文丨青衫人
编辑丨青衫人
金纳米棒是一种具有特殊形状和优异性能的纳米材料，广泛应用于光学、生物医学和能源等领域。然而，金纳米棒在溶液中的稳定性和光热性能是影响其应用效果的重要因素。
稳定剂作为一种添加剂，可以影响金纳米棒的分散性和稳定性，从而对其光热性能产生影响。
因此，研究不同稳定剂对金纳米棒稳定性和光热分析的影响，对于深入理解金纳米棒的性质和优化其应用具有重要意义。
金纳米棒的聚类化
将2毫升的MPEG-SH(5mm)添加到4毫升的AUN(2.0AU)中，然后在室温下将溶液搅拌24小时。用紫外可见-NIR分光光度计、红外光谱仪、DLS和透射电镜对样品进行了分析,并储存在今后的实验中。
金纳米棒的聚乙烯基吡咯酮涂层：
用PVP(0.1毫克/毫升)对AunRS进行涂层处理。将2毫升的PVP溶液加入到4毫升的AunRS(2.0A.U.)中。在LSPR峰,溶液在室温下一夜之间搅拌。用紫外可见，NIR分光光度计、红外光谱仪、红外光谱仪和透射电镜对样品进行了分析,并储存在今后的实验中。
金纳米棒的凝胶涂层：
用明胶对AUN进行了涂层处理。经修改后，将2毫升明胶添加到4毫升明胶中。在LSPR峰溶液中,混合物在室温下搅拌6小时。利用紫外可见，红外光谱仪、红外光谱仪、DLS和透射电镜对合成的涂层AUN进行了分析,并将其储存于今后的实验中。
合成涂层金纳米棒的中度稳定性：
用两种培养基(RPMI和PBS,PPS=7.4)对CTAB/PEG/PEP/凝胶@AunRS的稳定性进行了评价。1毫升的涂布Auns(LSPR吸收率调整为0)被加入2毫升的RPMI中。在0,5,10,15,30,60分钟和24小时后测量吸收率。同样的程序重复在PBS的稳定性。
合成涂层金纳米棒的热稳定性：
2毫升的合成涂层Auns(LSPR吸收率调整到1。)被加入带有盖子的单独的瓶子中,溶液在不同温度(37、50和70℃)下孵化。利用紫外吸收光谱,在不同时间(0、5、10、15、30、60分钟和24小时)监测每个样品的温度变化。
合成包覆金纳米棒的发热能力评价：
通过加入2毫升的经合成涂层的AunRS(吸收度调整为0。0.在LSPR峰)分别放在一个小瓶里。每一个样品都用808纳米激光照射。
设定在2.98瓦/厘米2用热电偶记录温度每30秒变化10分钟,热图像捕捉每2.5分钟10分钟。计算热产生能力的方法是将2毫升合成的AunRS涂层溶液放入一个立方体中,然后在1.5W处用808纳米激光装置进行辐照,直到每个样品达到最高恒定温度。然后关闭了激光器,使样品冷却到初始温度。温度变化是用热电偶测量的。
不同稳定剂的金纳米棒合成和涂层
用种子介导法合成了黄金纳米棒,经离心提纯30分钟,每分钟4500转,2小时浓缩14000转。离心30分钟后,下午4500转,沉积物是白色和红色的混合物。
这可以归因于过量的CTAB和大纳米颗粒的存在。上清剂进一步离心,每分钟14000转。离心后,新的沉积物和上清剂均采用紫外可见NIR分析。分析表明,上清剂和沉积物的LSPR波长位置分别为763纳米和800ns.沉积物用于不同稳定剂的涂层。
利用紫外可见红外光谱、红外光谱、透射电镜和红外光谱等手段,对合成AUN的涂层进行了测定。
涂层后LSPR峰的强度比BARO-AunRS低。相比之下,在聚乙烯醇(PVP@AunRS)涂层后,LSPR峰波长没有显著的变化。
另一方面,分别用PEG和明胶涂布后,观察到~7和~76纳米的蓝色移动。
