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金納米粒子的性質(zhì)和應(yīng)用

更新時間:2023-03-27      點擊次數(shù):1034

金納米顆粒特性、應(yīng)用、處理、加工和計算工具

目錄

GNP和納米團簇的大小和顏色

金納米顆粒表面積

金納米顆粒濃度

金納米顆粒磨牙消光

GNP和納米團簇的大小和顏色

SGNP (SGNP) 使用專有的基于種子的方法制造,其中 1.8 nm 種子在生長溶液中緩慢生長,選擇直徑可達 1.5 微米。

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我們將SGNP定義為5nm及更大的尺寸,并將1.8nm至4nm的尺寸稱為納米團簇,因為它們具有定義的特定金原子數(shù)和質(zhì)量。下表顯示了金納米簇的物理性質(zhì):

GNP(>4nm的納米顆粒)對于較小的尺寸可以是紅色的,對于較大的尺寸,顏色取決于您是在考慮散射還是吸收,因為這些納米顆粒表現(xiàn)出二向色性。

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顏色的差異是由于GNP的吸光度,其變化為下圖所示的直徑a的函數(shù)。

金納米顆粒表面積

下表顯示了國產(chǎn)總值表面積隨大小變化的研究:

球形金納米顆粒表面積計算

表中的第二列顯示了一個納米顆粒的表面積。 第三列顯示了該尺寸的納米顆粒在0.05mg總金中的數(shù)量。 當將這兩根色譜柱相乘時,我們得到所有納米顆粒的總表面積。

1mL 1.8nm GNPs溶液的表面積相當于蜂窩手機的表面積!

這是GNP的主要好處之一 - 巨大的表面積! 大表面積的好處是深遠的,可以應(yīng)用于許多不同的領(lǐng)域,包括生物醫(yī)學從治療和診斷到環(huán)境,包括過濾和修復。

 

金納米顆粒濃度

ICP-MS及其與濃度的測量關(guān)系

GNP濃度使用ICP-MS和TEM計算。ICP-MS提供黃金總量。 然后,TEM 提供三組用于復雜計算的信息: 平均球體尺寸 樣本中的球體數(shù)與其他形狀的比較 多分散指數(shù) (PDI) = 標準開發(fā) / 平均大小 與ICP-MS和TEM尺寸相關(guān)的簡單計算公式為:

給定體積的ICP質(zhì)量(毫克/毫升)=國產(chǎn)總值濃度(新升力/毫升)×金密度(毫克/厘米3)×1 國產(chǎn)總值體積(厘米3/核動力ps)

球形金納米顆粒濃度計算公式

 

紫外-可見分光度計作為測量濃度的工具

我們發(fā)現(xiàn),只有當PDI小于10%,球體百分比大于98%時,我們才能準確地使用紫外可見分光光度計作為濃度測量工具。 因此,例如,如果紫外-可見分光度計顯示10nm SGNP的OD=1,我們知道表2,濃度為~5e12 nps/mL。 如果以后測量OD = 2,我們知道濃度為10e12 nps/mL。 同樣,這僅適用于PDI低于10%且很少有非球形的GNP批次。

其他濃度測量及其計算包括:

重量濃度(重量濃度) mg/mL = 給定體積的 ICP 測量值

百萬分之一 (ppm) = 重量濃度 (微克/毫升)

重量 % = 重量濃度 (毫克/毫升 / 1e6)

摩爾濃度 (μM) = nps/mL X 1e3mL/1L X 1mole/6e23nps X 1e6μmol/1mol

 

金納米顆粒磨牙消光

GNPs作為診斷的巨大優(yōu)勢之一是它們的磨牙消退。 與一些常用熒光團相比,不同尺寸的典型摩爾消光如下表所示:

熒光與消光

請注意GNP和熒光團之間摩爾消光的巨大差異。 單個 100nm GNP 的可檢測性是單個 FITC 熒光團的一百多萬倍。 但請注意差異。 熒光團熒光 - 即存在能量轉(zhuǎn)移,其中發(fā)射的光與入射光的顏色不同(降低能量或紅移)。 另一方面,GNP吸收和分散而沒有任何(可觀的)能量轉(zhuǎn)移。 這當然會改變檢測系統(tǒng)。熒光顯微鏡用于熒光團,通常使用測量散射的暗場顯微鏡或測量吸收的光熱顯微鏡來檢測GNP。

請注意本概述稍后將討論的兩個重要屬性。 首先,較小的GNP,通常我們將其定義為20nm<不會散射到任何明顯的程度。他們只會吸收。 因此,像動態(tài)光散射或DLS這樣依靠散射進行測量的測量儀器無法準確測量較小GNP的大小。 其次,諸如100nm SGNP這樣的大型GNP本質(zhì)上是二向色性的。 也就是說,它們在散射時會變成黃色,在傳輸時會變成紫色。 這是因為這里顯示的吸光度曲線在569處有一個峰值,當光線在觀察者后面時,它可以散射569nm處的光。 當用樣品后面的光線觀察材料時,吸光度曲線在569nm處透射與曲線無關(guān)的顏色。 如下圖所示。

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我如何看到它們?

當然,納米顆粒很容易通過TEM和SEM觀察。 事實上 在光學顯微鏡中,例如在明場和暗場模式下, 通常,您無法用熒光顯微鏡看到它們,因為它們不會發(fā)出熒光。 但也有例外。 我們銷售熒光基團標記的GNP,用于許多不同的應(yīng)用,包括細胞成像,細胞分選和診斷。


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