Funding for this research was provided by the Italian Ministry of Health under the frame of EuroNanoMed II (European Innovative Research &amp; Technological Development Projects in Nanomedicine, project title: ''InNaSERSS'').

1. סינתזה של Nanorods זהב הערה: השתמש במים נקיים במיוחד לאורך כל הדרך. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת זרעי הזהב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים 364.4 מ&quot;ג של ברומיד hexadecyltrimethylammonium (CTAB) ב 5 מ&quot;ל מים, תחת ultrasonication ב 40 ° C עד הפתרון מתבהרת. תנו פתרון CTAB להתקרר לטמפרטורת החדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנפרד, להכין 5 מ&quot;ל של חומצה tetrachloroauric (HAuCl 4) במים (0.5 מ&quot;מ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיפים את פתרון HAuCl 4 לפתרון CTAB תחת בחישה מגנטית נמרצת, שמירה על טמפרטורה קבועה של 27 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 600 μl של borohydride נתרן (NaBH 4) פתרון במים (10 מ&quot;מ) בשעה 4 מעלות צלזיוס. הוסף פתרון זה לתערובת תחת בחישה נמרצת. בדקו אם הצבע של הפתרון מייד משנה מצהוב חום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את ההשעיה למשך 20 דקות לפני השימוש. אחסן את ההשעיה זרעים לא יותר מ 24 שעות ב טמפרה חדרture. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדקו את ממדי הזרעים באמצעות ספקטרופוטומטר UV-Vis. ודא כי הזרעים הם קטנים מספיק (כ -2 ננומטר) לשמש בהכנת nanorods זהב על ידי ספקטרוסקופיה UV- גלוי. הערה: הספקטרום חייב להיות דומה למה שהציג באיור 1 זרעים גדולים יותר מזוהים על ידי הנוכחות של שיא plasmonic סביב 505-520 ננומטר אסור להשתמש כי הם צפויים לייצר חלקיקים כדוריים.. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת &quot;פתרון צמיחה&quot; של nanorods זהב. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים 182.2 מ&quot;ג CTAB יחד עם 22 הידרוקינון מ&quot;ג ב 5 מ&quot;ל מים ב 40 ° C באמצעות ultrasonication. להתקרר הפתרון 27 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן 200 μl של כסף חנק 4 מ&quot;מ (אגנו 3) פתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנפרד, להכין 5 מ&quot;ל של תמיסת 1 מ&quot;מ של חומצת tetrachloroauric (HAuCl 4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראשית להוסיף את תמיסת כסף חנקתי מוכן בשלב 1.2.2. לאחר מכן, להוסיף את HAuCפתרון l 4 מוכן בשלב 1.2.3 לפתרון CTAB ו הידרוקינון מוכן בשלב 1.2.1 תחת בחישה מגנטית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיד לאחר מכן, להוסיף תחת בחישה מגנטית 12 μl של ההשעיה זרעים שהוכן קודם לכן על פי פרוטוקול דיווח בשלב 1.1 ולתת תחילת התגובה. בדוק אם ההשעיה משנה את צבעו כ -30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשלוט על היווצרות של nanorods ידי בדיקת הספקטרום הנראה-UV של ההשעיה, כמפורט בסעיף 4, כל 5 דקות. המשך עד הספקטרום הוא יציב. כדי לאפשר היווצרות מלאה של nanorods, לעזוב את ההשעיה תחת ערבוב במשך 30 דקות נוספות (איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחלקים את ההשעיה צינורות (1 מ&quot;ל של השעיה לכל צינור) ו צנטריפוגות ב XG 10,000 במשך 10 דקות. nanorods גולד יוצר משקע כהה בחלק התחתון של הצינור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend המשקע של כל הצינורית 1 מ&quot;ל מים. מערבבים יחד את התוכן של הצינורות ולאחסן את תליוניension של nanorods זהב בטמפרטורת החדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפיין את nanorods מתקבל על ידי מיקרוסקופית אלקטרונים הילוכים ספקטרוסקופיה