سنتز الکتروشیمیایی نانوذرات طلای محافظت شده با گلوتایتون و محلول در آب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه شیمی تجزیه و کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه خوارزمی، تهران

چکیده

در این پژوهش یک روش الکتروشیمیایی برای سنتز نانوذرات طلای محلول در آب با اندازه کمتر از 10 نانومتر گزارش شده است. جهت سنتز این نانوذرات، از یک آند فداشونده از جنس طلا درحضور گلوتاتیون به عنوان عامل محافظت کننده نانوذرات در شرایط جریان ثابت استفاده شده است. یونهای طلای سه (+Au3) حاصل از اکسایش الکتروشیمیایی آند توسط یونهای هیدرید موجود در محلول احیا شده و از طریق محافظت توسط گلوتاتیون به نانوذرات طلای محلول در آب تبدیل گردید. نانوذرات تولید شده با استفاده از دستگاههای مختلف شامل طیف سنجی فرابنفش-مرئی، میکروسکوپی الکترونی عبوری و پراش پرتو ایکس مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی‌های میکروسکوپی الکترونی عبوری نشان داد که توزیع اندازه نانوذرات در گستره 0/4 تا 0/7 نانومتر قرار دارد. این تحقیق یک روش موثر برای تولید نانوذرات طلای محلول در آب و زیست سازگار را ارائه میدهد.

کلیدواژه‌ها


[1] B.C.H. Steele, A. Heinze, “Materials for fuel-cell technologies”, Nature, 414, 345-352, 2001.

