نانوبیوتکنولوژی

روش های سنتز نانوذرات طلا

نحوه تولید نانوذرات طلا

موفقیت در استفاده از نانوذرات طلا در زیست‌پزشکی به کنترل دقیق فرآیندهای تولید آن‌ها وابسته است. اولین گزارش علمی که تولید نانوذرات طلای کلوئیدی را توصیف می کند به سال ۱۸۵۷ بازمی گردد، زمانی که مایکل فارادی ذراتی را از احیای کلرید طلا توسط فسفر بدست آورد و با افزودن دی سولفید کربن آنها را تثبیت کرد و در نتیجه محلولی یاقوتی رنگ به دست آمد.

روش های سنتز نانوذرات طلا در زیست‌پزشکی به کنترل دقیق فرآیندهای تولید آن‌ها وابسته است این روش ها شامل روش ترکویچ، براست-شیفرین و روش بیوسنتز می شود

امروزه، تمام روش های سنتز نانوذرات طلا هنوز تا حدودی بر اساس واکنش فارادی است، به موجب آن نمک طلای حل‌شده به‌صورت شیمیایی یا الکتروشیمیایی در حضور لیگاندهای پوشش‌دهنده سطحی کاهش می‌یابد که از تجمع ذرات با استفاده از دافعه الکترواستاتیکی و یا فیزیکی جلوگیری می‌کند. این مسیرهای سنتز قادر به ارائه نانوذرات طلا با اندازه‌ها، شکل‌ها و خواص شیمیایی سطحی مختلف هستند. در همه موارد، سنتز نانوذرات طلا به یک عامل کاهش دهنده و تثبیت کننده نیاز دارد و تفاوت های پروتکل بر اساس ماهیت شیمیایی این دو و همچنین در نسبت بین آن ها است.

سنتز نانوذرات طلا

نانوذرات طلا را می توان با هر دو روش “از بالا به پایین” و “از پایین به بالا” تهیه کرد. برای روش های «بالا به پایین»، یک حالت حجیم Au به طور سیستماتیک شکسته می‌شود تا AuNP با ابعاد دلخواه تولید شود. در این حالت، مونتاژ و تشکیل ذرات توسط یک الگو یا ماتریس کنترل می شود. با این حال، روش “بالا به پایین” در مورد کنترل اندازه و شکل ذرات و همچنین عملکرد بیشترین محدودیت را دارد. در مقابل، در استراتژی “پایین به بالا”، تشکیل نانوذرات طلا از مولکول های منفرد سرچشمه می گیرد، زیرا شامل کاهش شیمیایی یا بیولوژیکی است. این روش کاهش شیمیایی شامل دو مرحله است: هسته زایی و رشد پی در پی. در غیر این صورت روش، رشد هسته نامیده می شود. برای روش سنتز درجا، تهیه AuNP های کروی یا شبه کروی خواهیم داشت. در روش رشد هسته، ما AuNP هایی با اندازه ها و شکل های متفاوت خواهیم داشت.

مطالب مرتبط: آنالیز نانوذرات توسط میکروسکوپ الکترونی TEMتست DLS در بررسی اندازه و سایز نانوذرات

سنتز درجا در تولید نانوذرات طلا

به طور کلی، تهیه نانوذرات طلا (AuNP ها) از طریق احیای شیمیایی شامل دو بخش عمده است:

  1. عوامل احیا کننده مانند بوروهیدریدها، آمینو بوران ها، هیدرازین، فرمالدئید، هیدروکسیل آمین، الکل های اشباع و غیر اشباع، اسیدهای سیتریک و اگزالیک، پلی ال ها، قندها، پراکسید هیدروژن، مونو سولفیت، کربن، هیدروژن، استیلن و عوامل کاهنده تک الکترونیکی از جمله کمپلکس‌های ساندویچی فلزات انتقالی غنی از الکترون می باشد.
  2. تثبیت توسط عواملی مانند تری سدیم سیترات دی هیدرات، لیگاندهای گوگردی (به ویژه تیولات ها)، لیگاندهای فسفر، لیگاندهای مبتنی بر نیتروژن (شامل هتروسیکل ها)، لیگاندهای مبتنی بر اکسیژن، دندریمرها، پلیمرها و سورفکتانت (به ویژه برم متیل مونتیوم CT) است.
سنتز درجا در تولید نانوذرات طلا

