhor usar fresco/novo de alta pureza (≥99,8%) tolueno e metanol que nunca foram abertos ou expostos ao ar/água. Também é melhor usar ácido tetracloroaurico fresco/novo (HAuCl4) que é armazenado na geladeira e nunca aberto até ser transferido para o porta-luvas de nitrogênio. O ácido tetracloroaurico não deve ser exposto ao ar ou água/umidade a qualquer momento, deve ser aberto apenas no porta-luvas de nitrogênio, e deve ser armazenado no porta-luvas de nitrogênio depois de abri-lo no porta-luvas de nitrogênio. É preferível usar nova oleylamina, e a oleylamina também deve ser armazenada no porta-luvas de nitrogênio. O ácido tetracloroaurico e a oleylamina que são novos ou menores de 1 ano de idade devem produzir melhores resultados.
  7. Certifique-se de que há sacos plásticos, luvas de nitrito XL, lenços limpos e papel alumínio no porta-luvas de nitrogênio.

2. Limpe o vidro de reação química (antes da síntese de nanopartículas de ouro)

ATENÇÃO: O etchant de ouro TFA e o aqua regia são corrosivos. Use os equipamentos de proteção individual necessários (EPI), como luvas químicas, vestido químico, óculos e escudo facial. Apenas manuseie a solução corrosiva em um banco molhado ácido enquanto usa o EPI necessário.

  1. No banco molhado ácido, coloque o recipiente de reação de vidro com o tubo condensador preso a ele em um béquer de 600 mL para suporte, e descanse o lado do tubo condensador contra a parede lateral do banco molhado ácido para maior apoio.
  2. Limpe o vidro de reação química (tubo condensador, vaso de reação, pipeta de vidro) e barra de agitação magnética derramando ~150 mL da solução TFA de etchant dourado e ~150 mL de água DI (mistura 1:1) no tubo condensador e vidros do vaso de reação. Coloque a barra de agitação magnética e a pipeta graduada em vidro longo no tubo condensador e deixe o banho de TFA de etchant dourado sentar e limpar os vidros por 30 minutos.
    NOTA: Figura suplementar 1 mostra o vidro de reação química sendo limpo com etchant dourado.
  3. Após 30 minutos, separe o vidro para quebrar o selo entre o tubo condensador e o vaso de reação para coletar toda a solução de etchant de ouro no vaso de reação, e despeje a solução de etchant de ouro usada em um béquer de 400 mL no banco molhado ácido.
    NOTA: A solução de etchant de ouro será reutilizada mais tarde para limpar o vidro de reação química após o processo de síntese.
  4. Ainda no banco molhado ácido, lave o vidro de reação química e a barra de agitação magnética 3-4 vezes com água DI para liberar a solução de etchant de ouro restante e, em seguida, permitir que o vidro de reação química e a barra de agitação magnética se sentem em um banho de água DI por mais 30 minutos.
  5. Após 30 minutos sentado em um banho dI, esvazie a água e use a pistola de água DI para lavar a água pelo ralo do banco molhado ácido. Estouraça o vidro com a pistola de nitrogênio.
  6. Na capa de fumaça, limpe o vidro de reação química (tubo condensador, vaso de reação, pipeta de vidro) e barra de agitação magnética enxaguando com acetona, metanol e isopropanol; em seguida, seque o vidro com nitrogênio. Descarte os solventes sujos em uma garrafa de lixo inflamável.
  7. No banco molhado ácido, limpe o vidro de reação química e a barra de agitação magnética com água DI, depois seque os vidros com nitrogênio.
  8. Na capa de fumaça, limpe o vidro de reação química e a barra de agitação magnética com tolueno, depois seque os vidros com nitrogênio. Descarte a solução de tolueno sujo em uma garrafa de lixo inflamável.
  9. Cubra o vidro de reação química (tubo condensador, vaso de reação, pipeta de vidro) e barra de mexida magnética com papel alumínio (especialmente as aberturas/portas do vidro) para manter os vidros limpos. Faça alguns pequenos furos na folha de alumínio com pinças, para permitir que a água evapore do vidro.

3. Limpe os outros suprimentos de vidro e síntese

  1. No capô da fumaça, limpe os outros vidros (por exemplo, 400 mL de vidro, 5 mL pequeno cilindro de vidro graduado, dois frascos de vidro não aquosos de 20 mL com tampas forradas com PTFE) e suprimentos (por exemplo, espátula/scoopula metálica, pinças) com acetona, metanol ou isopropanol e água DI; em seguida, seque os outros vidros e fornece com nitrogênio. Descarte os solventes sujos em uma garrafa de lixo inflamável.
  2. Se houver algum resíduo visível no vidro ou suprimentos, limpe-os com um lenço de limpeza ou lave com sabão e acetona/isopropanol até que o resíduo desapareça. Em seguida, enxágüe-os com acetona, metanol e solventes isopropanol novamente, e, em seguida, soprar o vidro seco com nitrogênio.
  3. No capô da fumaça, limpe os outros vidros e forneça com tolueno; em seguida, seque os outros vidros e fornece com nitrogênio. Descarte a solução de tolueno sujo em uma garrafa de lixo inflamável.
  4. Na capa de fumaça, limpe os tubos de centrífuga cônica de 50 mL com acetona, metanol ou isopropanol e tolueno; em seguida, seque-os com nitrogênio.
  5. Cubra os outros vidros e suprimentos com papel alumínio, especialmente as aberturas/portas do vidro, para manter os vidros limpos. Faça alguns pequenos furos na folha de alumínio com pinças, para permitir que a água evapore do vidro. Certifique-se de que as tampas estão nos tubos de centrífuga de 50 mL.
  6. Limpe a lâmpada de pipeta de borracha com válvulas limpando-a com um limpador de rosca com isopropanol, em seguida, use as válvulas para sugar um pouco de isopropanol (por exemplo, enquanto esguicha um pouco para ele a partir de uma garrafa de espremer isopropanol) na lâmpada e esguichar o isopropanol em uma garrafa de resíduo inflamável. Certifique-se de que não há resíduo na lâmpada. Seque a lâmpada com nitrogênio e cubra-a com papel alumínio.
    NOTA: A Figura Suplementar 2 mostra os vidros e os suprimentos após serem limpos.

4. Transfira os produtos químicos, vidros e suprimentos para o porta-luvas de nitrogênio

  1. Use um par fresco de luvas xl nitriil sobre as luvas do porta-luvas para manusear itens e produtos químicos dentro do porta-luvas de nitrogênio.
  2. Coloque as novas garrafas químicas (tolueno e metanol) no porta-luvas de nitrogênio (transferindo-as para o cadeado e bombeando para baixo para remover o ar ambiente com a bomba de vácuo, em seguida, purgando o cadeado com nitrogênio). Certifique-se de que também há uma garrafa de resíduo inflamável para tolueno usado/sujo no porta-luvas de nitrogênio.
  3. Certifique-se de que o ácido tetracloroautérico (HAuCl4) e a oleylamina também estão no porta-luvas de nitrogênio, onde são armazenados para evitar exposição ao oxigênio e água/umidade.
  4. Coloque o vidro de reação química (tubo condensador, vaso de reação, pipeta de vidro), barra de agitação magnética, tubos de centrífuga cônica de 50 mL, e outros frascos de vidro (por exemplo, 400 mL de vidro, 5 mL pequeno cilindro de vidro graduado, dois frascos de vidro não aquosos de 20 mL com tampas forradas com PTFE) e outros suprimentos (por exemplo, micropipette, novas pontas de micropipette limpas em um saco plástico, espátula/scoopula metálica, pinças, lâmpada de pipeta válvula) na carga de caixa de luvas. Feche a porta da fechadura, bombeie o cadeado para aspirar, deixe-os sob vácuo por 2 minutos, limpe o cadeado com nitrogênio e, em seguida, transfira/coloque os itens dentro da caixa de luvas de nitrogênio.
    NOTA: Qualquer água residual e solventes devem ter evaporado no cadeado enquanto bombeiam para o vácuo, antes de purgar o cadeado com nitrogênio.
  5. Depois de transferir os itens dentro da caixa de luvas de nitrogênio, use outra camada de papel alumínio para cobrir os itens (especialmente os vidros) que são cobertos com papel alumínio com furos na folha, para cobrir os orifícios e evitar que os itens fiquem sujos dentro da caixa de luvas de nitrogênio.
  6. Deixe os itens limpos no porta-luvas de nitrogênio durante a noite, com o nitrogênio circulando, para remover e filtrar qualquer água residual/umidade/umidade de dentro da caixa de luvas de nitrogênio.