UV- גלוי כמתואר בסעיף 4 (איור 3). </li></ol></li></ol> 2. כוונון יחס גובה-רוחב של Nanorods על ידי שינוי ריכוז יוני Ag + <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן תמיסת כסף חנקתי עם ריכוז של 4 מ&quot;מ, המסת 3.4 מ&quot;ג אגנו 3 ב 5 מ&quot;ל מים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן בשלושה בקבוקונים שונים הפתרון עם CTAB ו הידרוקינון כמפורט בסעיף 1.2.1 ולהוסיף בהתאמה 100 μl, 150 μl או 200 μl של תמיסת כסף חנקתי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיפים את פי הכין פתרון 4 HAuCl לשלב 1.2.3 ולהמשיך עם הכנת nanorods זהב כמתואר מנקודה 1.2.5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפיין את nanorods מתקבל על ידי ספקטרוסקופיה UV- גלוי וכן במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים. צלוחיות עם כמויות נמוכות של Ag + יהיה להתחיל מחדשsult ב nanorods קצר (יחס גובה-רוחב של 2 ו -2.2 בהתאמה) (איור 4). </li></ol> 3. כוונון יחס גובה-רוחב של Nanorods על ידי שינוי ריכוז של CTAB <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן קבוצות שונות של nanorods זהב עם ריכוזים שונים של CTAB ב &quot;פתרון צמיחה&quot;. השתמש ריכוזים מ 10 מ&quot;מ עד 100 מ&quot;מ לייצר nanorods זהב שיש יחס גודל היבט אחר. ריכוזי CTAB להשתמש בכל ניסוי מסוכמים בטבלה 1 עם הסכום המקביל של מיליגרם בשימוש. ממיסים את כמויות שונות של CTAB תמיד עם 22 מ&quot;ג של הידרוקינון ב 5 מ&quot;ל מים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 200 μl של תמיסת כסף חנקתי (הערוכים על פי צעד 1.2.2) ו 5 מ&quot;ל של תמיסת HAuCl 4 (הערוכים על פי איך שמתואר בשלב 1.2.3) בכל בקבוקון תחת בחישה מגנטית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 12 μl של השעיה זרעים ולבחון את השינוי בצבע של התערובת הסופית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תפסיקהערבוב כאשר הצבע של ההשעיה ואת הספקטרום הנראה-UV התייצבו; זמן התגובה תלוי בריכוז CTAB בפתרון הצמיחה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה ב XG 10,000 במשך 10 דקות ו resuspend במים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפיין את nanorods מתקבל על ידי ספקטרוסקופיה UV- גלוי וכן במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים. ריכוז נמוך של CTAB יגרום nanorods הקצר תוך ריכוז גבוה ייתן יותר אך גדול nanorods. ביום בניגוד יחס גובה-רוחב של nanorods יהיה גבוה בטווח סביב 40-50 מ&quot;מ ו יקטין הן בריכוזים נמוכים וגבוה (איור 5 ואיור 6). </li></ol> אפיון 4. Nanorods זהב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספקטרוסקופיה UV- גלוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל 100 μl של פתרון nanorods עם 400 μl של מים קובט-מיקרו פלסטיק לרכוש את ספקטרום הבליעה גלוי-UV (טווח אורכי גל בין 400 ו -840 ננומטר)על פי הפרוטוקול של היצרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף ספקטרום UV-גלוי (טווח אורכי גל בין 400 ו -840 ננומטר) של פתרון הצמיחה כל 5 דקות כדי ללמוד קינטיקה של התגובה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיקרוסקופית אלקטרונים הילוכים (TEM) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> איסוף תמונות TEM של כל דגימה של nanorods, למדידת גודל של יחס גובה-רוחב של nanorods שהושגו. הכן את הדגימות על ידי הצבת ירידה של השעיה (4 μl) על גבי רשתות נחושת דקה Formvar מצופה 200-רשת ולהשאיר לייבוש באוויר ב 4 מעלות צלזיוס. ניתוח המדגם ב TEM באמצעות מתח מואץ של 200 קילו וולט על פי הפרוטוקול של היצרן. