金ナノロッドのヒドロキノンベースの合成
Summary
この論文では、還元剤としてのヒドロキノンの使用に加え、それらのサイズおよびアスペクト比を制御するための異なるメカニズムに基づいて、金ナノロッドの合成のためのプロトコルを記載しています。
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
金ナノ粒子（AuNPs）は、生物医学的用途で使用される最も普及していると有望なナノ構造の一つです。それらの使用は、多くのポイントオブケアインビトロ診断製品のに必須である1は、他の多数の異なる用途のための有効なツールとして提案されている：2薬物送達システム3としてとして、画像化研究における造影剤として光誘起温熱療法（または光熱治療）のための薬。4 AuNPsの大きな可能性は、最後の20年間で、サイズ上のコントロールを向上させ、得を形成することができる新しい合成法の開発に熱心な研究を推進してきました。5 AuNPsの異なる種類は、実際には特定のアプリケーションのために他のものよりも適しているためです。
別の金ナノ構造体、金ナノロッド（AuNRs）の中で最も興味深いシステムの一つとして浮上しています。 AuNRsは2 plasmoによって特徴づけられます縦及び横軸に沿った電子の振動に関連したNICのピークは、それぞれ、 図6には、ロッドのアスペクト比に応じて、最も強い縦ピークの位置が正確に620乃至800nm のを調整することができることは特に重要です。この領域は、ヒト組織はほとんどAuNPsを含むin vivoでのフォトニックアプリケーションの数の開発を可能にする、光を吸収しない生体の窓、7と一致します。
ナノ構造のこの種の巨大な関心にもかかわらず、AuNRsの調製のための合成プロトコルは、いくつかの制限を受けます。ほとんどの場合、ナノロッドは、サウおよび共同研究者によって開発された二段階の方法に従って調製された。8それらのプロトコルでは、ナノロッドは、予め形成された金種、銀イオンと多量の存在下でアスコルビン酸を用いた金イオンを還元することにより合成されますヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド（CTAB）、交流のationic線形界面活性剤。
CTABのこのプロトコルの欠点は、金イオンの還元の収率が比較的低いこと（約20％）9と、高量、より多くの合成における試薬の総コストの半分以上を占める高価な試薬必要とされています。新しい、より効率的な合成経路の開発はAuNRsに基づいて生物医学的なアプローチの広がりを可能にする、重要な必要性がそこから考えられています。
本研究の最初の部分では、約3のアスペクト比を有するAuNRの調製のための最適化されたプロトコルを提示します。合成は、穏やかな還元剤としてハイドロキノンを使用することに基づいており、それは、CTABの低減量を利用して、金イオンのほぼ定量的な還元とAuNRの製造を可能にする。10 AuNRsの調製のためのこのプロトコルの基礎と金種を「成長ゾルで使用される2つのステップのアプローチにution」。
第二部では、我々は次の2つの方法でチューニングを得AuNRのサイズとアスペクト比を細かくする方法を示しています。アスコルビン酸に基づく標準プロトコルと同様の第一の方法は、「成長溶液」中に存在する銀イオンの量を変化させることです。第二の方法は、明確に定義された短いナノロッドを得るために、（供給者によって報告された臨界ミセル濃度に近い）10 mMの濃度まで低減することが可能CTABの量の変動に基づいています。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここに提示プロトコルは、金ナノロッドを生成するために、ヒドロキノン、弱い還元電位によって特徴付けられる芳香族分子を適用します。アスコルビン酸の使用に基づいて、最も一般的に使用される合成経路に向けて、本プロトコルの2つの主な利点がある：第一は、ヒドロキノンがほぼ定量的に金ナノロッドの多量の産生を可能にする金イオンを還元することが可能であるということであ…
Disclosures
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 |
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