Processo de Síntese de Nanopartículas de Ouro (Dia 2)
NOTA: As seguintes etapas podem ser concluídas no segundo dia do processo de síntese.

5. Configurar e Limpar o Vidro de Reação Química & Suprimentos no Porta-Luvas de Nitrogênio

  1. Comece a configurar e limpar os vidros de reação química e os suprimentos no porta-luvas de nitrogênio. Dentro da caixa de luvas de nitrogênio, coloque o recipiente de reação de vidro em cima do recipiente de malha de fibra de vidro em cima do aquecedor/agitador, e coloque o tubo condensador sobre o vaso de reação de vidro, apoiando o tubo condensador com o suporte com os grampos.
    NOTA: A Figura Suplementar 3 mostra a configuração experimental da síntese de nanopartículas de ouro.
  2. Certifique-se de que a barra de agitação magnética está dentro do vaso de reação de vidro. Despeje ~200 mL de tolueno no vaso de reação de vidro. Coloque o recipiente de reação de vidro com ~200 mL de tolueno sobre o manto de aquecimento e baixe o tubo de condensador de vidro no vaso de reação.
  3. Conecte as duas mangueiras dentro da caixa de luvas de nitrogênio à entrada de água e portas de saída do tubo condensador.
  4. Fora do porta-luvas de nitrogênio, coloque o fim da mangueira de drenagem da saída de água no reservatório de drenagem/pia no capô de fumaça adjacente. Use um grampo ou fita para segurar a mangueira e mantenha a mangueira orientada para o ralo.
  5. Conecte a mangueira de entrada de abastecimento de água à linha de abastecimento de água no capô de fumaça adjacente.
  6. Ligue lentamente e monitore a água para garantir que ela esteja fluindo suavemente pela câmara externa do tubo condensador. Ajuste o fluxo de água conforme necessário, abrindo ligeiramente/fechando a válvula de água.
  7. Deixe a água fluir através da porta de entrada na parte inferior do tubo condensador, até o tubo condensador e para fora da porta de saída na parte superior do tubo de condensador.
  8. Certifique-se de que não há grandes bolhas de ar no abastecimento de água e certifique-se de que as mangueiras estão mecanicamente estáveis.
    NOTA: Quando as soluções de ebulição no vaso de reação química, fluam lentamente um pouco de água do fundo do tubo condensador, até a câmara externa do tubo condensador, até o topo do tubo de condensador para que a água escorra lentamente através da mangueira de drenagem. Este fluxo lento, mas contínuo de água, esfriará o tubo condensador e ajudará na condensação e recolhimento do vapor cozido.
  9. Certifique-se de que a água está fluindo suavemente através do tubo condensador para esfriá-la.
  10. Flua continuamente nitrogênio fresco na caixa de luvas de nitrogênio para limpar a caixa de luvas. Ventile continuamente a caixa de luvas de nitrogênio puxando um leve vácuo na caixa de luvas de nitrogênio para que o vapor de nitrogênio e tolueno seja bombeado para fora da caixa de luvas.
    NOTA: Puxe um leve vácuo na caixa de luvas de nitrogênio abrindo ligeiramente a válvula de equalização entre a caixa de luvas de nitrogênio e o cadeado de carga enquanto puxa o vácuo na trava de carga. Não abra totalmente a válvula de equalização ou o nível de vácuo e o fluxo de nitrogênio serão muito altos. Flua nitrogênio suficiente para limpar continuamente e ventilar o vapor tolueno/químico no porta-luvas ao longo do tempo. A linha de escape de vácuo deve ser ventilada em um capô de fumaça.
  11. Comece a aquecer e agitar o tolueno com o agitador magnético no manto de agitação e aquecimento. Deixe o tolueno se aproximar de uma fervura suave. Não se aproxime ou exceda a temperatura do ponto de flash de tolueno; reduzir o calor quando começar a ferver.
  12. Deixe o tolueno ferver e evaporar por 30 minutos com a barra de agitação magnética mexendo para limpar o vidro de reação (vaso de reação e tubo condensador).
    NOTA: O tolueno evaporado esfriará e condensará no tubo condensador, e escorrerá de volta para o vaso de reação.
  13. Após 30 minutos, desligue o aquecedor e o agitador magnético, e deixe o tolueno esfriar por vários minutos, até que o tolueno pare de evaporar e condensar dentro do vaso de reação.
  14. Depois que o tolueno esfriar, levante cuidadosamente o tubo condensador e suspenda-o acima do vaso de reação, apoiando-o usando o suporte com grampos. Certifique-se de apertar o grampo e apoiar corretamente o tubo condensador, pois pode ser instável.
  15. Despeje o tolueno do recipiente de reação no béquer de vidro de 400 mL. Tenha cuidado para não derramar acidentalmente a barra de agitação magnética. Coloque o recipiente de reação de volta no manto de aquecimento e agitação.
  16. Gire o tolueno no copo de vidro de 400 mL para limpar o béquer. Despeje e descarte o tolueno sujo/usado na garrafa de resíduo inflamável. Limpe o béquer de vidro de 400 mL novamente com um pouco de tolueno fresco e, em seguida, descarte o tolueno usado na garrafa de resíduo inflamável.

6. Preparação da solução de ebulição de Toluene & Oleylamine

ATENÇÃO: A oleylamina é tóxica e corrosiva, por isso manuseie-a cuidadosamente. Se manusear oleylamina fora da caixa de luvas de nitrogênio, use os equipamentos de proteção individual necessários (EPI), como luvas químicas, vestido químico, óculos e escudo facial. Se manusear oleylamina dentro da caixa de luvas de nitrogênio, certifique-se de cobrir as luvas do porta-luvas com luvas xl nitrilas novas/limpas. Tenha cuidado para não derramar acidentalmente a oleylamina. Alguns lenços de limpeza podem ser colocados na superfície do banco de laboratório dentro do porta-luvas para ajudar a absorver quaisquer pequenos derramamentos.

  1. Dentro da caixa de luvas de nitrogênio, faça uma solução de ebulição de 147 mL (~150 mL) de tolueno e 8,7 mL (~9 mL) de oleylamina no vaso de reação.
    1. Use o béquer de vidro de 400 mL para medir os 147 mL (~150 mL) de tolueno. Despeje os 147 mL (~150 mL) de tolueno do béquer de vidro no recipiente de reação.
    2. Use o pequeno cilindro de vidro de 5 mL para medir cuidadosamente os 8,7 mL (~9 mL) de oleylamina. Primeiro meça cuidadosamente e despeje 4 mL, e depois 4,7 mL, de oleylamina do pequeno cilindro graduado de vidro no vaso de reação.
  2. Abaixe cuidadosamente o tubo condensador para dentro do vaso de reação de vidro novamente.
  3. Certifique-se de que a água está fluindo suavemente através da câmara externa do tubo condensador para esfriar, condensar e coletar o vapor de tolueno e oleylamina.
  4. Aqueça e mexa a solução de oleylamina e tolueno no vaso de reação e permita que a solução se aproxime de uma fervura lenta/suave (usando o manto de agitação e aquecimento, com a barra de agitação magnética girando para misturar a solução). Uma vez que a solução de oleylamina e tolueno chegue a uma fervura suave, abaixe um pouco o fogo para que ele esteja fervendo lentamente. Não se aproxime ou exceda o ponto de inflamação do tolueno.

