В этом протоколе рассматривается воспроизводимость сульфоната и наночастиц амфифилического золота, которые наша лаборатория использует в экспериментах с клетками, вирусами и белками. Этот метод устраняет неорганические загрязняющие вещества, общие для этого типа синтеза. Он также вводит сдержек и противовесов после каждого шага для обеспечения воспроизводимости наночастиц амфифилического золота.
Этот метод является трудоемким и требует терпения. Уровень сложности зависит от масштаба, поэтому начните с малого масштаба, и ознакомитесь с каждым инструментом и шаг перед масштабированием. Во-первых, добавьте 11-бромо-1-недецен, сульфит натрия и бромид бензилтриэтиламмония в 200 миллилитров метанола и 450 миллилитров деионизированной воды в одну литровую круглую нижнюю колбу.
Рефлюкс реакционной смеси при 102 градусах по Цельсию в течение 48 часов, пока раствор не станет бесцветным. После работы приостанавливаем изолированный белый порошок в 400 миллилитров метанола в круглой нижней колбе. Используя фильтровальную колбу и борозиликатный фильтр, фильтруйте раствор для удаления нерастворимых неорганических побочных продуктов метанола.
Затем растворите около 30 граммов натрия undec-10-enesulfonate в 500 миллилитров метанола, в однолитровой круглой нижней колбе. Добавить 2,6 раза избыток тиоатетической кислоты в раствор, и перемешать его перед 250 ватт УФ-лампы на ночь. Как только реакция завершена, полностью испарите метанол.
Высушите порошок под вакуумом, а затем разогнать его в дитетил эфира. Фильтр смеси и мыть твердый продукт с диетил эфира, чтобы удалить излишки тиоацетической кислоты, пока не больше цветных веществ появляются в дитил эфира supernatant. После высыхания твердых под высоким вакуумом, растворить его в метаноле, уступая желтый до оранжевого раствора.
Затем добавьте три грамма углеродного черного в раствор и энергично перемешайте. Затем профильтруйте смесь через Celite, покрывая 2/3 рифленой фильтровальной бумаги. Чтобы синтезировать MUS, объединить около 400 миллилитров одной молярной соляной кислоты и 35 граммов натрия 11-ацетилтио-undecanesulfonate в один литр круглой нижней колбы.
Рефлюкс смеси при 102 градусах по Цельсию в течение 12 часов, чтобы расщепить тиоацета группы и получить тиол. На следующий день перенесите изделие на двухлитровую круглую нижнюю колбу. Чтобы сохранить раствор кислым и предотвратить кристаллизацию неорганических солей, добавьте в колбу 200 миллилитров одного молярного гидроксида натрия и 400 миллилитров деионизированной воды, чтобы дать окончательный объем в один литр.
Храните четкое решение при четырех градусах Цельсия на ночь, чтобы кристаллизовать продукт как мелкие твердые тела, которые являются вязкими, когда мокрые. На следующий день, декант ясно супернатант. Затем перенесите продукт на 50 миллилитровых центрифуг и центрифуг в течение пяти минут при 4000 г.
После центрифугации, декантировать супернатант в другую круглую нижнюю колбу. Передача белых гранул в центрифуги труб, и сухой под высоким вакуумом, чтобы получить метанол-растворимый MUS примерно в 30% выход. Вес 177,2 миллиграммов золота (III) хлорид тригидрат в небольшой стеклянный флакон.
После этого растворите 87 миллиграммов MUS в 10 миллилитров метанола, в 20 миллилитров стеклянного флакона. Sonicate раствор в ультразвуковой ванне, пока твердый материал не виден, чтобы обеспечить полное растворение. Добавьте 26 микролитров 1-октанетиола в раствор метанола и агититуйте его смешивать лиганды.
Добавьте 500 миллиграммов борогидрида натрия в 100 миллилитров этанола в круглую нижнюю колбу на 250 миллилитров. Энергично перемешивайте, пока решение не прояснит. Растворите золотую соль в 100 миллилитров этанола в 500 миллилитров круглой нижней колбы и перемешать при 800 об/мин, пока золотая соль полностью не растворится.