利用透射电镜对合成纳米材料进行了分析,以确定其在涂覆前后的形态和方位比。合成的Auns的透射电镜显微镜显示了一些球的杆状。并利用透射电镜分析了涂覆的AunRS。结果与CTAB@AunRS相似。
由于使用透射电镜很难精确区分颗粒直径,因此样品与DLS进行了分析,以确定其ZETA电位和流体动力学尺寸。从DLS中获得的CTAB@AUN的流体动力学尺寸分布为28.63纳米。
在DLS直方图上观察到的较小尺寸的峰值是由于旋转扩散,这种扩散受纳米棒的长宽比的影响。用PVP、PEG和明胶涂覆后,由于稳定剂反射指数的变化,流体动力学尺寸增加。
然而,在使用PVP、PEG和凝胶涂层后,电荷分别降至+32.8、+28.8和+15.9。表面电荷的减少可归因于稳定剂的负电荷。这些结果证实,AUNRS成功地涂上了PVP、PEG和明胶。用红外光谱法评价了涂层AunRS表面的*能官**团与CTAB@AunRS表面的变化以进一步确认涂层。
CTAB@AunRS的红外光谱显示,在3399厘米和3018厘米处有N-H拉伸和O-H拉伸。分别位于2917厘米和2815厘米处,c=o延伸至1725厘米,C-H弯度1463厘米在1245厘米的范围内全部归因于CTAB@AunRS表面的CTAB。
由于PVP@AunRS和凝胶@AunRS的结构和*能官**团相似,它们的红外光谱表现出几乎相似的峰。两者都有很强的C=O(1639厘米)和C-N在1345和1286厘米处的振动分别,在CTAB@AunRS光谱中没有发现。
然而,凝胶@AunRS在1541和1238cm有另外两个酰胺振动,在pp@aunr和ctab@aunr中未见。PEG@AunRS峰与CTAB@AunRS峰略有不同,在841厘米处形成了一个新的峰。
−1C-SH带发现于M-帕硫醇,并在1280厘米和1113厘米处改变了C-O段。结果还表明,CTAB与PVP、PEG的配体交换和明胶封装是成功的。
合成涂层金纳米棒的中度稳定性
在0、5、10、15、30、60分钟和24小时,对RPMI中合成Auns的介质稳定性进行了监测。样品的LSPR峰在5分钟后在介质中蓝转移。
众所周知,rpmi含有不同的蛋白质，因此,转移可归因于合成的AunRS表面的蛋白结合。5分钟后,在561纳米时,随着TSPR频带强度的增加,与RPMI酚红指示器峰重叠,LSPR峰略有下降。
LSPR峰值强度的减小表明由于稳定剂通过蛋白结合的表面干扰,棒的数量减少。
这导致聚集,这可以看到增加TSPR/酚红峰。CTAB@AunRS相对于PVP@AunRS的稳定性可归因于结构和职能群体。
PVP@AunRS和凝胶@AunRS具有C=O功能群,它们能强烈地吸引不同的蛋白质并导致Auns的聚集。
用一种不同的没有蛋白质的介质来确定稳定性.所有的合成Auns都被分散在PBS中,类似的程序用于RPMI。PBS中所有合成材料的LSPR带在波长上没有明显的变化。
CTAB@AunRS和pvp@AunRS的LSPR带强度在60分钟后略有下降,在24小时时显著下降。直到24小时,PEG@AunRS才显示出光谱的任何显著变化,这不能归因于AunRS的结构变化。
随着时间的推移,PEG@AUN的稳定性可归因于硫醇组的非盟亲和力。另一方面,由于PBS溶液中存在的不同离子的吸附,凝胶@AunRS的吸收度随着时间的推移而增加。明胶纳米颗粒吸附离子的行为已被报道,并被用于水净化以去除金属。