7. Ácido tetracloroaurico, preparação da solução de injeção de oleylamina e tolueno

  1. Comece a preparar a solução de injeção (ácido tetracloroaurico de 150 mg, 3,6 mL de oleylamina, 3,0 mL de tolueno).
  2. Certifique-se de que o ácido tetracloroaurico é fresco ou não foi exposto ao ar, água, umidade ou umidade. Remova o filme de laboratório ou selo que protege o ácido tetracloroaurico do ar e da umidade.
    NOTA: O ácido tetracloroaurico é muito sensível à água/umidade/umidade. Todos os esforços devem ser feitos para evitar a exposição do pó de ácido tetracloroaurico ao ar/água. O ácido tetracloroaurico vem em uma bolsa selada e novos vasos de contêineres são selados com cera para evitar que o vapor de água entre em novos vasos. Um novo lote de ácido tetracloroaurico custa ~$100, mas deve durar um ano se não for exposto ao vapor de água. Armazene novos lotes não abertos de ácido tetracloroaurico na geladeira. Transfira um novo lote não aberto de ácido tetracloroaurico para o porta-luvas de nitrogênio antes de abri-lo. Apenas abra um novo recipiente de ácido tetracloroaurico no porta-luvas de nitrogênio, quando a umidade atingiu um nível apropriadamente baixo e estável (menos de 0,8% de umidade relativa). Armazene o ácido tetracloroaurico na caixa de luvas de nitrogênio depois de abri-lo. Depois de abrir o ácido tetracloroaurico, enrole a película de laboratório ao redor da tampa do recipiente para ajudar na vedação do recipiente e evitar que vapor de água e contaminantes entrem no recipiente.
  3. Na caixa de luvas de nitrogênio, coloque um dos dois frascos de vidro não aquosos de 20 mL com as tampas alinhadas ao PTFE no microequilípmo/escala e remova a tampa forrada com PTFE.
  4. Certifique-se de "re-zero" ou "tare" o microequilíptico com o frasco de vidro de 20 mL na balança antes de começar a pesar o pó de ácido tetracloroaurico.
  5. No porta-luvas de nitrogênio, use a espátula metálica pequena para depositar o pó de ácido tetracloroaurico do recipiente no frasco de vidro de 20 mL no microequilíptico, para um peso medido de 150 mg de ácido tetracloroaurico em pó.
  6. Remova a tampa forrada com PTFE do outro frasco de vidro não aquoso de 20 mL (o vazio que não está atualmente no microequilípmo).
    ATENÇÃO: A oleylamina é tóxica e corrosiva, por isso manuseie-a cuidadosamente.
  7. Use o pequeno cilindro de vidro de 5 mL para medir 3,6 mL de oleylamina. Despeje cuidadosamente os 3,6 mL de oleylamina do pequeno cilindro graduado de vidro de 5 mL no frasco de vidro de 20 mL sem o ácido tetracloroautérico.
  8. Despeje cuidadosamente e meça 3,0 mL de tolueno no pequeno cilindro graduado de vidro de 5 mL. Despeje cuidadosamente os 3,0 mL de tolueno do pequeno cilindro graduado de vidro de 5 mL no frasco de vidro de 20 mL com a oleylamina.
    NOTA: Se muito tolueno for derramado no cilindro de vidro graduado, o excesso de solvente pode ser derramado na garrafa de resíduo inflamável. É melhor usar o pequeno cilindro de vidro graduado de 5 mL para medir a oleylamina e o tolueno. Tenha cuidado para não derramar a oleylamina, pois ela é corrosiva e tóxica.
  9. Enrosque a tampa forrada com PTFE de volta no frasco de vidro de 20 mL com a oleylamina e o tolueno dentro. Agite e gire o frasco de vidro fechado para misturar a solução de oleylamina e tolueno juntos.
  10. Abra o frasco de vidro solução de 20 mL. Despeje cuidadosamente os ~150 mg de pó de ácido tetracloroaurico no frasco de vidro com a solução de oleylamina e tolueno.
  11. Enrosque as tampas forradas com PTFE de volta nos frascos de vidro. Agite e gire o frasco de vidro fechado com o ácido tetracloroaurico, oleylamina e tolueno para misturar a solução. Continue agitando a solução e certifique-se de que ela está completamente misturada.
    NOTA: A solução de injeção de ácido tetracloroautérico, oleylamina e tolueno deve ficar vermelha ou roxa escura após tremer e misturá-lo, como mostrado na Figura Suplementar 4.

8. Injeção do Ácido Tetracloroaurico, Solução Oleylamine & Toluene no Vaso

  1. Certifique-se de que a água está fluindo lentamente para o fundo do tubo condensador, e para fora do topo do tubo condensador. Ajuste o fluxo de água conforme necessário, abrindo/fechando cuidadosamente a válvula de água.
  2. Certifique-se de que a solução de oleylamina e tolueno no vaso de reação de vidro está em uma fervura suave, com um pouco de tolueno e oleylamina evaporando no tubo condensador. Certifique-se de que o agitador magnético está ligado.
  3. Levante o tubo condensador acima do vaso de reação, usando o suporte com grampos para suportar o vidro. Certifique-se de que há espaço e liberação suficientes para injetar o ácido tetracloroaurico, a oleylamina e a solução de tolueno no vaso de reação.
  4. Retire a pipeta de vidro graduada da folha de alumínio (que estava protegendo a pipeta para mantê-la limpa) e conecte a lâmpada de borracha com válvulas à pipeta. Certifique-se de familiaridade com a operação da lâmpada de borracha com válvulas para sugar e esguichar uma solução com a pipeta de vidro graduada muito longa antes de usá-la.
  5. Agite o frasco de vidro não aquoso de 20 mL fechado com a tampa forrada com o ácido tetracloroaurico, a oleylamina e a solução de injeção de tolueno e certifique-se de que está bem misturado. Abra o frasco de vidro de 20 mL com a solução de injeção removendo a tampa.
  6. Pressione a válvula superior enquanto aperta a lâmpada de borracha para esvaziar a lâmpada de borracha. Coloque cuidadosamente a ponta da pipeta de vidro graduada no frasco de vidro de 20 mL com o ácido tetracloroaurico, a oleylamina e a solução de injeção de tolueno.
  7. Pressione suavemente a válvula inferior na lâmpada de borracha conectada à pipeta de vidro graduada para elaborar lentamente toda a solução de injeção de tetracloroautérico, oleylamina e tolueno na pipeta de vidro.
    NOTA: Figura suplementar 5 mostra a solução de injeção sendo desenhada na pipeta de vidro graduada com a lâmpada de borracha com válvulas pouco antes de injetar a solução no vaso de reação. Pode ser benéfico praticar a operação da pipeta de vidro graduada com a lâmpada com válvulas (por exemplo, com um pouco de tolueno) antes de realmente elaborar e injetar o ácido tetracloroaurico, a oleylamina e a solução de tolueno.
  8. Coloque cuidadosamente a ponta da pipeta de vidro na abertura do vaso de reação, e injete rapidamente o ácido tetracloroaurico, a oleylamina e a solução de injeção de tolueno na solução fervente de oleylamina e tolueno no vaso de reação.
    NOTA: A cor da solução deve inicialmente mudar de vermelho para amarelo para branco dentro de cerca de um minuto, à medida que as nanopartículas de ouro começam a nuclear e crescer.
  9. Use o grampo no suporte para baixar o tubo condensador de volta para dentro do vaso de reação.
  10. Aqueça a solução de reação química de nanopartículas de ouro em uma fervura suave por 2 horas.
    NOTA: O vapor de tolueno da solução de ebulição deve condensar no tubo e escorrer de volta para o vaso de reação. Ao longo de vários minutos, a cor da mistura de reação deve então mudar de branco para amarelo para rosa claro e, em seguida, para vermelho à medida que as nanopartículas de ouro crescem. Ao longo de 1-2 horas, a cor da mistura de reação deve mudar gradualmente de vermelho claro para vermelho profundo/roxo.
  11. Após 2 horas de aquecimento da solução de reação, desligue o aquecedor.
    NOTA: Neste ponto, a solução pode ser permitida a esfriar naturalmente à temperatura ambiente, ou a solução pode ser imediatamente saciada adicionando ~100 mL de metanol na solução. A prática mais conhecida a partir de agora é permitir que a solução esfrie naturalmente em vez de saciar a solução imediatamente.
  12. Deixe a solução esfriar naturalmente à temperatura ambiente por 1 hora (recomendado); ou saciar a solução de nanopartículas de ouro imediatamente com 100 mL de metanol (não recomendado).