Затем добавьте лигандовое решение в реакционной смеси. Подождите 15 минут для формирования золото-тиолатного комплекса, который указывается изменением цвета от полупрозрачного желтого до мутного желтого. Добавьте ранее подготовленный раствор борогидрида натрия в реакционной смеси, используя сепараторную воронку.
Отрегулируйте интервального времени капель так, чтобы добавление борогидрида натрия занимает около часа. После того, как добавление борогидрида натрия завершено, удалите воронку добавления и дайте реакционной смеси перемешать еще час. Затем удалите магнитный бар перемешать с помощью магнита, размещенного на внешней стороне круглой нижней колбы.
Храните смесь реакции при четырех градусах Цельсия на ночь, чтобы вызвать наночастицы. После декантирования супернатантного этанола, перенесите оставшийся осадку в 50 миллилитровых центрифуг и центрифуг в течение трех минут при 4000 раз г. После центрифугации, декантировать супернатант.
Рассредоть наночастицы снова с этанолом вихрем. Затем снова центрифуга образцов. Высушите наночастицы под вакуумом, чтобы удалить остаточный этанол.
Для очистки наночастиц от свободных гидрофильных лигандов растворяют осадки в 15 миллилитров деионизированной воды, а также передают растворы в центрифуговые трубки с фильтрационные мембраны 30 килодальтонного отсечения молекулярного веса. Сосредоточьте наночастицы растворами центрифугации в течение пяти минут при 4000 г. После центрифугации добавьте 15 миллилитров деионизированной воды и центрифугу, чтобы снова сконцентрироваться.
Чтобы превратить наночастицы в управляемый порошок, заморозить-высушить оставшийся aqueous раствор. Чтобы охарактеризовать наночастицы по соотношению лиганда, приготовьте 150 миллиграмм на миллилитр метанола-д4 раствора йода. Добавьте 600 микролитров раствора примерно к пяти миллиграммам наночастиц в стеклянном флаконе, чтобы вытравить наночастицы.
Оберните крышку флакона парафиновой пленкой и оберните его в ультразвуковой ванне в течение 20 минут. Затем перенесите раствор в трубку ЯМР и приобретете протонный спектр ЯМР с помощью 32 сканирований. Синтез MUS показан здесь.
Здесь представлены протонные спектры ЯМР продукта каждого шага. Рабочий процесс синтеза бинарных наночастиц амфифилического золота MUS Octanethiol описан здесь. До характеристики чистота наночастиц от неограниченных свободных лигандов контролировалась протонной ЯМР.
Распределение размеров наночастиц характеризовалось TEM, который показывает, что средний диаметр составляет 2,4 нанометров, указывающих примерно на 18,08 нанометров в квадрате площади поверхности, и 7,23 нанометров, кубированных объема на частицу. Локализованная поверхностная плазма и поглощение резонанса измерялись путем приобретения УФ-визави спектров. Здесь показаны репрезентативные протонные спектры ЯМР с пиковыми назначениями и интеграцией для определения соотношения лигандов в наночастицах, выгравированных йодом.
Спектр ЯМР наночастиц показал, что соотношение MUS к октанетиолу составляет 85 к 15. Поверхностное покрытие наночастиц было исследовано TGA. На основе данных TGA плотность лиганда может быть оценена в 4,8 лиганда на нанометров в квадрате.
Здесь сравниваются стоихометрические соотношения по сравнению с соотношением ЯМР октантетиола в результате различных синтезов. Самое главное помнить в этой процедуре, с одной стороны, удаление неорганических примесей при подготовке MUS лигандов, а с другой стороны, работа наночастиц. Эта процедура является подозумной для различных комбинаций лигандов, но убедитесь, что всегда характеризуют каждую партию по отдельности.
Один из вопросов, на который эта процедура может ответить, например, заключается в том, в какой степени соотношение лигандов соответствует стоихиометрии, найденной на поверхности наночастиц. Расширение производства лиганда и доказательство воспроизводимости наночастиц от партии к партии позволило нам решить важные вопросы, связанные с биологией и медициной. Например, мы установили вивуцидные свойства этих наночастиц.
Пожалуйста, тщательно работайте при использовании УФ-лампы и всегда носите защитные перчатки при обращении с жидким азотом. Всегда следуйте правилам химической безопасности.