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Zhou, W., Gao, X., Liu, D., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+Nanoparticles+for+In+Vitro+Diagnostics.">Gold Nanoparticles for In Vitro Diagnostics.</a> Chem Rev. 115 (19), 10575-10636 (2015).</li><li>Bao, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+nanoprisms+as+optoacoustic+signal+nanoamplifiers+for+in+vivo+bioimaging+of+gastrointestinal+cancers.">Gold nanoprisms as optoacoustic signal nanoamplifiers for in vivo bioimaging of gastrointestinal cancers.</a> Small. 9 (1), 68-74 (2013).</li><li>Han, G., Ghosh, P., Rotello, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functionalized+gold+nanoparticles+for+drug+delivery.">Functionalized gold nanoparticles for drug delivery.</a> Nanomedicine. 2 (1), 113-123 (2007).</li><li>Choi, W. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+regression+in+vivo+by+photothermal+therapy+based+on+gold-nanorod-loaded,+functional+nanocarriers.">Tumor regression in vivo by photothermal therapy based on gold-nanorod-loaded, functional nanocarriers.</a> ACS Nano. 5 (3), 1995-2003 (2011).</li><li>Langille, M. R., Personick, M. L., Zhang, J., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defining+Rules+for+the+Shape+Evolution+of+Gold+Nanoparticles+.">Defining Rules for the Shape Evolution of Gold Nanoparticles .</a> J. Am. Chem. Soc. 134 (35), 14542-14554 (2012).</li><li>Lohse, S. E., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Quest+for+Shape+Control:+A+History+of+Gold+Nanorod+Synthesis.">The Quest for Shape Control: A History of Gold Nanorod Synthesis.</a> Chem. Mater. 25 (8), 1250-1261 (2013).</li><li>Weissleder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+clearer+vision+for+in+vivo+imaging.">A clearer vision for in vivo imaging.</a> Nat. Biotech. 19 (4), 316-317 (2001).</li><li>Sau, T. K., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seeded+High+Yield+Synthesis+of+Short+Au+Nanorods+in+Aqueous+Solution.">Seeded High Yield Synthesis of Short Au Nanorods in Aqueous Solution.</a> Langmuir. 20 (15), 6414-6420 (2004).</li><li>Ratto, F., Matteini, P., Rossi, F., Pini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size+and+shape+control+in+the+overgrowth+of+gold+nanorods.">Size and shape control in the overgrowth of gold nanorods.</a> J. Nanopart. Res. 12, 2029-2036 (2010).</li><li>Morasso, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+size+and+aspect+ratio+in+hydroquinone-based+synthesis+of+gold+nanorods.">Control of size and aspect ratio in hydroquinone-based synthesis of gold nanorods.</a> J. Nanopart. Res. 17, 330-337 (2015).</li><li>Vigderman, L., Zubarev, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-yield+synthesis+of+gold+nanorods+with+longitudinal+SPR+peak+greater+than+1200+nm+using+hydroquinone+as+a+reducing+agent.">High-yield synthesis of gold nanorods with longitudinal SPR peak greater than 1200 nm using hydroquinone as a reducing agent.</a> Chem. Mater. 25 (8), 1450-1457 (2013).</li><li>Walsh, M. J., Barrow, S. J., Tong, W., Funston, A. M., Etheridge, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Symmetry+breaking+and+silver+in+gold+nanorod+growth.">Symmetry breaking and silver in gold nanorod growth.</a> ACS Nano. 9 (1), 715-724 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