9. Extinguindo a reação com metanol após o resfriamento da solução de nanopartículas de ouro

  1. Certifique-se de que o aquecedor foi desligado, e a solução esfriou.
  2. Pare de fluir água através do tubo condensador. Remova cuidadosamente a mangueira de drenagem de água da pia/dreno no capô de fumaça adjacente e conecte-a à porta de vácuo no capô da fumaça.
  3. Puxe o vácuo na mangueira de drenagem para sugar a água no tubo condensador e na mangueira de drenagem. Remova cuidadosamente o tubo condensador do suporte com o grampo e coloque-o horizontalmente na caixa de luvas de nitrogênio.
    NOTA: O vácuo que está sendo puxado no tubo condensador de vidro deve evaporar a água dentro do tubo condensador.
  4. Na caixa de luvas de nitrogênio, despeje ~35 mL de metanol em cada um dos tubos de centrífuga cônica de 50 mL (quantidade 12).
    NOTA: O metanol será usado para remover reagentes e subprodutos não redigidos do processo de síntese, a fim de limpar e lavar as nanopartículas de ouro. Os tubos de centrífugas de 50 mL devem ser mantidos eretos em racks de tubo de ensaio.
  5. Despeje a solução de nanopartículas de ouro em volumes iguais (~12 mL) em cada um dos tubos de centrífuga de 50 mL (quantidade 12) com metanol. Tenha cuidado para não derramar acidentalmente a barra de agitação magnética enquanto despeja a solução de nanopartícula de ouro em cada tubo de centrífuga.
    NOTA: Figura suplementar 6 mostra ~12 mL de solução de nanopartículas de ouro sendo derramada em cada um dos tubos de centrífuga cônica de 50 mL com metanol. Depois de derramar ~12 mL de solução de nanopartículas de ouro em cada um dos tubos de centrífuga cônica de 50 mL com ~35 mL de metanol, cada tubo de centrífuga deve ter ~47 mL de solução (ligeiramente abaixo da marca de 50 mL).
  6. Distribua qualquer solução de nanopartícula de ouro restante uniformemente entre os tubos centrífugas.
  7. Enrosque as tampas nos tubos de centrífugas de 50 mL para fechá-las e aperte as tampas.
  8. Desconecte as mangueiras de entrada e saída do tubo condensador de vidro, conecte as mangueiras de entrada e saída, alimentando uma na outra e, em seguida, enrole a conexão dos tubos com filme de laboratório para selar a conexão. Desligue o vácuo que está sendo puxado nas mangueiras.
    NOTA: Os tubos são conectados e selados para evitar que a água ou vapor de água entre acidentalmente na caixa de luvas de nitrogênio.
  9. Remova os tubos de centrífuga cônica de 50 mL com a solução de nanopartículas de ouro e metanol da caixa de luvas de nitrogênio através da trava de carga. Remova também a garrafa de metanol e tolueno da caixa de luvas de nitrogênio. Coloque-os no capô de fumaça adjacente.
  10. Remova também o vaso de reação de vidro, a barra de agitação magnética, o tubo condensador de vidro, a pipeta graduada em vidro longo, e a lâmpada de borracha com válvulas da caixa de luvas de nitrogênio através da trava de carga. Coloque-os no capô de fumaça adjacente.
  11. Rotule a parte superior de cada tubo de centrífuga de 50 mL nas tampas com um número de amostra (por exemplo, 1, 2, 3, 4, ...) para acompanhar as diferentes amostras.
    NOTA: Depois de remover a solução de nanopartículas de ouro e os vidros/suprimentos, a caixa de luvas de nitrogênio deve continuar a ser ventilada por várias horas ou durante a noite, fluindo nitrogênio fresco para o porta-luvas enquanto puxa um leve vácuo para sair e ventilar o vapor de tolueno/oleylamina. A linha de escape de vácuo deve ser ventilada em um capô de fumaça. O porta-luvas de nitrogênio também deve ser regenerado com gás de regeneração para remover umidade/solventes do sistema de filtragem. Alguns luvas de nitrogênio também podem vir com uma armadilha de solvente, o que ajuda na remoção de vapores solventes.

10. Lavar e purificar as nanopartículas de ouro com Tolueno e Metanol

NOTA: Cada tubo de centrífuga de 50 mL com nanopartículas de ouro será lavado e purificado com 10 mL de tolueno e 40 mL de metanol 3 vezes, limpando as nanopartículas de ouro em lotes de 6 tubos de centrífuga de cada vez. Os tubos centrífugas devem ter uma quantidade igual de solução de nanopartículas de ouro e devem ser igualmente ponderados e equilibrados.

  1. Coloque 6 dos tubos de centrífugas de 50 mL com solução de nanopartículas de ouro na centrífuga.
  2. Feche a tampa da centrífuga e insira as seguintes configurações para girar as nanopartículas de ouro:
    RPM: 2328
    RCF: 1000
    Tempo: 5 minutos
  3. Comece a girar 6 dos 12 tubos cônicos de centrífuga com a solução de nanopartículas de ouro e metanol na centrífuga.
  4. Depois que os primeiros 6 tubos de centrífuga com nanopartículas de ouro são feitos girando, remova suavemente os tubos da centrífuga. Tenha cuidado para não perturbar as pelotas de nanopartículas de ouro enquanto coloca os tubos de centrífuga nos racks do tubo.
    NOTA: Figura suplementar 7 mostra como a solução de nanopartículas de ouro deve aparecer nos tubos de centrífugas cônicas de 50 mL após a centrifugação. A força centrífuga puxará as nanopartículas de ouro em solução e as separará do metanol e do tolueno. As nanopartículas de ouro precipitarão em pelotas na parte inferior de cada tubo de centrífuga. A solução de metanol/tolueno supernacido parecerá clara/transparente acima das pelotas de nanopartículas de ouro escuro, indicando que a centrifugação precipitou as nanopartículas de ouro da solução.
  5. Coloque os últimos 6 dos 12 tubos cônicos de centrífuga com a solução de nanopartículas de ouro e metanol na centrífuga. Feche a tampa da centrífuga e digite as mesmas configurações de centrífuga de antes. Comece a girar os tubos na centrífuga.
  6. Depois que os últimos 6 tubos de centrífuga forem feitos girando, remova suavemente os tubos da centrífuga. Tenha cuidado para não perturbar as pelotas de nanopartículas de ouro enquanto coloca os tubos de centrífuga nos racks do tubo.
  7. Carregue cuidadosamente todos os tubos de centrífugas com as nanopartículas de ouro até o capô da fumaça e tente não perturbá-los ou agitar durante o transporte.
  8. Devagar e suavemente despeje o metanol em um vaso/béquer inflamável. Tenha cuidado para não perturbar e não derramar ou perder as pelotas de nanopartículas de ouro preto na parte inferior dos tubos centrífugas.
    NOTA: O primeiro ciclo de lavagem de metanol está agora completo.
  9. Inicie o segundo ciclo de lavagem de metanol derramando ~10 mL de tolueno fresco em cada um dos tubos cônicos de centrífuga com pelotas de nanopartículas pretas na capa de fumaça. Enrosque as tampas para fechar os tubos de centrífugas de 50 mL.
  10. Vórtice cada um dos tubos de centrífugas de 50 mL até que as nanopartículas pretas de líquido/precipitado/ouro sejam resuspendidas e dispersas na solução de tolueno de 10 mL, e a solução pareça nublada/escura. Verifique a parte inferior de cada tubo de centrífuga para garantir que a maior parte do resíduo preto (nanopartículas de ouro) tenha sido resuspended em solução.
    NOTA: Figura suplementar 8 mostra os tubos centrífugas com solução de nanopartículas de ouro e tolueno sendo vórtice e resuspended. Vórtice é muito melhor e mais suave nas nanopartículas de ouro do que sonicar as nanopartículas de ouro. Não sonicar as nanopartículas de ouro, pois a sonicação poderia retirar os ligantes de oleylamina das nanopartículas de ouro e causar agregação e sedimentação das nanopartículas de ouro.
    NOTA: Figura suplementar 9 mostra como a solução de nanopartículas de ouro deve aparecer quando as nanopartículas de ouro são resuspendidas em solução, vórtice de cada pelota de nanopartícula de ouro com ~10 mL de tolueno.
  11. Despeje ~40 mL de metanol fresco em cada um dos tubos cônicos de centrífuga com tolueno e nanopartículas, de modo que com os 10 mL de tolueno que já está em cada tubo de centrífuga, há um total de ~50 mL de solução em cada tubo de centrífuga de 50 mL. Enrosque as tampas de volta nos tubos de centrífugas de 50 mL para fechar os tubos e certifique-se de que as tampas estão apertadas.
  12. Coloque os tubos de centrífuga na centrífuga. Gire os tubos de centrífuga na centrífuga para coletar as nanopartículas de ouro em uma pelota na parte inferior de cada tubo, 6 tubos de centrífuga de cada vez. Use as mesmas configurações de centrífugas de antes (RCF 1000, 5 minutos).
  13. Depois que a centrífuga parar, retire suavemente os tubos com as nanopartículas e, em seguida, leve-os cuidadosamente para o capô da fumaça (tente não perturbá-los ou agitar durante o transporte). Despeje cuidadosamente os resíduos de tolueno e metanol no vaso/béquer inflamável.
    NOTA: O segundo ciclo de lavagem de metanol está agora completo.
  14. Para o terceiro e último ciclo de lavagem, siga o mesmo processo de antes para o vórtice em 10 mL de tolueno, limpando em 40 mL de metanol, centrifugação e despejando cuidadosamente o solvente de tolueno/metanol. Certifique-se de que as nanopartículas de ouro em cada um dos tubos de centrífugas de 50 mL são resuspended com tolueno e lavado com metanol 3 vezes.