روش های رایج سنتز نانوذرات طلا

روش ترکویچ در تولید نانوذرات طلا (AuNP)

سیترات به عنوان عامل تثبیت کننده و کاهش دهنده است. در میان تمام سنتزهای درجا AuNP ها با کاهش HAuCl4، توسط سیترات برای مدت طولانی توسط Turkevich در سال ۱۹۵۱ معرفی و به عنوان محبوبترین در نظر گرفته شده است. علاوه بر این اسلات روش جدیدی برای تهیه AuNP با استفاده از مخلوطی از محلول تانیک اسید/سیترات کشف کرد که به موجب آن اسید تانیک به جای سیترات نقش یک عامل کاهنده را ایفا می کند و AuNP ها در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد به دست می آیند. سپس گروه ناتان روشی را با استفاده از سیترات به عنوان یک عامل تثبیت شده و NaBH4 به عنوان یک عامل احیا کننده معرفی کردند. با این روش، اندازه AuNP ها به ۶ نانومتر تنظیم می شود که با استفاده از روش سنتی ترکویچ با اندازه های بیش از ۲۰ نانومتر مقایسه می شود. 

روش ترکویچ در تولید نانوذرات طلا

مطالب مرتبط: تولید نانوذرات فلزی و اکسید فلزیسنتز نانوکورکومین بر پایه پلی‌ساکارید

روش براست-شیفرین (Brust-Schiffrin) در تولید نانوذرات طلا

اولین روشی که توانست AuNP های تثبیت شده با تیولات را از طریق سنتز درجا آماده کند، روش دو فازی Brust-Schiffrin، که در سال ۱۹۹۴ منتشر شده است.

روش Brust-Schiffrin در تولید نانوذرات طلا
  • تاثیر زیاد آن به دلیل سنتز آسان در شرایط محیطی
  • پایداری حرارتی و هوایی نسبتاً بالای نانوذرات تهیه شده به این روش
  • جداسازی مکرر و انحلال مجدد بدون تجمع یا تجزیه
  • کنترل ذرات با اندازه کوچک (کمتر از ۵ نانومتر) و پراکندگی اندازه یکدست
  • عملکرد و اصلاح نسبتاً آسان با جایگزینی لیگاند

روش بیوسنتز در تولید نانوذرات طلا

بیوسنتز نانوذرات طلا بخش قابل توجه دیگری در آماده سازی AuNP از طریق سنتز درجا هستند. در این سنتزها، مولکول زیستی مستقیماً به عنوان تثبیت کننده و عامل کاهنده برای تشکیل AuNP ها عمل می کند. منابع آماده سازی زیستی و سبز AuNP ها عصاره های منبع طبیعی، کیتوزان و میکروب ها هستند. به دلیل فراوانی گروه‌های کربوکسیل، کربونیل، هیدروکسیل و فنل، عصاره‌های با منشا طبیعی Au(III) را کاهش داده و AuNPs را تثبیت می‌کنند.

روش بیوسنتز در تولید نانوذرات طلا

مطالب مرتبط: نانوذرات حامل عصاره های گیاهی – نانو ذرات حامل دارو (نانوحامل)
خدمات مرتبط: خدمات علمی پژوهشی در حوزه علم بیوتکنولوژی – تولید نانو ذرات و نانوساختارها با رویکرد پژوهشی و درمانی

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سه × سه =

همچنین ببینید
بستن
دکمه بازگشت به بالا