הפרוטוקול המובא כאן מתייחס הידרוקינון, מולקולת ארומטית מאופיינת פוטנציאל הפחתה חלש, לייצר nanorods זהב. ישנם שני יתרונות עיקריים של הפרוטוקול הנוכחי לכיוון תוואי סינתטי מועסקים לרוב מבוסס על השימוש חומצה אסקורבית: הראשונה היא כי הידרוקינון הוא מסוגל כמעט כמותית להפחית...

חלקיקי זהב (AuNPs) הם אחד ננו הנרחב ביותר ומבטיח לשמש ביישומים ביו. השימוש בהם הוא חיוני רבים נקודת טיפול במוצרי אבחון במבחנה 1 הם הוצעו ככלי אפקטיבי עבור מספר יישומים שונים אחרים:. כסוכן בניגוד במחקרים הדמיה, 2 כמערכת משלוח סמים 3 וכפי תרופות thermotherapy אור מושרה (או טיפול photothermal). 4 הפוטנציאל הגדול של AuNPs העלה, בעשרים השנים האחרונות, מחקר אינטנסיבי על הפיתוח של סינתזה חדשה כי הוא מסוגל להגדיל את השליטה על הגודל והצורה שהושגה. 5 הסיבה לכך היא סוגים שונים של AuNPs הם למעשה מתאימים יותר מאחרים עבור יישומים ספציפיים. בין ננו הזהב השונה, nanorods זהב (AuNRs) צמח כמו אחת מהמערכות המעניינות ביותר. AuNRs מאופיינת בשני plasmoפסגות nic הקשורים התנודה של אלקטרונים לאורך אורך הצירים הרוחביים, בהתאמה. 6 חשובות במיוחד כי המיקום של שיא האורך האינטנסיבי ביותר יכול להיות מכוון בדיוק בין 620 לבין 800 ננומטר, בהתאם יחס ההיבט של המוטות . באזור זה תואם את החלון הביולוגי, 7 שבו רקמות אדם כמעט לא לקלוט אור, המאפשרות פיתוח של מספר היישומים פוטוניים in vivo המעורב AuNPs. למרות עניין רב בסוג זה של ננו, הפרוטוקולים הסינתטיים לעריכת AuNRs סובלים מספר מגבלות. ברוב המקרים, nanorods ערוך לפי שיטת שני שלבים שפותחה על ידי סאו ועמיתים לעבודה. 8 בפרוטוקול שלהם, nanorods מסונתז על ידי הפחתת יוני זהב באמצעות חומצה אסקורבית בנוכחותו של זרעי זהב preformed, יוני כסף וכמות גדולה ברומיד hexadecyl trimethylammonium (CTAB), acפעילי שטח ליניארית ationic. החסרון של פרוטוקול זה הוא שתשואת ההפחתה של יוני זהב היא נמוכה יחסית (כ -20%) 9 וכי כמות גבוהה של CTAB, מגיב יקר כי חשבונות עבור יותר ממחצית העלות הכוללת של ריאגנטים בסינתזה, נחוץ. ההתפתחות המינית של במסלול סינטטי חדש ויעיל יותר היא משם נחשבת צורך חשוב מתן אפשרות הפריסה של גישות ביו מבוססות על AuNRs. בחלקו הראשון של מאמר זה, אנו מציגים פרוטוקול אופטימיזציה לעריכת AuNR בעל יחס גובה-רוחב של כשלוש. הסינתזה מבוסס על השימוש הידרוקינון כסוכן צמצום מתון והוא מאפשר הכנת AuNR עם ירידה כמותית כמעט של יוני זהב, תוך שימוש סכום מופחת של CTAB. 10 פרוטוקול זה לעריכה של AuNRs מבוסס על גישה בן שני שלבים שבו זרעי זהב משמשים &quot;סול צמיחהution &quot;. בחלק השני, אנו מראים כיצד דקים לכוון את יחס גודל היבט של AuNR שהושג בשתי דרכים. הדרך הראשונה, בדומה הפרוטוקול הסטנדרטי המבוסס על חומצה אסקורבית, היא לשנות את כמות יוני כסף נוכח &quot;פתרון הצמיחה&quot;. הדרך השנייה מבוססת על וריאציה של כמות CTAB כי ניתן להפחית עד ריכוז של 10 מ&quot;מ (קרוב ריכוז micellar קריטי שדווח על ידי הספק) להשיג nanorods קצר מוגדרים היטב.

<table><tbody><tr><td>Gold(III) chloride trihydrate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>520918</td><td></td></tr><tr><td>Hydroquinone</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H17902</td><td></td></tr><tr><td>Silver Nitrate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>209139</td><td>toxic</td></tr><tr><td>Sodium Borohydride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>480886</td><td></td></tr><tr><td>Hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H5882</td><td>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.</td></tr><tr><td>Spectrophotometer</td><td>Thermo scientific&amp;nbsp;</td><td>Nanodrop 2000C</td><td></td></tr><tr><td>TEM</td><td>JEOL</td><td>2100</td><td></td></tr></tbody></table>

hydroquinone based synthesis of gold nanorods

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.

ספקטרום UV הגלוי של זרעי זהב ניתן לראות באיור 1. ספקטרום גלוי UV רכש בזמנים שונים לאחר ההזרקה של זרעי הזהב מוצג באיור 2. ספקטרה מיקרוסקופי אלקטרוני שידור גלויים UV (TEM) תמונות של nanorods הזהב מתקבל מוצגים באיור 3. מיקרוסקופית אלקטר...