11. Secagem das Nanopartículas de Ouro

NOTA: Depois que as nanopartículas de ouro nos tubos centrífugas de 50 mL foram lavadas 3 vezes distintas, e o tolueno e o metanol foram derramados pela última vez, as nanopartículas de ouro precisam ser secas para evaporar o solvente restante. Existem duas maneiras de secar as nanopartículas de ouro e evaporar o solvente:

  1. Opção 1 - Pistola de Nitrogênio (não recomendada):
    1. Use uma arma de nitrogênio ou válvula no capô da fumaça para secar suavemente os tubos de centrífuga contendo as pelotas pretas de nanopartículas de ouro na parte inferior dos tubos.
    2. Tome cuidado para não usar muita pressão de nitrogênio, ou as frágeis pelotas de nanopartículas de ouro podem ser desalojadas.
      NOTA: A secagem das nanopartículas de ouro com a arma de nitrogênio não é ideal porque pode fazer com que as pelotas de nanopartículas de ouro se danifiquem/percam.
  2. Opção 2 - Secagem a vácuo (recomendado):
    1. Solte as tampas nos tubos de centrífugas de 50 mL com pelotas de nanopartículas de ouro para que os tubos ainda estejam cobertos, mas o solvente pode evaporar e escapar de dentro dos tubos.
    2. Coloque o rack de tubos com nanopartículas de ouro dentro do bloqueio de carga de vácuo da caixa de luvas de nitrogênio. Feche e sele a porta externa da trava de carga e abra a válvula para a bomba de vácuo para começar a puxar o vácuo na trava de carga.
    3. Bombeie para cerca de metade da pressão do medidor (~-15 inHg) para evaporar o solvente e secar as nanopartículas.
    4. Deixe as nanopartículas de ouro na trava de carga a uma pressão de vácuo moderada (meio medidor, ~-15 inHg) por ~5 minutos. Não bombeie para uma pressão mais baixa e não deixe no vácuo por muito tempo, ou os ligantes de oleylamina podem se desprender.
    5. Depois que as nanopartículas de ouro estiveram sob vácuo por alguns minutos para secar as nanopartículas de ouro e evaporar o solvente restante, purigue o bloqueio de carga com nitrogênio até que a trava de carga atinja a pressão atmosférica.
    6. Remova os tubos de centrífugas de 50 mL com nanopartículas de ouro da trava de carga e inspecione o ressecamento das pelotas de nanopartículas de ouro no capô da fumaça.
      NOTA: Figura suplementar 10 mostra como uma pelota de nanopartícula de ouro seco na parte inferior de um tubo de centrífuga cônica de 50 mL deve cuidar após a secagem a vácuo. Se ainda houver algum solvente dentro do tubo de centrífuga cônica de 50 mL, as nanopartículas de ouro precisam ser secas ainda mais para evaporar o solvente restante. A secagem a vácuo é o método preferido para a secagem porque é menos provável que danifique ou perca a pelota de nanopartículas de ouro, em comparação com métodos mais agressivos, como a secagem de armas de nitrogênio. Se um bloqueio de carga a vácuo não estiver disponível ou, se preferir, as nanopartículas de ouro também podem ser secas em um desiccador a vácuo.
  3. Depois que as pelotas de nanopartículas de ouro estiverem secas, enrosque as tampas firmemente de volta nos tubos de centrífuga.
  4. Enrole o filme de laboratório em torno das tampas bem fechadas para selar os tubos de centrífuga com as pelotas de nanopartículas de ouro dentro.
  5. Rotule os tubos de centrífugas de 50 mL com pelotas precipitadas de nanopartículas de ouro com um rótulo apropriadamente descritivo, como "Dry Au NP" e a data (por exemplo, 9-28-2020).
  6. Coloque os tubos de centrífuga seladas com pelotas de nanopartículas de ouro seco dentro de uma geladeira de 2 °C - 8 °C. Use uma bandeja ou racks de tubo de centrífugas cônicas de 50 mL para manter os tubos eretos.
    NOTA: A Figura Suplementar 11 mostra os tubos de centrífugas tampados, embrulhados com filme de laboratório, rotulados e armazenados em uma geladeira de 2 °C - 8 °C. Cada tubo de centrífuga pode ser armazenado na geladeira até que seja usado para fazer uma solução de nanopartículas de ouro resuspended.

12. Limpe o vidro de reação química (após a síntese de nanopartículas de ouro)

ATENÇÃO: O etchant de ouro TFA e o aqua regia são corrosivos. Use os equipamentos de proteção individual necessários (EPI), como luvas químicas, vestido químico, óculos e escudo facial. Apenas manuseie a solução corrosiva em um banco molhado ácido enquanto usa o EPI necessário.

  1. No capô da fumaça, limpe o recipiente de reação de vidro com acetona e gire a acetona ao redor no vaso de reação de vidro para lavar a solução de nanopartículas de ouro residual, em seguida, despeje a acetona suja em um béquer de coleta de solvente sujo e descarte o solvente sujo em uma garrafa de resíduo inflamável.
  2. No banco molhado ácido, coloque o recipiente de reação de vidro com o tubo condensador preso a ele em um béquer de 600 mL para suporte, e descanse o lado do tubo condensador contra a parede lateral do banco molhado ácido para maior apoio.
  3. Limpe o vidro de reação química (tubo condensador, vaso de reação, pipeta de vidro) e barra de agitação magnética, despejando a solução TFA de gravação de ouro de ~300 mL usada (que foi salva anteriormente e reservada para reutilização) que foi misturada 1:1 com água DI no tubo condensador e vidros do vaso de reação. Coloque a barra de agitação magnética e a pipeta graduada em vidro longo no tubo condensador. Encha o tubo condensador com água DI conforme necessário para finalá-lo e permitir que o banho de TFA de etchant dourado sente-se e limpe os vidros por 30 minutos.
  4. Após 30 minutos, quebre o selo entre o tubo condensador e o recipiente de reação para coletar toda a solução de etchant de ouro no vaso de reação, e despeje a solução de etchant de ouro usada no béquer de 400 mL. Despeje a solução de etchant de ouro na garrafa de resíduos químicos para solução de etchant de ouro usado.
  5. Ainda no banco molhado ácido, lave o vidro de reação química e a barra de agitação magnética 3-4 vezes com água DI para liberar a solução de etchant de ouro restante e, em seguida, permitir que o vidro de reação química e a barra de agitação magnética se sentem em um banho de água DI por mais 30 minutos.
  6. Após 30 minutos sentado em um banho dI, esvazie a água e use a pistola de água DI para lavar a água pelo ralo do banco molhado ácido. Enxágüe com acetona e depois assopre os vidros secos com a arma de nitrogênio.

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Representative Results

A Figura 1 mostra como a solução de mistura química de síntese de nanopartículas de ouro (ácido tetracloroautérico, oleylamina e tolueno) deve mudar gradualmente de cor ao longo de vários minutos à medida que ferve inicialmente no vaso de reação; de claro, para amarelo claro (imagem esquerda), para rosa claro (imagem central), para vermelho claro (imagem direita). A mudança de cor da solução é uma indicação da mudança do tamanho das nanopartículas de ouro à medida que começam a nuclear e crescerem ao longo do tempo. Em geral, a solução de nanopartículas de ouro deve se tornar mais escura e mais vermelha/roxa ao longo do tempo à medida que as nanopartículas de ouro nuclearem e crescerem. A Figura 2 mostra a cor final escura vermelho/roxo da solução de mistura química de síntese de nanopartículas de ouro após 2 horas de ebulição. A cor vermelho/roxo escuro da solução de nanopartículas douradas é característica de uma solução concentrada de nanopartículas de ouro que têm ~12 nm de diâmetro. A Figura 3 mostra uma imagem do microscópio eletrônico de varredura (SEM) de uma monocamada de nanopartículas de ouro (depois de ser depositada em um substrato de silício) que é usada para caracterizar o tamanho e a monodispersidade das nanopartículas de ouro. As nanopartículas de ouro devem parecer ter aproximadamente o mesmo tamanho/diâmetro se forem altamente monodispersas. Se as nanopartículas de ouro forem polidispersas, elas terão grandes variações em seu tamanho/diâmetro. Para a maioria das aplicações, a monodispersidade é geralmente preferida em vez de polidispersidade. A Figura 4 mostra uma imagem do microscópio eletrônico de varredura (SEM) de nanopartículas de ouro e suas medidas de diâmetro, o que indica um diâmetro de ~12 nm ± 2 nm para as nanopartículas de ouro. Estas nanopartículas de ouro parecem ser bastante monodispersas.