从这些结果中,我们可以推断稳定剂的功能组越多,AunRS的稳定性就越低。与具有高电负功能组的PVP@AunRS和凝胶@AunRS相比,具有较少功能组的PEG@AunRS更稳定。PEG@AunRS不允许容易地与蛋白质和其他离子结合。
流体动力学尺寸分析表明,RPMI和PBS的含量与涂覆的Auns的相互作用显示更大的峰。然而,凝胶@Auns显示出较小的峰值强度变化,这可以归因于纳米棒的长宽比变化,这与早些时候报告的紫外可见NIR相对应。
为了将来的前景,我们建议另一种具有类似的功能基团的聚合物。可以研究硫醇化聚(2-氧化氮),以确定硫醇组与其他聚合物的较强亲和力是否会产生类似的结果。
合成涂层金纳米棒的热稳定性
在光热应用中,光热剂必须将光能转化为热,提高周围组织的温度,造成细胞或细菌死亡。此外,要在人体中使用的材料,它们不仅必须经得住人体的物理化学品,而且还必须经得住人体的温度。合成材料在不同温度下孵化0、5、10、15、30、60分钟和24小时,观察哪种稳定剂能够经受体温和高温。
起始温度为37℃,因为它是平均体温，低密度峰值强度几乎没有降低。另一方面,在30分钟后,PEG@AunRS开始减少，凝胶@Aunr是最不稳定的。
其LSPR峰值吸收率降低,在培养后的10分钟内其波长发生蓝移。6(d)吸收率的降低表明棒的形态改变。培养24小时后,CTAB@aunr和pvp@aunr峰值吸收率下降5%以下,凝胶@aunr随着时间的推移逐渐下降。24小时后减少了17%。相反,PEG@AunRS是最小的,24小时后下降了20%。
在50℃和70℃下进一步研究了所有合成AunRS的热稳定性。相反,pp@aunslspr峰值位置在24小时时没有显示任何变化。不过,强度只下降了15%，PVP@AunRS的热稳定性归因于PVP的热稳定性,最高为500℃。另一方面,凝胶@AunRSLSPR吸收率和波长在热处理过程中降低,表明加热过程改变了棒的形态。
24小时时,LSPR凝胶带已完全消失,TSPR峰是广阔的。这可以归因于更大的球体的形成或由于热的聚集棒,这逐渐激发水分子。这削弱并破坏了明胶键,导致明胶渗滤在AunRS表面。因此,暴露于热和使它们聚集。
合成包覆金纳米棒的热生成能力
以去离子水为参考,利用1.5瓦(2.98瓦/厘米)的808纳米激光器对合成AUN的热生成能力进行了研究。用热电偶和热相机捕捉温度变化。
热电偶被设定为每隔30秒记录10分钟.首次对无纳米材料的去离子水进行了辐照。结果表明,从热电偶中记录的温度在10分钟内上升8.3℃。
当CTAB@AunRS被辐照10分钟时,记录的温度变化为26.4℃。同时,PVP@AunRS、PEG@AunRS和凝胶@AunRS的温度变化分别为28.4℃、35℃和24.5℃。PEG改善AunRS热响应的能力可归因于PEG的出色的热储存能力,与其他表面活性剂相比,支持更高的温度梯度。
不同稳定剂对金纳米棒稳定性和光热分析的影响具有重要的科学意义和应用价值。通过研究不同稳定剂对金纳米棒的作用机制，可以更深入地了解金纳米棒的表面性质和分散状态，并优化其光热性能。
此外，稳定剂的选择和调控还可以为金纳米棒在光学、生物医学和能源等领域的应用提供理论依据和技术支持。
因此，进一步研究不同稳定剂对金纳米棒稳定性和光热分析的影响，对于金纳米棒的研究和应用具有重要的科学意义和实际应用价值。