Watch this Scientific Journal Video about Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods at JoVE.com

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

מאמר זה מתאר פרוטוקול לסינתזה של nanorods זהב, המבוסס על השימוש של הידרוקינון כמו צמצום סוכן, בתוספת מנגנונים השונים לשליטה בגודל יחס ממדים שלהם.

סינתזה הידרוקינון המבוססת של Nanorods הזהב

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

hydroquinone-based-synthesis-of-gold-nanorods

Research

JoVE Journal

Chemistry

13.7K Views.  Fondazione Don Carlo Gnocchi ONLUS (Don Carlo Gnocchi Foundation).  מאמר זה מתאר פרוטוקול לסינתזה של nanorods זהב, המבוסס על השימוש של הידרוקינון כמו צמצום סוכן, בתוספת מנגנונים השונים לשליטה בגודל יחס ממדים שלהם. 

Video: Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

Template Directed Synthesis of Plasmonic Gold Nanotubes with Tunable IR Absorbance

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) membranes have been under development since the 1990's and have become a common method to template the synthesis of high aspect ratio nanostructures, mostly by electrochemical growth or pore-wetting. Recently, these membranes have become commercially available in a wide range of pore sizes and densities, leading to an extensive library of functional nanostructures being synthesized from AAO membranes. These include composite nanorods, nanowires and nanotubes made of metals, inorganic materials or polymers 3-10. Nanoporous membranes have been used to synthesize nanoparticle and nanotube arrays that perform well as refractive index sensors, plasmonic biosensors, or surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates 11-16, as well as a wide range of other fields such as photo-thermal heating 17, permselective transport 18, 19, catalysis 20, microfluidics 21, and electrochemical sensing 22, 23. Here, we report a novel procedure to prepare gold nanotubes in AAO membranes. Hollow nanostructures have potential application in plasmonic and SERS sensing, and we anticipate these gold nanotubes will allow for high sensitivity and strong plasmon signals, arising from decreased material dampening 15.

Solution-suspendable gold nanotubes with controlled dimensions can be synthesized by electrochemical deposition in porous anodic aluminum oxide (AAO) membranes using a hydrophobic polymer core. Gold nanotubes and nanotube arrays hold promise for applications in plasmonic biosensing, surface-enhanced Raman spectroscopy, photo-thermal heating, ionic and molecular transport, microfluidics, catalysis and electrochemical sensing.

תבנית בימוי סינתזה של צינוריות זהב Plasmonic עם ספיג IR מתכוונן

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) ...

Gold Nanostar Synthesis with a Silver Seed Mediated Growth Method

The physical, chemical and optical properties of nano-scale colloids depend on their material composition, size and shape 1-5. There is a great interest in using nano-colloids for photo-thermal ablation, drug delivery and many other biomedical applications 6. Gold is particularly used because of its low toxicity 7-9. A property of metal nano-colloids is that they can have a strong surface plasmon resonance 10. The peak of the surface plasmon resonance mode depends on the structure and composition of the metal nano-colloids. Since the surface plasmon resonance mode is stimulated with light there is a need to have the peak absorbance in the near infrared where biological tissue transmissivity is maximal 11, 12.
We present a method to synthesize star shaped colloidal gold, also known as star shaped nanoparticles 13-15 or nanostars 16. This method is based on a solution containing silver seeds that are used as the nucleating agent for anisotropic growth of gold colloids 17-22. Scanning electron microscopy (SEM) analysis of the resulting gold colloid showed that 70 % of the nanostructures were nanostars. The other 30 % of the particles were amorphous clusters of decahedra and rhomboids. The absorbance peak of the nanostars was detected to be in the near infrared (840 nm). Thus, our method produces gold nanostars suitable for biomedical applications, particularly for photo-thermal ablation.

We synthesized star shaped gold nanostars using a silver seed mediated growth method. The diameter of the nanostars ranges from 200 to 300 nm and the number of tips vary from 7 to 10. The nanoparticles have a broad surface plasmon resonance mode centered in the near infrared.

זהב Nanostar סינתזה עם שיטת Seed כסף מתווכת צמיחה

The physical, chemical and optical properties of nano-scale colloids depend on their material composition, size and shape 1-5. There is a great interest ...