Tipo de solução Número do item Quantidade e Tipo de Produto Químico Comentários/Descrição
injecção 1 150 mg de ácido tetracloroaurico (HAuCl4) (0,15 mmol) para injetar em vaso de reação
2 3,0 g (3,7 mmol, 3,6 mL) de oleylamina
3 3,0 mL de tolueno
fervente 1 5,1 g (6,4 mmol, 8,7 mL) de oleylamina para ferver em vaso de reação
2 147 mL de tolueno
Lavagem/Purificação 1 10 mL de tolueno (x3 lava) (tubos x12) = 360 mL de tolueno para lavar/purificar nanopartículas de ouro
2 40 mL de metanol (x3 lava) (tubos x12) = 1,44 L de metanol
Etchant de ouro 1 150 mL de etchant de ouro TFA [ou aqua regia] para limpeza de vidros/suprimentos de reação química
2 150 mL de água desionizada (DI)

Tabela 1: Quantidades Químicas Esta tabela mostra a quantidade e o tipo de produtos químicos necessários para o preparo da solução de injeção, solução de ebulição, solução de lavagem/purificação e solução de etchant de ouro.

Figura suplementar 1: Limpeza de vidros de reação química com solução TFA de etchant de ouro. Esta figura mostra o vidro de reação química (tubo condensador, vaso de reação, pipeta de vidro) e barra de agitação magnética sendo limpa com uma mistura de ~300 mL de ~150 mL da solução de gravura de ouro TFA e ~150 mL de água DI (mistura 1:1) no tubo condensador e vidros vasos de reação. A barra de agitação magnética e a pipeta graduada em vidro longo são colocadas no tubo do condensador, e o banho de Etchant TFA dourado é deixado para sentar e limpar os vidros por 30 minutos no banco molhado ácido. Clique aqui para baixar este Arquivo.

Figura suplementar 2: Vidros limpos e suprimentos antes de serem transferidos para o porta-luvas de nitrogênio. Esta figura mostra os vidros e suprimentos depois de serem limpos e secos. Os vidros e os suprimentos são embrulhados/cobertos com papel alumínio para protegê-los da sujeira/detritos antes de serem transferidos para o porta-luvas de nitrogênio. Clique aqui para baixar este Arquivo.

Figura suplementar 3: Configuração experimental de síntese de nanopartículas de ouro no porta-luvas de nitrogênio. Esta figura mostra a síntese de nanopartículas de ouro configuração experimental no porta-luvas de nitrogênio. O vaso de reação de vidro está descansando em cima do recipiente de malha de fibra de vidro em cima do aquecedor/agitador, e o tubo de condensador está conectado em cima do vaso de reação de vidro. O tubo condensador é mecanicamente suportado pelo suporte com o grampo. Existem duas mangueiras conectadas às portas de entrada e saída de água do tubo condensador (com a porta de entrada na parte inferior do tubo, e a porta de saída na parte superior do tubo) para que a água flua da parte inferior do tubo condensador até o topo do tubo condensador, esfriando o tubo e condensando o vapor dentro. Clique aqui para baixar este Arquivo.

Figura suplementar 4: Misturando ácido tetracloroaurico, oleylamina e solução de tolueno antes da injeção. Esta figura mostra a solução de injeção de ácido tetracloroautérico, oleylamina e tolueno depois de ser misturado em uma solução não aquosa frasco de vidro de 20 mL com uma tampa forrada com PTFE. A solução de injeção deve parecer vermelha ou roxa escura depois de sacudi-la e misturá-la. Clique aqui para baixar este Arquivo.

Figura suplementar 5: Preparando-se para injetar solução no vaso de reação usando pipeta de vidro. Esta figura mostra a solução de injeção de ácido tetracloroautérico, oleylamina e tolueno sendo atraída para a pipeta de vidro graduada com a lâmpada de borracha com válvulas, pouco antes de injetar rapidamente a solução com um esguicho rápido na solução fervente de oleylamina e tolueno no vaso de reação de vidro. Clique aqui para baixar este Arquivo.

Figura suplementar 6: Derramando ~12 mL de solução de nanopartícula de ouro em cada tubo de centrífuga cônica de 50 mL. Esta figura mostra ~12 mL de solução de nanopartículas de ouro sendo despejada uniformemente em cada um dos tubos de centrífuga cônica de 50 mL com ~35 mL de metanol em cada tubo. O metanol é usado para remover materiais e subprodutos iniciais não redigidos, a fim de limpar e lavar as nanopartículas de ouro. Clique aqui para baixar este Arquivo.

Figura suplementar 7: tubos de centrífuga de 50 mL após centrifugação, com Pelotas de Nanopartículas de Ouro no Fundo. Esta figura mostra como a solução de nanopartículas de ouro deve aparecer nos tubos cônicos de centrífugas de 50 mL após a centrifugação, com as nanopartículas de ouro coletadas em pelotas de nanopartículas de ouro escuro na parte inferior de cada tubo de centrífuga. Acima das pelotas de nanopartículas de ouro escuro, a solução de metanol/tolueno supernacido parece ser clara/transparente, indicando que a centrifugação precipitou as nanopartículas de ouro da solução. Clique aqui para baixar este Arquivo.

Figura suplementar 8: Vórtice de tubos de centrífuga de 50 mL com Au NPs Após o enchimento com ~10 mL de Tolueno. Esta figura mostra os tubos centrífugas com solução de nanopartículas de ouro e tolueno sendo vórtice e resuspended. Vórtice é muito melhor e mais suave nas nanopartículas de ouro do que sonicar as nanopartículas de ouro. As nanopartículas de ouro não devem ser sônicas, pois a sônica pode retirar os ligantes de oleylamina das nanopartículas de ouro e causar agregação e sedimentação das nanopartículas de ouro. Clique aqui para baixar este Arquivo.

Figura suplementar 9: Vórtice até que a pelota/resíduo de nanopartícula de ouro esteja quase completamente resuspended. Esta figura mostra como a solução de nanopartículas de ouro deve aparecer quando as nanopartículas de ouro são resuspendidas em solução, vórtice de cada nanopartícula de ouro com ~10 mL de tolueno. Os tubos de centrífugas de 50 mL devem ser vórtices até que as nanopartículas pretas de líquido/precipitado/ouro sejam resuspendidas e dispersas no tolueno, e a solução pareça nublada/escura. A parte inferior do tubo de centrífuga deve ser verificada para garantir que praticamente todo ou a maioria dos resíduos de nanopartículas pretas tenha sido resuspended em solução. Clique aqui para baixar este Arquivo.

Figura suplementar 10: Pellet de nanopartícula de ouro seco em tubo de centrífuga cônica de 50 mL. Esta figura mostra como uma pelota de nanopartícula de ouro seco na parte inferior de um tubo de centrífuga cônica de 50 mL deve parecer, depois de secá-la a vácuo. Depois que as nanopartículas de ouro no tubo centrífuga de 50 mL foram lavadas 3 vezes distintas, e o tolueno e o metanol foram derramados pela última vez, as nanopartículas de ouro precisam ser secas para evaporar o solvente restante. A secagem a vácuo é o método preferido para a secagem porque é menos provável que danifique ou perca a pelota de nanopartículas de ouro, em comparação com métodos mais agressivos, como a secagem de armas de nitrogênio. Clique aqui para baixar este Arquivo.

Figura suplementar 11: Tubos de tampa, enrolar com filme de laboratório, tubos de etiqueta e armazenar em 2 °C - 8 °C Geladeira. Esta figura mostra os tubos de centrífuga tampados, envoltos com filme de laboratório, rotulados e armazenados em uma geladeira de 2 °C - 8 °C. Os tubos de centrífugas de 50 mL com pelotas precipitadas de nanopartículas de ouro devem ser rotulados com um rótulo apropriadamente descritivo, como o nome, número da amostra e data. Uma bandeja ou racks de tubo de centrífugas cônicas de 50 mL podem ser usados para segurar os tubos eretos na geladeira. Clique aqui para baixar este Arquivo.

