金納米顆粒特性、應(yīng)用、處理、加工和計(jì)算工具

目錄

GNP和納米團(tuán)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(tuán)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(dá) 1.5 微米。

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(tuán)簇，因?yàn)樗鼈兙哂卸x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?yàn)檫@些納米顆粒表現(xiàn)出二向色性。

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：

表中的第二列顯示了一個(gè)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(dāng)將這兩根色譜柱相乘時(shí)，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(dāng)于蜂窩手機(jī)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(yuǎn)的，可以應(yīng)用于許多不同的領(lǐng)域，包括生物醫(yī)學(xué)從治療和診斷到環(huán)境，包括過濾和修復(fù)。

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(jì)算。ICP-MS提供黃金總量。 然后，TEM 提供三組用于復(fù)雜計(jì)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(biāo)準(zhǔn)開發(fā) / 平均大小 與ICP-MS和TEM尺寸相關(guān)的簡單計(jì)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(dòng)力ps）

或

紫外-可見分光度計(jì)作為測量濃度的工具

我們發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)PDI小于10%，球體百分比大于98%時(shí)，我們才能準(zhǔn)確地使用紫外可見分光光度計(jì)作為濃度測量工具。 因此，例如，如果紫外-可見分光度計(jì)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(jì)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(tuán)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(tuán)之間摩爾消光的巨大差異。 單個(gè) 100nm GNP 的可檢測性是單個(gè) FITC 熒光團(tuán)的一百多萬倍。 但請注意差異。 熒光團(tuán)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(dāng)然會(huì)改變檢測系統(tǒng)。熒光顯微鏡用于熒光團(tuán)，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(gè)重要屬性。 首先，較小的GNP，通常我們將其定義為20nm<不會(huì)散射到任何明顯的程度。他們只會(huì)吸收。 因此，像動(dòng)態(tài)光散射或DLS這樣依靠散射進(jìn)行測量的測量儀器無法準(zhǔn)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(shí)會(huì)變成黃色，在傳輸時(shí)會(huì)變成紫色。 這是因?yàn)檫@里顯示的吸光度曲線在569處有一個(gè)峰值，當(dāng)光線在觀察者后面時(shí)，它可以散射569nm處的光。 當(dāng)用樣品后面的光線觀察材料時(shí)，吸光度曲線在569nm處透射與曲線無關(guān)的顏色。 如下圖所示。

我如何看到它們？

當(dāng)然，納米顆粒很容易通過TEM和SEM觀察。 事實(shí)上 在光學(xué)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?yàn)樗鼈儾粫?huì)發(fā)出熒光。 但也有例外。 我們銷售熒光基團(tuán)標(biāo)記的GNP，用于許多不同的應(yīng)用，包括細(xì)胞成像，細(xì)胞分選和診斷。