Bioengineering

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large extinction coefficients which can be tuned across the visible spectrum. Research into the plasmonic enhancement of optical transitions has become popular, due to the possibility of altering and in some cases improving photo-absorption or emission properties of nearby chromophores such as molecular dyes or quantum dots. The electric field of the plasmon can couple with the excitation dipole of a chromophore, perturbing the electronic states involved in the transition and leading to increased absorption and emission rates. These enhancements can also be negated at close distances by energy transfer mechanism, making the spatial arrangement of the two species critical. Ultimately, enhancement of light harvesting efficiency in plasmonic solar cells could lead to thinner and, therefore, lower cost devices. The development of hybrid core/shell particles could offer a solution to this issue. The addition of a dielectric spacer between a gold nanoparticles and a chromophore is the proposed method to control the exciton plasmon coupling strength and thereby balance losses with the plasmonic gains. A detailed procedure for the coating of gold nanoparticles with CdS and ZnS semiconductor shells is presented. The nanoparticles show high uniformity with size control in both the core gold particles and shell species allowing for a more accurate investigation into the plasmonic enhancement of external chromophores.

The synthesis of uniform gold nanoparticles coated with semiconductor shells of CdS or ZnS is performed. The semiconductor coating is conducted by first depositing a silver sulfide shell and exchanging the silver cations for zinc or cadmium cations.

סינתזה, אפיון, ואת Functionalization של תקליטורים היברידי Au / ו Au / ZnS Core / Shell חלקיקים

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like oligomeric clusters of these yellow nanoparticles of narrow size distribution are synthesized under ambient conditions via two methods. The delay-time method controls the number of subunits in the oligoclusters by varying the time between the addition of HAuCl4 to alkaline solution and the subsequent addition of reducing agent, NaSCN. The yellow oligoclusters produced range in size from ~3 to ~25 nm. This size range can be further extended by an add-on method utilizing hydroxylated gold chloride (Na+[Au(OH4-x)Clx]-) to auto-catalytically increase the number of subunits in the as-synthesized oligocluster nanoparticles, providing a total range of 3 nm to 70 nm. The crude oligocluster preparations display narrow size distributions and do not require further fractionation for most purposes. The oligoclusters formed can be concentrated &#62;300 fold without aggregation and the crude reaction mixtures remain stable for weeks without further processing. Because these oligomeric clusters can be concentrated before derivatization they allow expensive derivatizing agents to be used economically. In addition, we present two models by which predictions of particle size can be made with great accuracy.

We describe a simple method for producing highly stable oligomeric clusters of gold nanoparticles via the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) with sodium thiocyanate (NaSCN). The oligoclusters have a narrow size distribution and can be produced with a wide range of sizes and surface coats.

שיטה פשוטה עבור סינתזת מבוקרת הגודל של אשכולות Oligomeric היציבים של זהב חלקיקים בתנאי סביבה

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

In Situ Synthesis of Gold Nanoparticles without Aggregation in the Interlayer Space of Layered Titanate Transparent Films

Combinations of metal oxide semiconductors and gold nanoparticles (AuNPs) have been investigated as new types of materials. The in situ synthesis of AuNPs within the interlayer space of semiconducting layered titania nanosheet (TNS) films was investigated here. Two types of intermediate films (i.e., TNS films containing methyl viologen (TNS/MV2+) and 2-ammoniumethanethiol (TNS/2-AET+)) were prepared. The two intermediate films were soaked in an aqueous tetrachloroauric(III) acid (HAuCl4) solution, whereby considerable amounts of Au(III) species were accommodated within the interlayer spaces of the TNS films. The two types of obtained films were then soaked in an aqueous sodium tetrahydroborate (NaBH4) solution, whereupon the color of the films immediately changed from colorless to purple, suggesting the formation of AuNPs within the TNS interlayer. When only TNS/MV2+ was used as the intermediate film, the color of the film gradually changed from metallic purple to dusty purple within 30 min, suggesting that aggregation of AuNPs had occurred. In contrast, this color change was suppressed by using the TNS/2-AET+ intermediate film, and the AuNPs were stabilized for over 4 months, as evidenced by the characteristic extinction (absorption and scattering) band from the AuNPs.