Figure 1
Figura 1: Solução de nanopartículas de ouro mudando de cor ao longo de vários minutos após a injeção. Esta figura mostra como a solução de mistura de reação química da nanopartícula de ouro (ácido tetracloroautérico, oleylamina e tolueno) deve mudar gradualmente de cor ao longo de vários minutos à medida que ferve inicialmente no vaso de reação; de claro, para amarelo claro (imagem esquerda), para rosa claro (imagem central), para vermelho claro (imagem direita). A mudança de cor da solução é uma indicação da mudança do tamanho das nanopartículas de ouro à medida que começam a nuclear e crescerem ao longo do tempo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2: A solução de nanopartículas de ouro é vermelho escuro/roxo após 2 horas de ebulição. Esta figura mostra a cor final escura vermelho/roxo da solução de mistura química de síntese de nanopartículas de ouro após 2 horas de ebulição no vaso de reação. A cor vermelho/roxo escuro da solução de nanopartículas douradas é característica de uma solução concentrada de nanopartículas de ouro que têm ~12 nm de diâmetro. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3: Escaneando microscópio eletrônico (SEM) Imagem da monocameira nanopartícula de ouro. Esta figura mostra uma imagem de microscópio eletrônico de varredura (SEM) de uma monocamada de nanopartículas de ouro (depois de ser depositada em um substrato de silício) que é usada para caracterizar o tamanho e a monodispersidade das nanopartículas de ouro. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4: Imagem do microscópio eletrônico de varredura (SEM) com medições de diâmetro da nanopartícula de ouro. Esta figura mostra uma imagem do microscópio eletrônico de varredura (SEM) de nanopartículas de ouro e suas medidas de diâmetro, o que indica um diâmetro de ~12 nm +/- 2 nm para as nanopartículas de ouro. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

A realização do protocolo de síntese de nanopartículas de ouro apresentado acima deve produzir nanopartículas de ouro com ~12 nm de diâmetro e monodispersidade bastante alta (± 2 nm). No entanto, existem algumas etapas críticas e parâmetros de processo que podem ser ajustados para potencialmente alterar o tamanho/diâmetro e a monodispersidade/polidispersidade das nanopartículas de ouro. Por exemplo, depois de injetar a solução precursora no vaso de reação e permitir que a solução de tetracloroautérico, oleylamina e tolueno ferva por duas horas, há a opção de fazer a extinção imediata da solução de reação ou fazer a saciedação retardada e o resfriamento natural. Se a sacieção imediata for desejada, logo após o passo de reação aquecida de 2 horas estiver completo, 100 mL de metanol são adicionados ao vaso de reação para precipitar o produto das nanopartículas de ouro. A extinção imediata pode proporcionar melhores relações de dispersão porque a nucleação ocorre aproximadamente ao mesmo tempo para todas as nanopartículas da solução saturada; enquanto quanto mais tempo a solução permanecer insaciada, maior, mas mais randomizada o tamanho das nanopartículas se tornam. Se a saciedação retardada e o resfriamento natural for desejado, em seguida, depois que o passo de reação aquecida de 2 horas estiver completo, a solução é permitida para esfriar naturalmente à temperatura ambiente por 1 hora. Alternativamente, a solução pode ser deixada para esfriar ainda mais, até o dia seguinte (por exemplo, esperar durante a noite) antes que 100 mL de metanol seja adicionado para precipitar o produto das nanopartículas de ouro. Os pesquisadores podem querer experimentar tanto com a sacieda imediata quanto com a sacieda retardada, e 1 hora de saciedos atrasados versus saciamento atrasado durante a noite para determinar qual método produz os melhores resultados para fazer nanopartículas de ouro grandes e altamente monodisperses. Uma hora de atraso é o procedimento que atualmente é recomendado para produzir nanopartículas de ouro que são altamente monodisperses, mas ainda não foi determinado qual procedimento produz resultados superiores, por isso algumas investigações experimentais adicionais podem ser benéficas.

Outro passo crítico no protocolo que afeta a monodispersidade das nanopartículas de ouro é a injeção rápida do precursor, para permitir que a solução saturada forme o maior número possível de núcleos em um intervalo de tempo muito curto. Logo após a injeção precursora, poucos novos núcleos se formam, e átomos de ouro só devem se juntar aos núcleos existentes. O necessário para a alta monodispersidade é um longo e consistente período de crescimento em relação ao período de nucleação. Uma alta relação de tempo de crescimento:nucleação deve beneficiar a monodispersidade. Por conta disso, injetar a solução precursora muito rapidamente é importante para a alta monodispersidade, e esperar para saciar a reação (saciamento atrasado) também pode ser benéfico para o aumento da monodispersidade. No entanto, o mecanismo concorrente do amadurecimento de Ostwald13 é um fator propulsor para a polidispersidade. A energia superficial dos átomos de ouro na superfície de pequenas nanopartículas é maior do que a energia superficial dos átomos de ouro na superfície de grandes nanopartículas. O amadurecimento de Ostwald é uma força motriz termodinâmica para o encolhimento de pequenas nanopartículas e o crescimento das grandes14. Este é um fenômeno que pode acontecer ao longo do tempo em solução.

Outra variável a considerar é a estabilidade da camada de ligante de oleylamina nas nanopartículas de ouro, e quão bem passivadas as superfícies de nanopartículas de ouro são pelos ligantes de oleylamina. Embora não haja nenhum indicador para a progressão da passivação da superfície em diferentes pontos da reação da síntese de nanopartículas de ouro, pode-se imaginar como a passivação da superfície deve evoluir ao longo do tempo. No início da reação, não há nanopartículas de ouro, e a oleylamina está realmente agindo como um agente redutor, para libertar o ouro de suas ligações de cloro. No final da reação, as superfícies de nanopartículas de ouro devem ser completamente passivadas. Idealmente, a reação deve ser permitida para continuar tempo suficiente para permitir que as superfícies das nanopartículas de ouro se tornem completamente passivadas, mas não tanto tempo que o amadurecimento de Ostwald começa a fazer as nanopartículas de ouro polidisperse em vez de monodisperse.

No geral, as coisas a considerar ao realizar a saciedade da reação são a razão de tempo de crescimento:nucleação, minimizando o tempo de amadurecimento de Ostwald e permitindo tempo suficiente para a passivação da superfície. Ainda não foi provado se a saciedação atrasada ou sacieçação instantânea produz resultados superiores (ou seja, nanopartículas de ouro grandes, altamente passivadas e altamente monodispersas). No entanto, a extinção ligeiramente retardada (por exemplo, permitindo que a solução esfrie até a temperatura ambiente por 1 hora após a ebulição) pode produzir nanopartículas de ouro altamente monodisperse, de modo que algum atraso finito antes de saciar a reação é aceitável. Para fornecer mais clareza sobre se a saciedade imediata ou a saciedade retardada é melhor para produzir nanopartículas de ouro grandes e altamente monodispersas, um experimento útil ou modificação para solução de problemas da técnica seria separar a solução de síntese de nanopartículas de ouro em dois lotes diferentes após a ebulição e realizar a saciedade pós-reação imediata em paralelo com a saciedade retardada. O resultado deste experimento/modificação pode determinar se a janela de tempo de nucleação é tão curta que o tempo extra (uma hora ou uma noite/dia depois) para resfriamento é inegundo para o crescimento, e alguma combinação de amadurecimento de Ostwald e passivação superficial está realmente diminuindo a monodispersidade (ou aumentando a polidispersidade) das nanopartículas de ouro durante o resfriamento/atraso antes de se curvar.

A consideração final para este método de síntese de nanopartículas de ouro é como as nanopartículas de ouro são armazenadas e usadas. Após o processo de síntese e o processo de limpeza, as nanopartículas de ouro são secas suavemente, seja usando uma arma de nitrogênio ou sob vácuo. É altamente recomendável que as nanopartículas de ouro sejam secas em um ambiente de vácuo em vez de usar uma arma de nitrogênio, pois a arma de nitrogênio poderia desalojar a pelota preta de nanopartículas de ouro e fazê-la se perder/contaminar/danificar. Secar as nanopartículas de ouro em um ambiente de vácuo é muito mais suave e impede que a pelota de nanopartículas de ouro seja desalojada ou perdida. Após a secagem, as nanopartículas de ouro são então armazenadas em um ambiente limpo e seco (por exemplo, em tubos de centrífuga tampados de filme de laboratório) em uma geladeira de 2 °C - 8 °C até que estejam prontas para serem usadas. Este ambiente limpo, seco e frio deve dar às nanopartículas de ouro uma vida útil mais longa de aproximadamente um ano com degradação mínima. Para usar as nanopartículas de ouro, elas podem ser resuspensadas em soluções de solventes orgânicos, como o tolueno, vórtices, vórtices das nanopartículas de ouro na presença do solvente orgânico. O tamanho e a concentração das nanopartículas de ouro na solução de tolueno podem então ser verificados usando a caracterização de espectroUV-vis 15 e diluídos ainda mais com tolueno, se necessário, até que a concentração desejada de nanopartículas de ouro seja alcançada. Uma limitação é que a concentração precisará ser analisada para cada solução.