[2] P.A. Pyykko, “Theoretical Chemistry of Gold”, Angew. Chem. Int. Ed., 43, 4412-4456, 2004.
[3] G. Li, R. Jin, “Atomically Precise Gold Nanoclusters as New Model Catalysts”, Acc. Chem. Res., 46, 1749-1758, 2013.
[4] S. Yu, S. Chang, C.L. Lee, C.R.C. Wang, “Gold Nanorods:  Electrochemical Synthesis and Optical Properties”, J. Phys. Chem. B, 101, 6661-6664, 1997.
[5] M.H. Rashid, R.R. Bhattacharjee, A. Kotal, T.K. Mandal, “Synthesis, Structure, and Magnetic Properties of Co, Ni, and Co−Ni Alloy Nanocluster-Doped SiO2 Films by Sol−Gel Processing”, Langmuir, 22, 3440-3447, 2006.
[6] S. Shukla, A. Priscilla, M. Banerjee, R.R. Bhonde, J. Ghatak, P.V. Satyam, M. Sastry, “Porous Gold Nanospheres by Controlled Transmetalation Reaction: A Novel Material for Application in Cell Imaging”, Chem. Mater., 17,  5000-5005, 2005.
[7] S. Kramer, H. Xie, J. Gaff, J.R. Williamson, A.G. Tkachenko, N. Nouri, D.A. Feldheim, D.L. Feldheim, “Preparation of Protein Gradients through the Controlled Deposition of Protein−Nanoparticle Conjugates onto Functionalized Surfaces”, J. Am. Chem. Soc. 126, 5388-5395, 2004.
[8] A.K. Salem, P.C. Searson, K.W. Leong, “Multifunctional nanorods for gene delivery”, Nature Mater., 2, 668-671, 2003.
[9] M. Deponte, “Glutathione catalysis and the reaction mechanisms of glutathione-dependent enzymes”, Biochim Biophys Acta, 1830, 3217-3266, 2013.
[10] A.M. Alkilany, S. Alsotari, M. Y. Alkawareek, S.R. Abulateefeh, “Facile Hydrophobication of Glutathione-Protected Gold Nanoclusters and Encapsulation into Poly(lactide-co-glycolide) Nanocarriers” Scientific Reports, 9, 11098, 2019.
[11] T.C. Chiu, S.H. Chiou, M.M. Hsieh, Y.T. Chen, H.T. Chang, “Photosynthesis of Gold Nanoparticles in Presence of Proteins” J. Nanoscience Nanotechnol. 5, 2128-2132 2005.
[12] D.H. Nagaraju, V. Lakshminarayanan, “Electrochemical Synthesis of Thiol-Monolayer-Protected Clusters of Gold”, Langmuir, 24, 13855-13857, 2008.
[13] L. Meli, P.F. Green, “Aggregation and Coarsening of Ligand-Stabilized Gold Nanoparticles in Poly(methyl methacrylate) Thin Films”, ACS Nano, 2, 1305-1312, 2008.
[14] M.T. Reetz, W. Helbig, “Size-Selective Synthesis of Nanostructured Transition Metal Clusters”, J. Am. Chem. Soc.116, 7401–7402, 1994.
[15]M. Paunovic, M. Schlesinger, “Fundamentals of Electrochemical Deposition, Wiley, New York. 1998.
[16] M.T. Reetz, M. Winter, R. Breinbauer, T. Thurn-Albrecht, W. Vogel, “Size-Selective Electrochemical Preparation of Surfactant‐Stabilized Pd‐, Ni‐ and Pt/Pd Colloids”, Chem. Eur. J., 7, 1084-1094, 2001.
[17] M.T. Reetz, W. Helbig, S.A. Quaiser, U. Stimming, N. Breuer, R. Vogel, “Visualization of Surfactants on Nanostructured Palladium Clusters by a Combination of STM and High-Resolution TEM”, Science, 267, 367-369, 1995.
[18] W. Pan, X. Zhang, H. Ma, J. Zhang, “Electrochemical Synthesis, Voltammetric Behavior, and Electrocatalytic Activity of Pd Nanoparticles”, J. Phys. Chem. C,112, 2456-2461, 2008.
[19] Y.C. Liu, L.H. Lin, W.H. Chiu, “Size-Controlled Synthesis of Gold Nanoparticles from Bulk Gold Substrates by Sonoelectrochemical Methods”, J. Phys. Chem. B, 108, 19237-19240 2004.
[20] S. Huang, H. Ma, X. Zhang, F. Yong, X. Feng, W. Pan, X. Wang, Y. Wang, S. Chen, “Photophysical and (Photo)electrochemical Properties of a Coumarin Dye” J. Phys. Chem. B,109, 3907-3914, 2005.
[21] Y.Y. Yu, S.S. Chang, C.L. Lee, C.R.C. Wang, “Gold Nanorods:  Electrochemical Synthesis and Optical Properties”, J. Phys. Chem. B, 101, 6661-6664, 1997.
[22] C.J. Huang, P.H. Chiu, Y.H. Wang, W.R. Chen, T.H. Meen, “Electrochemically Controlling the Size of Gold Nanoparticles”, J. Electrochem. Soc. 153, D193-D198, 2006.
[23] B.S. Yin, H.Y. Ma, S.Y. Wang, S.H. Chen, “Electrochemical Synthesis of Silver Nanoparticles under Protection of Poly(N-vinylpyrrolidone)”, J. Phys. Chem. B, 107, 8898-8904, 2003.
[24] T. Hirsch, M. Zharnikov, A. Shaporenko, J. Stahl, D. Weiss, O.S. Wolfbeis, V.M. Mirsky, “Size‐Controlled Electrochemical Synthesis of Metal Nanoparticles on Monomolecular Templates”, Angew. Chem. Int. Ed., 44, 6775-6778, 2005.
[25] J. Tournebize, A. Boudier, A. Sapin-Minet, P. Maincent, P. Leroy, R. Schneider, “Role of Gold Nanoparticles Capping Density on Stability and Surface Reactivity to Design Drug Delivery Platforms”, ACS Appl. Mater. Interfaces, 4, 5790-5799, 2012.
[26] Y. Chen, X. Gu, C.G. Nie, Z.Y. Jiang, Z.X. Xie, C.J. Lin, “Shape controlled growth of gold nanoparticles by a solution synthesis” Chem. Commun., 4181-4183, 2005.
[27] Z. Wang, Y. Zhang, Q. Zhang, Y. Shen, D. Kuehner, A. Ivaska, L. Niu, “Green synthesis of 1–2 nm gold nanoparticles stabilized by amine-terminated ionic liquid and their electrocatalytic activity in oxygen reduction”, Green Chem., 10, 907-909, 2008.
[28] P.L. Gai, M.A. Harmer, “Surface Atomic Defect Structures and Growth of Gold Nanorods” Nano Lett., 2, 771-774, 2002.