금 나노 막대의 하이드로 퀴논 기반 합성
Summary
이 논문은 환원제로서 히드로퀴논의 사용에 기초하여 금 나노로드의 합성을위한 프로토콜, 플러스 크기 및 종횡비를 제어하기위한 다른 메커니즘을 설명한다.
Abstract
Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the synthetic methods for the preparation of gold nanorods are still not fully optimized. In this paper we describe a new, highly efficient, two-step protocol based on the use of hydroquinone as a mild reducing agent. Our approach allows the preparation of nanorods with a good control of size and aspect ratio (AR) simply by varying the amount of hexadecyl trimethylammonium bromide (CTAB) and silver ions (Ag+) present in the “growth solution”. By using this method, it is possible to markedly reduce the amount of CTAB, an expensive and cytotoxic reagent, necessary to obtain the elongated shape. Gold nanorods with an aspect ratio of about 3 can be obtained in the presence of just 50 mM of CTAB (versus 100 mM used in the standard protocol based on the use of ascorbic acid), while shorter gold nanorods are obtained using a concentration as low as 10 mM.
Introduction
금 나노 입자 (AuNPs)를 생물 의학적 용도로 사용되는 가장 광범위 유망한 나노 구조물 중 하나이다. 이들의 사용은 체외 진단 제품 케어 포인트 많은 필수적이다 한 이들은 기타 다른 다수의 애플리케이션을위한 효과적인 수단으로 제안되었다 :. 촬상 과정에서 조영제로서,이 약물 전달 시스템으로 3 등 빛에 의한 온열 (또는 광열 치료)에 대한 약물. 4 AuNPs의 큰 잠재력이 지난 20 년 동안, 구동있다, 크기에 컨트롤을 증가 얻어진 형성 할 수있는 새로운 합성의 개발에 강한 연구. (5) AuNPs의 다른 종류는 특정 응용을위한 다른 것보다 더 적합 사실 때문이다.
다른 금 나노 구조 중, 금 나노 막대 (AuNRs)는 가장 흥미로운 시스템 중 하나로 등장했다. AuNRs 두 plasmo 특징종 방향 및 횡 방향 축을 따라 전자의 진동과 관련된 NIC 피크는 각각. 6로드의 애스펙트 비에 따라, 가장 강한 길이의 피크의 위치가 정밀하게 620 내지 800 nm의 동조 될 수있는 특히 중요 . 이 영역은 인간의 조직을 거의 AuNPs 관련된 생체 광자 다수의 애플리케이션의 개발을 가능하게 광을 흡수하지 않는 생물학적 창 7 일치한다.
나노 구조의 이러한 종류에 큰 관심 불구 AuNRs의 제조를위한 합성 프로토콜은 몇 가지 제한 겪는다. 대부분의 경우, 나노 막대는 사우 동료에 의해 개발 된 두 단계의 방법에 따라 제조된다. (8) 자신의 프로토콜에서, 나노로드가 미리 형성된 금 씨앗,은 이온 및 다량 존재 아스코르브 산을 사용하여 금 이온의 환원에 의해 합성된다 헥사 데실 트리메틸 암모늄 브로마이드 (CTAB), ACationic 선형 계면 활성제.
이 프로토콜의 단점은 금 이온의 환원 수율이 비교적 낮은 (약 20 %) (9)와 있다는 CTAB, 합성 시약의 총 비용의 절반 이상을 차지하고 비싼 시약의 높은 양이, 필요하다. 새롭고 더 효율적인 합성 경로의 개발은 AuNRs 접근법에 기초하여 의치의 확산을 가능하게하는 중요한 필요로 거기서 여겨진다.
본 논문의 첫 번째 부분에서는 약 3의 종횡비를 갖는 AuNR의 제조를위한 최적의 프로토콜을 제시한다. 합성은 온화한 환원제로서 히드로퀴논의 사용에 기초하며 CTAB 감소 된 양의 사용을 금 이온의 거의 정량적 환원과 AuNR의 제조를 허용한다. 10을 AuNRs의 제조를위한 이러한 프로토콜을 기반으로한다 금 씨는 "성장 졸에 사용되는 두 단계 접근법의 ution ".
두 번째 부분에서 우리는 두 가지 방법으로 조정할 얻어진 AuNR의 크기와 화면 비율을 미세하게하는 방법을 보여줍니다. 아스코르브 산에 기초한 표준 프로토콜과 유사한 첫 번째 방법은, 상기 "성장 용액"에 존재하는은 이온의 양을 변화시키는 것이다. 두 번째 방법은 잘 정의 된 짧은 나노 막대를 얻었다 (공급자보고 임계 미셀 농도에 가까운) 10 mM의 농도까지 감소시킬 수 CTAB의 양의 변화에 기초한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
여기에 제시된 프로토콜은 금 나노 막대를 생산하는 하이드로 퀴논, 약한 환원 전위 특징으로하는 방향족 분자를 적용한다. 아스코르브 산의 사용에 기초하여, 가장 널리 사용되는 합성 경로쪽으로 본 프로토콜의 두 가지 장점이있다 : 첫 번째는 히드로퀴논이 거의 정량적으로 금 나노로드의 더 많은 양의 생산을 허용 금 이온을 감소시킬 수 있다는 점이다 (11)는. 후자는 그것의 낮은 CTAB …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Funding for this research was provided by the Italian Ministry of Health under the frame of EuroNanoMed II (European Innovative Research & Technological Development Projects in Nanomedicine, project title: ”InNaSERSS”).
Materials
| Gold(III) chloride trihydrate | Sigma Aldrich | 520918 | |
| Hydroquinone | Sigma Aldrich | H17902 | |
| Silver Nitrate | Sigma Aldrich | 209139 | toxic |
| Sodium Borohydride | Sigma Aldrich | 480886 | |
| Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) | Sigma Aldrich | H5882 | Acute Tox. (oral). In this study we tested three different batches of CTAB (H5882) from Sigma Aldrich. Two of them were marked as made in China while one as made in India. In our experience only the batches marked as made in China were effective for the preparation of AuNR |
| Spectrophotometer | Thermo scientific | Nanodrop 2000C | |
| TEM | JEOL | 2100 |
Referências
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