In Situ Synthesis of Gold Nanoparticles without Aggregation in the Interlayer Space of Layered Titanate Transparent Films

Here, we present a protocol for the in situ synthesis of gold nanoparticles (AuNPs) within the interlayer space of layered titanate films without the aggregation of AuNPs. No spectral change was observed even after 4 months. The synthesized material has expected applications in catalysis, photo-catalysis, and the development of cost-effective plasmonic devices.

באתרו הסינתזה של זהב חלקיקים ללא צבירה במרחב Interlayer של סרטים שקופים Titanate Layered

Combinations of metal oxide semiconductors and gold nanoparticles (AuNPs) have been investigated as new types of materials. The in situ synthesis of AuNPs ...

Engineering

Synthesis and Characterization of Amphiphilic Gold Nanoparticles

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of their interactions with cell membranes, lipid bilayers, and viruses. The hydrophilic ligands make these particles colloidally stable in aqueous solutions and the combination with hydrophobic ligands creates an amphiphilic particle that can be loaded with hydrophobic drugs, fuse with the lipid membranes, and resist nonspecific protein adsorption. Many of these properties depend on nanoparticle size and the composition of the ligand shell. It is, therefore, crucial to have a reproducible synthetic method and reliable characterization techniques that allow the determination of nanoparticle properties and the ligand shell composition. Here, a one-phase chemical reduction, followed by a thorough purification to synthesize these nanoparticles with diameters below 5 nm, is presented. The ratio between the two ligands on the surface of the nanoparticle can be tuned through their stoichiometric ratio used during synthesis. We demonstrate how various routine techniques, such as transmission electron microscopy (TEM), nuclear magnetic resonance (NMR), thermogravimetric analysis (TGA), and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrometry, are combined to comprehensively characterize the physicochemical parameters of the nanoparticles.

Amphiphilic gold nanoparticles can be used in many biological applications. A protocol to synthesize gold nanoparticles coated by a binary mixture of ligands and a detailed characterization of these particles is presented.

סינתזה ואפיון חלקיקי זהב אמפיפילי

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of ...

Assembly of Gold Nanorods into Chiral Plasmonic Metamolecules Using DNA Origami Templates

The inherent addressability of DNA origami structures makes them ideal templates for the arrangement of metal nanoparticles into complex plasmonic nanostructures. The high spatial precision of a DNA origami-templated assembly allows controlling the coupling between plasmonic resonances of individual particles and enables tailoring optical properties of the constructed nanostructures. Recently, chiral plasmonic systems attracted a lot of attention due to the strong correlation between the spatial configuration of plasmonic assemblies and their optical responses (e.g., circular dichroism [CD]). In this protocol, we describe the whole workflow for the generation of DNA origami-based chiral assemblies of gold nanorods (AuNRs). The protocol includes a detailed description of the design principles and experimental procedures for the fabrication of DNA origami templates, the synthesis of AuNRs, and the assembly of origami-AuNR structures. In addition, the characterization of structures using transmission electron microscopy (TEM) and CD spectroscopy is included. The described protocol is not limited to chiral configurations and can be adapted for the construction of various plasmonic architectures.

We describe the detailed protocol for the DNA origami-based assembly of gold nanorods into chiral plasmonic metamolecules with strong chiroptical responses. The protocol is not limited to chiral configurations and can be easily adapted for the fabrication of various plasmonic architectures.

הרכבה של Nanorods זהב לתוך כיראלי Metamolecules Plasmonic באמצעות תבניות אוריגמי דנ א

The inherent addressability of DNA origami structures makes them ideal templates for the arrangement of metal nanoparticles into complex plasmonic ...

Preparation and Photoacoustic Analysis of Cellular Vehicles Containing Gold Nanorods

Gold nanorods are attractive for a range of biomedical applications, such as the photothermal ablation and the photoacoustic imaging of cancer, thanks to their intense optical absorbance in the near-infrared window, low cytotoxicity and potential to home into tumors. However, their delivery to tumors still remains an issue. An innovative approach consists of the exploitation of the tropism of tumor-associated macrophages that may be loaded with gold nanorods in vitro. Here, we describe the preparation and the photoacoustic inspection of cellular vehicles containing gold nanorods. PEGylated gold nanorods are modified with quaternary ammonium compounds, in order to achieve a cationic profile. On contact with murine macrophages in ordinary Petri dishes, these particles are found to undergo massive uptake into endocytic vesicles. Then these cells are embedded in biopolymeric hydrogels, which are used to verify that the stability of photoacoustic conversion of the particles is retained in their inclusion into cellular vehicles. We are confident that these results may provide new inspiration for the development of novel strategies to deliver plasmonic particles to tumors.

