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En este artículo

  • Resumen
  • Resumen
  • Introducción
  • Protocolo
  • Resultados
  • Discusión
  • Divulgaciones
  • Agradecimientos
  • Materiales
  • Referencias
  • Reimpresiones y Permisos

Resumen

Aquí, la síntesis de semillas de oro (Au) se describe utilizando el método de Turkevich. Estas semillas se utilizan para sintetizar nanopartículas de aleación de oro y estaño (Au-Sn) con propiedades plasmónicas sintonizables.

Resumen

Este protocolo describe la síntesis de semillas de nanopartículas de Au y la posterior formación de nanopartículas bimetálicas de Au-Sn. Estas nanopartículas tienen aplicaciones potenciales en catálisis, optoelectrónica, imágenes y administración de fármacos. Anteriormente, los métodos para producir nanopartículas de aleación llevaban mucho tiempo, requerían condiciones de reacción complejas y podían tener resultados inconsistentes. El protocolo descrito describe en primer lugar la síntesis de semillas de nanopartículas de Au de aproximadamente 13 nm utilizando el método de Turkevich. A continuación, el protocolo describe la reducción de Sn y su incorporación a las semillas de Au para generar nanopartículas de aleación de Aur-Sn. Se describe la caracterización óptica y estructural de estas nanopartículas. Ópticamente, las resonancias de plasmones de superficie localizadas prominentes (LSPR) son evidentes utilizando espectroscopía UV-visible. Estructuralmente, la difracción de rayos X en polvo (XRD) refleja todas las partículas a menos de 20 nm y muestra patrones para las fases intermetálicas de Au, Sn y múltiples Au-Sn. La morfología esférica y la distribución del tamaño se obtienen a partir de imágenes de microscopía electrónica de transmisión (TEM). TEM revela que después de la incorporación de Sn, las nanopartículas crecen hasta aproximadamente 15 nm de diámetro.

Introducción

Las nanopartículas metálicas plasmónicas 1,2 tienen aplicaciones en catálisis, optoelectrónica, detección y sostenibilidad debido a su capacidad para absorber la luz con gran eficiencia, concentrar la luz en volúmenes subnanométricos y mejorar las reacciones catalíticas 3,4,5. Solo unos pocos metales muestran resonancias de plasmón de superficie localizadas (LSPR) eficientes. Entre ellos, uno de los metales más explorados es el Au3.

El Au es un metal noble ampliament....

Protocolo

El equipo y los reactivos utilizados en el estudio se enumeran en la Tabla de Materiales.

1. Método de síntesis de Turkevich de semillas de nanopartículas de Au cubiertas de citrato

  1. Limpieza de la cristalería
    1. Limpie la cristalería y las barras revolviendo con agua regia (proporción molar de 1:3 de HNO3:HCl).
    2. Enjuague con agua ultrapura hasta que no quede olor y seque antes de usar.
  2. Preparación de soluciones reactivas
    1. Mida 39,4 mg de HAuCl4∙3H2O usando una balanza analítica en un vial de centelleo de vidrio de 20 mL lim....

Resultados

La Figura 1 muestra resultados representativos para semillas de Au y nanopartículas de aleación de Au-Sn. Siguiendo el protocolo de síntesis de semillas de Au, se observa un pico de absorción distinto y asimétrico alrededor de 517 nm con un máximo de extinción de aproximadamente 0,7, correspondiente al LSPR. El pico azul cambia con la adición de Sn, correlacionándose con un aparente cambio de color óptico en la muestra de burdeos a naranja a marrón tostado. Se observan más despla.......

Discusión

En este estudio, las semillas de Au se prepararon utilizando el método Turkevich11. En cuanto a las limitaciones procedimentales de este método, es necesario realizar rápidamente la inyección de 480 μL de citrato trisódico de 100 mM. Si la solución de citrato se inyecta lentamente, pueden formarse partículas polidispersas con una distribución de tamaño grande. Además, la limpieza de la cristalería puede afectar significativamente la calidad y la consistencia de las semillas de Au. Si l.......

Divulgaciones

Los autores declaran no tener intereses contrapuestos.

Agradecimientos

Este trabajo se relaciona con las adjudicaciones del Departamento de Marina N00014-20-1-2858 y N00014-22-1-2654 emitidas por la Oficina de Investigación Naval. La caracterización fue financiada en parte por el programa de Instrumentación de Investigación Principal de la Fundación Nacional de Ciencias bajo la Subvención 2216240. Este trabajo también fue parcialmente apoyado por la Universidad de Massachusetts Lowell y la Mancomunidad de Massachusetts. Estamos agradecidos a las Instalaciones de Investigación Centrales de UMass Lowell.

....