O protocolo de síntese de nanopartículas de ouro que é apresentado aqui tem como objetivo permitir a síntese de nanopartículas de ouro por especialistas não-químicas. O significado deste protocolo em relação aos métodos existentes é que ele oferece a oportunidade de controlar a quantidade de nanopartículas que são produzidas, o tamanho das nanopartículas, a monodispersidade das nanopartículas, e os ligantes que encapsulam as nanopartículas de ouro. As nanopartículas de ouro sintetizadas usando esse processo têm sido usadas para criar dispositivos nanoeletrônicos para experimentos eletrônicos moleculares, como matrizes de moléculas e nanopartículas2D 16. Neste exemplo, matrizes de nanopartículas de molécula 2D são formadas depositando 200 μL das nanopartículas de ouro diluídas na solução de tolueno em tubos de centrífuga cônica de 15 mL que foram parcialmente preenchidos com água deionizada. Os tubos ficaram imperturbáveis por 1-3 horas para permitir que o tolueno evaporasse e as nanopartículas de ouro formassem monocamadas na superfície da água. Estas monocamadas de nanopartículas de ouro foram então transferidas para substratos, como microchips de silício usando selos PDMS, a fim de formar dispositivos nanoeletrônicos. Os ligantes de oleylamina nas nanopartículas de ouro foram então trocados com outras moléculas, a fim de alterar as propriedades eletrônicas e termoelétricas das monocamadas de nanopartículas de ouro17,18. O protocolo de síntese de nanopartículas de ouro que é apresentado aqui produz nanopartículas de ouro de alta qualidade que podem ser úteis para muitas outras aplicações de nanopartículas de ouro dentro da ciência, indústria e medicina.

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Disclosures

Os autores não têm nada a revelar.

Acknowledgments

Os autores gostariam de agradecer a Frank Osterloh pela ajuda com métodos de síntese de nanopartículas. Os autores gostariam de reconhecer o apoio financeiro da Fundação Nacional de Ciência (1807555 & 203665) e da Corporação de Pesquisa de Semicondutores (2836).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
50 mL Conical Centrifuge Tubes with Plastic Caps (Quantity: 12) Ted Pella, Inc. 12942 used for cleaning/storing gold nanoparticle solution/precipitate (it's best to use 12 tubes, to allow the gold nanoparticles from the synthesis process to last up to one year (e.g., 1 tube per month))
Acetone Sigma-Aldrich 270725-2L solvent for cleaning glassware/tubes
Acid Wet Bench N/A N/A for cleaning chemical reaction glassware/supplies with gold etchant solution (part of wet chemical lab facilities)
Aluminum Foil Reynolds B08K3S7NG1 for covering glassware after cleaning it to keep it clean
Burette Clamps Fisher Scientific 05-769-20 for holding the condenser tube and reaction vessel during the synthesis process (located in the nitrogen glove box)
Centrifuge (with 50 mL Conical Centrifuge Tube Rotor/Adapter) ELMI CM-7S for spinning the gold nanoparticles in solution and precipitating/collecting them at the bottom of the 50 mL conical centrifuge tubes
DI Water Millipore Milli-Q Direct deionized water
Fume Hood N/A N/A for cleaning laboratory glassware and supplies with solvents (part of wet chemical lab facilities)
Glass Beaker (600 mL) Ted Pella, Inc. 17327 for holding reaction vessel, condenser tube, glass pipette, and magnetic stir bar during cleaning with gold etchant and then with water
Glass Beakers (400 mL) (Quantity: 2) Ted Pella, Inc. 17309 for measuring toluene and gold etchant
Glass Graduated Cylinder (5 mL) Fisher Scientific 08-550A for measuring toluene and oleylamine for injection
Glass Graduated Pipette (10 mL) Fisher Scientific 13-690-126 used with the rubber bulb with valves to inject the gold nanoparticle precursor solution into the reaction vessel
Gold Etchant TFA Sigma-Aldrich 651818-500ML (with potassium iodide) for cleaning reaction vessel, condenser tube, magnetic stir bar, glass pipette [alternatively, use Aqua Regia]
Isopropanol Sigma-Aldrich 34863-2L solvent for cleaning glassware/tubes
Liebig Condenser Tube (~500 mm) (24/40) Fisher Scientific 07-721C condenser tube, attaches to glass reaction vessel
Magnetic Stirring Bar Fisher Scientific 14-513-51 for stirring reaction solution during the synthesis process
Methanol (≥99.9%) Sigma-Aldrich 34860-2L-R new, ≥99.9% purity (for washing gold nanoparticles after synthesis)
Microbalance (mg resolution) Accuris Instruments W3200-120 for weighing tetrachloroauric acid powder (located in the nitrogen glove box)
Micropipette (1000 µL) Fisher Scientific FBE01000 for measuring and dispensing liquid chemicals such as oleylamine and toluene (if using micropipette instead of graduated cylinder for measurement)
Micropipette Tips (1000 µL) USA Scientific 1111-2831 for measuring and dispensing liquid chemicals such as oleylamine and toluene (if using micropipette instead of graduated cylinder for measurement)
Nitrile Gloves Ted Pella, Inc. 81853 personal protective equipment (PPE), for protection, and for keeping nitrogren glove box gloves clean
Nitrogen Glove Box M. Braun LABstar pro for performing gold nanoparticle synthesis in a dry and inert environment
Non-Aqueous 20 mL Glass Vials with PTFE-Lined Caps (Quantity: 2) Fisher Scientific 03-375-25 for weighing tetrachloroauric acid powder and mixing with oleylamine and toluene to make injection solution
Oleylamine (Technical Grade, 70%) Sigma-Aldrich O7805-100G technical grade, 70%, preferably new, stored in the nitrogen glove box
Parafilm M Sealing Film (2 in. x 250 ft) Sigma-Aldrich P7543 for sealing the gold nanoparticles in the 50 mL centrifuge tubes after the synthesis process is over
Round Bottom Flask (250 mL) (24/40) Wilmad-LabGlass LG-7291-234 glass reaction vessel, attaches to condenser tube
Rubber Bulb with Valves (Rubber Bulb-Type Safety Pipet Filler) Fisher Scientific 13-681-50 used with the long graduated glass pipette to inject the gold nanoparticle precursor solution into the reaction vessel
Rubber Hoses (PVC Tubes) (Quantity: 2) Fisher Scientific 14-169-7D for connecting the condenser tube to water inlet/outlet ports
Stainless Steel Spatula Ted Pella, Inc. 13590-1 for scooping tetrachloroauric acid powder from small container
Stand (Base with Rod) Fisher Scientific 12-000-102 for holding the condenser tube and reaction vessel during the synthesis process (located in the nitrogen glove box)
Stirring Heating Mantle (250 mL) Fisher Scientific NC1089133 for holding and supporting reaction vessel sphere, while heating with magnetic stirrer rotating the magnetic stirrer bar
Tetrachloroauric(III) Acid (HAuCl4) (≥99.9%) Sigma-Aldrich 520918-1G preferably new or never opened, ≥99.9% purity, stored in fridge, then opened only in the nitrogen glove box, never exposed to air/water/humidity
Texwipes / Kimwipes / Cleanroom Wipes Texwipe TX8939 for miscellaneous cleaning and surface protection
Toluene (≥99.8%) Sigma-Aldrich 244511-2L new, anhydrous, ≥99.8% purity
Tweezers Ted Pella, Inc. 5371-7TI for poking small holes in aluminum foil, and for removing Parafilm
Vortexer Cole-Parmer EW-04750-51 for vortexing the gold nanoparticles in toluene in 50 mL conical centrifuge tubes to resuspend the gold nanoparticles into the toluene solution

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References

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Marrs, J., Ghomian, T., Domulevicz, L., McCold, C., Hihath, J. Gold Nanoparticle Synthesis. J. Vis. Exp. (173), e62176, doi:10.3791/62176 (2021).

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