КАК ВЫРАСТИТЬ СИММЕТРИЧНЫЕ НАНОЗВЕЗДЫ ИЗ ЗОЛОТА?

КАК ВЫРАСТИТЬ СИММЕТРИЧНЫЕ НАНОЗВЕЗДЫ ИЗ ЗОЛОТА?

Химики разработали метод получения симметричных наночастиц из золота однородной формы.

Симметричные или несимметричные наноразмерные золотые «самородки» с выступающими гранями могут использоваться для селективного уничтожения раковых клеток или усиления сигналов поверхностно-усиленной спектроскопии комбинационного рассеивания [surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) signals]. Звездообразные наночастицы золота уже получали ранее, однако существующие способы позволяли получать только чрезвычайно асимметричные наносистемы, что приводило к невозможности воспроизвести производительность таких частиц при их применении в SERS или в терапии злокачественных опухолей.

Золотые нанозвезды касаются пятью своими «лучами» кусочка золотой фольги. При использовании в поверхностно-усиленной спектроскопии комбинационного рассеивания пять «лучей» могут поймать молекулу и усилить спектральный сигнал. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc. 2015, DOI: 10.1021/jacs.5b05321)

Для решения проблемы воспроизводимости исследовательская группа Сяньмяо Лю (Xianmao Lu) из Национального Университета Сингапура синтезировала симметричные нанозвезды, используя уже известный синтез симметричных икосаэдров золота – затравок роста нанокристаллов золота, причем у каждого из таких икосаэдров было по 20 граней. Исследователи поместили такие затравки в раствор, содержащий диметиламин. Роль диметиламина заключается в том, что он связывается с поверхностью золота и позволяет контролировать рост шестигранных пирамид на каждой из граней, что способствует росту двадцати симметричных лучей нанозвезды. Такой подход позволил получить золотые звезды с однородной структурой – по оценкам исследователей 95% наночастиц обладали одинаковой формой.

Уникальная симметрия новых золотых нанозвёзд позволяет им располагаться на плоской поверхности, опираясь на пять лучей. Исследователи решили испытать производительность таких наночастиц на предмет применения в спектроскопии SERS. Первоначально исследователи зарегистрировали спектр рассеяния 4-меркаптобензойной кислоты, общепризнанного стандарта для SERS на золотой фольге, а затем добавили золотые нанозвезды. Когда звезды размещались на поверхности золотой фольги, они захватывали молекулы аналита между своими «лучами» и значительно усиливали интенсивность сигнала.

Было обнаружено, что сигналы SERS, усиленные симметричными нанозвездами, почти в четыре раза интенсивнее, чем сигналы, усиленные асимметрическими наносистемами. Также было обнаружено и то, что более симметричные звезды позволяют получить более воспроизводимые результаты. Такая предсказуемость означает, что такие нанозвезды можно использовать для повышения эффективности изучения различных соединений, в том числе и биологически активных, с помощью поверхностно-усиленной спектроскопии комбинационного рассеяния.

Источник: J. Am. Chem. Soc. 2015, DOI: 10.1021/jacs.5b05321