Materiales

NameCompanyCatalog NumberComments
Basix Microcentrifuge TubesFisher ScientificCat#02-682-004
Cary 100 UV-visible SpectrophotometerAgilent TechnologiesCat#G9821A; RRID:SCR_019481
Cary WinUVAgilent Technologieshttps://www.agilent.com/en/product/molecular-spectroscopy/uv-vis-uv-visnir-spectroscopy/uv-vis-uv-vis-nirsoftware/cary-winuv-softwar
Crystallography Open DatabaseCrystalEyeRRID: SCR_005874http://www.crystallography.net/
Cu Carbon Type-B Grids
(200 mesh, 97 µm grid holes)		Ted PellaCat#01811
Direct-Q 3 UV-R Water Purification SystemMilliporeSigmaCat#ZRQSVR300
Entris Analytical BalanceSartoriusCat#ENTRIS64I-1SUS
Glass round-bottom flask (250 mL)Fisher ScientificCat#FB201250
Glass scintillation vialsWheatonCat#986548
Hydrochloric acid
(HCl, NF/FCC)		Fisher ScientificCAS: 7647-01-0, 7732-18-5
Hydrogen tetrachloroaurate (III) trihydrate
(HAuCl4·3H2O, 99.99%)		Alfa AesarCAS: 16961-25-4kept in a desiccator for consistency of purity and stability
ImageJNational Institute of HealthRRID: SCR_003070https://imagej.nih.gov/ij/download.html
Isotemp GPD 10 Hot Water BathFisher ScientificCat#FSGPD10
Isotemp Hot Plate StirrerFisher ScientificCat#SP88857200
Mili-Q Ultrapure Water
(18.2 MΩ-cm)		Water purification system
Miniflex X-Ray DiffractometerRigakuRRID:SCR_020451https://www.rigaku.com/products/xrd/miniflex
Model 5418 MicrocentrifugeEppendorfCat#022620304
Nitric acid
(HNO3, Certified ACS Plus)		Fisher ScientificCAS: 7697-37-2, 7732-18-5
On/Off Temperature Controller for Heating MantleFisher ScientificCat#11476289
Optifit Racked Pipette Tips (0.5-200 µL)SartoriusCat#790200
Optifit Racked Pipette Tips (10-1000 µL)SartoriusCat#791000
Philips CM12 120 kV Transmission Electron MicroscopePhilipsRRID:SCR_020411
Pipette Tups (1-10 mL)USA ScientificCat#1051-0000
Poly(vinylpyrrolidone)
(PVP; molecular weight [MW] = 40,000)		Alfa AesarCAS: 9003-39-8kept in a desiccator for consistency of purity and stability
Practum Precision BalanceSartoriusCat# PRACTUM1102-1S
PTFE Magnetic Stir Bar (12.7 mm)Fisher ScientificCat#14-513-93
PTFE Magnetic Stir Bar (25.4 mm)Fisher ScientificCat#14-513-94
Quartz Cuvette
(length × width × height: 10 mm × 12.5 mm × 45 mm)		Fisher ScientificCat#14-958-126
Round Bottom Heating Mantle 120 V 250 mLFisher ScientificCat#11-476-004
SmartLab Studio IIRigakuhttps://www.rigaku.com/products/xrd/studio
Sodium borohydride
(NaBH4, 97+%)		Alfa AesarCAS: 16940-66-2kept in a desiccator for consistency of purity and stability
SureOne Pipette Tips (0.1-10 µL)Fisher ScientificCat#02-707-437
Tacta Mechanical Pipette (P10)SartoriusCat#LH-729020
Tacta Mechanical Pipette (P1000)SartoriusCat#LH-729070
Tacta Mechanical Pipette (P10000)SartoriusCat#LH-729090
Tacta Mechanical Pipette (P20)SartoriusCat#LH-729030
Tacta Mechanical Pipette (P200)SartoriusCat#LH-729060
Tin (IV) chloride
(SnCl4, 99.99%)		Alfa AesarCAS: 7646-78-8kept in the fume hood and sealed with Parafilm between uses to avoid exposure to ambient conditions
Trisodium citrate dihydrate
(C6H5Na3O7·2H2O, 99%)		Alfa AesarCAS: 6132-04-3kept in a desiccator for consistency of purity and stability
Zero-Background Si Sample HolderRigaku

Referencias

  1. Fonseca Guzman, M. V., et al. Plasmon manipulation by post-transition metal alloying. Matter. 6 (3), 1-17 (2023).
  2. Branco, A. J., et al. Synthesis of gold-tin alloy nanoparticles with tunable plasmonic properties.

Reimpresiones y Permisos

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Palabras clave S ntesis acuosaNanopart culas de aleaci n de oro esta oNanopart culas plasm nicasM todo TurkevichResonancia de plasmones de superficie localizadaDifracci n de rayos X en polvoMicroscop a electr nica de transmisi nCat lisisOptoelectr nicaIm genesAdministraci n de f rmacos

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