We show the preparation and address the feasibility of cellular vehicles containing gold nanorods for the photoacoustic imaging of cancer.

ניתוח הכנת photoacoustic של כלי רכב ניידים המכילים Nanorods הזהב

Gold nanorods are attractive for a range of biomedical applications, such as the photothermal ablation and the photoacoustic imaging of cancer, thanks to ...

Gold Nanoparticle Synthesis

Gold nanoparticles (Au nanoparticles) that are ~12 nm in diameter were synthesized by rapidly injecting a solution of 150 mg (0.15 mmol) of tetrachloroauric acid in 3.0 g (3.7 mmol, 3.6 mL) of oleylamine (technical grade) and 3.0 mL of toluene into a boiling solution of 5.1 g (6.4 mmol, 8.7 mL) of oleylamine in 147 mL of toluene. While boiling and mixing the reaction solution for 2 hours, the color of the reaction mixture changed from clear, to light yellow, to light pink, and then slowly to dark red. The heat was then turned off, and the solution was allowed to gradually cool down to room temperature for 1 hour. The gold nanoparticles were then collected and separated from the solution using a centrifuge and washed three times; by vortexing and dispersing the gold nanoparticles in 10 mL portions of toluene, and then precipitating the gold nanoparticles by adding 40 mL portions of methanol and spinning them in a centrifuge. The solution was then decanted to remove any remaining byproducts and unreacted starting materials. Drying the gold nanoparticles in a vacuum environment produced a solid black pellet; which could be stored for long periods of time (up to one year) for later use, and then redissolved in organic solvents such as toluene.

A protocol for synthesizing ~12 nm diameter gold nanoparticles (Au nanoparticles) in an organic solvent is presented. The gold nanoparticles are capped with oleylamine ligands to prevent agglomeration. The gold nanoparticles are soluble in organic solvents such as toluene.

סינתזת חלקיקי זהב

Gold nanoparticles (Au nanoparticles) that are ~12 nm in diameter were synthesized by rapidly injecting a solution of 150 mg (0.15 mmol) of ...

Synthesis of Functionalized 10-nm Polymer-coated Gold Particles for Endothelium Targeting and Drug Delivery

Gold nanoparticles (AuNPs) have been used extensively in medical research due to their size, biocompatibility, and modifiable surface. Specific targeting and drug delivery are some of the applications of these AuNPs, but endothelial extracellular matrices&#39; defensive properties hamper particle uptake. To address this issue, we describe a synthesis method for ultrasmall gold nanoparticles to improve vascular delivery, with customizable functional groups and polymer lengths for further adjustments. The protocol yields 2.5 nm AuNPs that are capped with tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride (THPC). The replacement of THPC with hetero-functional polyethylene glycol (PEG) on the surface of the AuNP increases the hydrodynamic radius to 10.5 nm while providing various functional groups on the surface. The last part of the protocol includes an optional addition of a fluorophore to allow the AuNPs to be visualized under fluorescence to track nanoparticle uptake. Dialysis and lyophilization were used to purify and isolate the AuNPs. These fluorescent nanoparticles can be visualized in both in vitro and in vivo experiments due to the biocompatible PEG coating and fluorescent probes. Additionally, the size range of these nanoparticles render them an ideal candidate for probing the glycocalyx without disrupting normal vasculature function, which may lead to improved delivery and therapeutics.

We describe a method of synthesizing biocompatible 10-nm gold nanoparticles, functionalized by coating poly-ethylene glycol onto the surface. These particles can be used in vitro and in vivo for delivering therapeutics to nanoscale cellular and extracellular spaces that are difficult to access with conventional nanoparticle sizes.

סינתזה של Functionalized 10-nm פולימר מצופה זהב חלקיקים אנדותל הכוונת משלוח סמים

Gold nanoparticles (AuNPs) have been used extensively in medical research due to their size, biocompatibility, and modifiable surface. Specific targeting ...