플라즈몬 나노 입자를 사용하여 그래 핀 산화물의 가시 광선 유도 감소
Summary
가시광 플라즈몬 나노 입자를 사용하여 단축 된 그래 핀 옥사이드의 제조를위한 간단한 프로토콜을 설명한다.
Abstract
본 연구는 나노 플라즈몬과 가시 광선 조사를 사용하여 RT에서 환원 그래 핀 옥사이드 (R-GO) 용액을 제조하는 간단한 화학적 자유 신속하며 에너지 효율적인 방법을 설명한다. GO 플라즈몬 나노 입자의 환원 효율을 높이기 위해 사용된다. 그것만 XE-램프 솔루션을 조명하여 RT에서 30 분 소요 R-GO 솔루션은 완전히 간단한 원심 분리 단계를 통해 금 나노 입자를 제거함으로써 얻을 수있다. 다른 나노 구조물에 비해 구형 금 나노 입자 (AuNPs)은 R-GO 제조에 가장 적합한 플라즈몬 나노 구조물이다. 감소 된 그래 핀 산화물은 가시광을 사용하여 제조 및 AuNPs 화학적 같은 UV-비스 분광법, 라만 분광법, 분말 XRD 및 XPS 분석과 같은 다양한 기술들에 의해 지원 된 그래 핀 산화물을 저감 질적으로 동등 하였다. 가시 광선 준비 감소 된 그래 핀 산화물은 불소에 우수한 담금질 특성을 보여줍니다escent 분자는 ssDNA를하고 표적 DNA 검출을위한 우수한 형광 복구에 수정했습니다. 재활용 AuNPs에 의해 제조 된-GO R은 화학적으로 감소 R-GO의 그것과 동일한 품질로 발견된다. 플라즈몬 나노 입자와 가시광의 사용은 R-GO 합성 양호한 대안 방법을 설명한다.
Introduction
처음 개발 된 스카치 테이프 기반 방법 (1) 및 화학 기상 증착 (2)는 그래 핀의 원시 상태를 생성하는 우수한 방법 이었지만 넓은 영역 표면에 대규모 그라 합성 또는 그래 핀 층의 형성의 주요 제한으로 간주되어왔다 이전의 방법. 습식 화학 합성 첫 번째 시트를 GO 생산하는 등 초음파 강한 산화제, 광범위한 물리 치료 반응을 요구 방법 및 산소 기능 등을 최종적으로 감소 될 것입니다 대규모 R-GO 합성 가능한 솔루션의 3 하나 같은 GO 하이드 록시, 에폭시 및 카르보닐기 원래 물성을 복구하기 위해 필수적이다. 구름 4 GO의 감소 (히드라진 또는 그 유도체 (5) 또는 열처리 법에 의해를 이용한 화학적 방법 중 하나와 550-1,100 °를 행했다 불활성 또는 환원 분위기에서의 C). 6
jove_content "> 이러한 프로세스는 독성 화학 물질, R-GO 합성을위한 총 에너지 수요 증가 긴 반응 시간 및 높은 온도를 필요로한다. (7) 등의 UV 유도 8 광열 프로세스로 광 조사 환원 프로세스 펄스 크세논을 사용하면서 플래시, 9는 펄스 레이저 (10) 및 광열 11도의 제조에보고되어 카메라 플래시 조명 가열 보조 R – 이동. 일반적으로, 광 – 유도 방식의 낮은 변환 효율은 UV 또는 펄스의 사용 전파 높은 광자 에너지를 제공 할 수있는 레이저 조사. 가시 광선의 낮은 광자 에너지는 사용되지는 R-GO 합성에 많은 매력을 제한한다. 플라즈몬 나노 입자의 우수한 광 흡수 특성을 볼 수 및 / 또는 NIR 지역에서 크게 현재의 단점을 개선 할 수 있습니다 R-GO 합성 가시광의 사용. 12,13 온화한 반응 조건, 짧은 반응 시간 및 독성 CH의 제한된 사용emicals 유용한 다른 방법으로 GO의 광촉매 감소를 이용한 가시 광선 유도 플라즈몬을 만들 수 있습니다.본 방법에서는, 나노 입자 및 플라즈몬 가시광을 사용하여 효율적이고 간단한 R-GO 합성 방법을 설명한다. 반응 진행은 구면 금 나노 입자 (AuNPs), 금 나노 막대 (AuNRs), 금 나노 별 (AuNSs)로 플라즈 모닉 나노 입자의 구조에 크게 의존하는 것으로 밝혀졌다. AuNPs의 사용은 GO의 가장 효율적인 감소를 보였고, 나노 입자는 반복 사용 (그림 1)에 대한 쉽게 제거 및 재활용 할 수 있습니다. R은 – 이동 가시광을 사용하여 합성 및 AuNPs는 비하여 거의 동등한 품질을 보였다 R-GO 다양한 분석 측정 및 형광 소광 / 회복 계 DNA 검출 방법의 사용에 의해 입증 된 바와 같이 공지 된 화학적 방법 (히드라진)에 의해 제조.
Protocol
Representative Results
Discussion
금 나노 입자 (AuNPs, AuNSs & AuNRs)와 30 분 동안 GO 솔루션 위에 가시 광선 조사는 검은 색 (그림 1)에 밝은 노란색 갈색의 빠른 컬러 변화를 보여 주었다. 높은 수율로 고순도의 R-GO 제품을 구하려면, 두 가지 중요한 요소가 따를 필요가있다. AuNPs 강하게 다른 구조 (즉, AuNRs, AuNSs) 중, 가시광을 흡수 할 수 있기 때문에 하나는 효율적인 플라즈몬 AuNPs 촉매로서 사용하는 것이다. 다른…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 한국 (2013R1A1A1061387)의 국립 연구 재단과 고려 대학교 – 한국 과학 기술 연구원 (KIST) 연구 기금에 의해 지원되었다.
Materials
| Cy3 modifeid ssDNA | IDT(Iowa, USA) | HPLC purified by IDT | |
| Gold nanoparticles (30 nm) | Ted Pella, Inc(Redding, CA, USA). | 15706-20 | colloidal solution |
| 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethane sulfonic acid (HEPES) (99.5%) | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 7365-45-9 | |
| Gold(III)Chloride Hydrate (99.999%) | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 27988-77-8 | strongly hygroscopic |
| Sodium Borohydride (99.99%) | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 16940-66-2 | |
| Hexadecyltrimethylammonium bromide (≥99%) | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 57-09-0 | |
| L-Ascorbic Acid(≥99.0%) | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 50-81-7 | |
| Sodium Chloride (99.5%) | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 7647-14-5 | |
| Silver Nitrate (≥99.0%) | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 7761-88-8 | |
| Graphite | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 7782-42-5 | |
| Sulfuric acid | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 7664-93-9 | |
| Phophoric acid | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 7664-38-2 | |
| Potassium permanganate | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 7722-64-7 | |
| Hydrogen peroxide | JUNSEI | 23150-0350 | |
| Ammonium hydroxide | Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) | 1336-21-6 | |
| Xe-lamp | Cermax, Waltham, USA | ||
| NIR Laser | Class-IV, Sanctity Laser, Shanghai, China | 6W (output power) | |
| UV-Vis spectrophotometer | S-3100, SINCO, South Korea | ||
| Transmission Electron Microscopy | H-7650, Hitachi, Japan | ||
| Spectro Fluorometer | Jasco FP-6500, Tokyo, Japan | ||
| X-ray Photoelectron Spectrometer | AXIS–NOVA, KRATOS Inc., UK |
Referências
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