JoVE Journal > Bioengineering
Summary
Abstract
Protocol
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Bioengineering

זהב Nanostar סינתזה עם שיטת Seed כסף מתווכת צמיחה

Published: January 15, 2012
doi:
10.3791/3570
, , ,
1Department of Physics and Astronomy,The University of Texas at San Antonio, 2Centro de Investigaciones en Optica A. C., 3Department of Biology and Neurosciences Institute,The University of Texas at San Antonio

Summary

אנחנו מסונתז בצורת כוכב זהב nanostars באמצעות זרע כסף בתיווך שיטת הגידול. קוטר nanostars נע 200-300 ננומטר ומספר טיפים להשתנות 7-10. חלקיקים יש משטח רחב תהודה plasmon מצב ממוקדת האינפרא אדום הקרוב.

Abstract

תכונות פיסיקליות, כימיות האופטיות של ננו בהיקף קולואידים תלוי בחומר הגודל שלהם, ההרכב והצורה 1-5. יש עניין רב באמצעות ננו קולואידים עבור אבלציה צילום תרמי, אספקת סמים והרבה יישומים ביו אחרים 6. הזהב משמש בעיקר בגלל רעילות נמוכה שלה 7-9. רכוש של מתכת ננו קולואידים הוא שהם יכולים להיות משטח חזק תהודה plasmon 10. שיאם של מצב פני השטח תהודה plasmon תלוי במבנה ובהרכב של המתכת ננו קולואידים. מאז מצב plasmon משטח תהודה מגורה עם אור קיים צורך לקבל את ספיגת שיא אינפרא אדום ליד שם transmissivity רקמות ביולוגיות הוא מקסימלי 11, 12.

אנו מציגים שיטה לסנתז זהב בצורת כוכב colloidal, המכונה גם חלקיקים בצורת כוכב 13-15 או nanostars 16. שיטה זו מבוססת על כמוolution המכיל זרעים כסף המשמשים כסוכן nucleating לצמיחה אניסוטרופי של קולואידים זהב 17-22. במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) ניתוח של זהב קולואיד וכתוצאה מכך הראו כי 70% של ננו היו nanostars. 30% הנותרים של חלקיקים היו אשכולות אמורפי של decahedra ו מעוינים. שיא ספיגת nanostars זוהה להיות האינפרא אדום הקרוב (840 ננומטר). לכן, השיטה שלנו מייצרת nanostars זהב מתאים עבור יישומים ביו, במיוחד עבור צילום אבלציה תרמית.

Protocol

1. כסף הכנה זרע הכן פתרון מלאי של כסף חנקתי (Agno 3) על ידי לקיחת מסה שרירותית לערבב אותו עם 10 מ"ל מים (די) deionized. חישוב molarity של הפתרון. שמור את הפתרון במקום חשוך כדי לבודד אותו מן האור. הוסף …

Discussion

בעבודה זו הצגנו שיטה לסנתז nanostars זהב כסף באמצעות זרעים. מצאנו כי זרעי כסף הביאה תשואה של ייצור 70% nanostars. Nanostars יש שיא ליד קליטת אינפרא אדום, המתאים למצב פני השטח שלהם תהודה plasmon, מרוכז בין 800 nm ו 850 nm 7, 23. מאפיינים אלה מאפיינים לאפשר nanostars הזהב שלנו כדי לשמש עבור יישומי…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

מחקר זה מומן על ידי הקרן הלאומית למדע שותפויות למחקר וחינוך חומרים (PREM) גרנט לא DMR-0934218. זה היה נתמך גם על ידי מספר פרס 2G12RR013646-11 מן המרכז הלאומי למשאבי מחקר. התוכן הוא באחריות הבלעדית של הכותבים ולא בהכרח מייצגים את הדעות הרשמיות של המרכז הלאומי למשאבי מחקר או מכוני הבריאות הלאומיים.

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).

Tags

Gold NanostarSilver Seed Mediated Growth MethodNano-scale ColloidsPhoto-thermal AblationDrug DeliveryBiomedical ApplicationsLow ToxicitySurface Plasmon ResonanceNear InfraredStar Shaped Colloidal GoldNanoparticlesNanostarsAnisotropic GrowthScanning Electron Microscopy (SEM)Absorbance PeakDecahedraRhomboidsBiomedical ApplicationsPhoto-thermal Ablation
check_url/3570?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
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).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image