Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia desenvolveram um novo método de injeção de precursor de um tiro para sintetizar nanoesferas de ouro uniformes de 35 nm. Este método take away a necessidade da adição passo a passo tradicional de precursores.
As nanoesferas de ouro são importantes no diagnóstico do ponto de atendimento. No entanto, produzi -los em escala com tamanho e forma consistentes tem sido um desafio de longa knowledge.
O estudo descreve um processo de fabricação simplificado que converte nanocubos de ouro em nanoesferas de 35 nm. Isso é feito usando reações superficiais induzidas pelo calor. Em vez de adição de precursor lento e gota a gota, o novo método usa incubação de alta temperatura. Isso desencadeia dessorção de íons de brometo, gravação oxidativa e movimento atômico.
O resultado é uma maneira mais consistente e escalável de produzir nanoesferas. Estes são adequados para usos biomédicos, incluindo a rápida detecção de patógenos.
Imunoensaios de fluxo lateral (LFIAs), como os usados nos testes de covid-19 em casa, confiam nas propriedades ópticas do ouro nanopartículas para produzir resultados rápidos e visíveis. No entanto, os métodos tradicionais de síntese geralmente levam a partículas com formas inconsistentes, o que pode reduzir a precisão do teste.
Nanoesferas de ouro uniformes maiores que 30 nm são valiosas porque seus fortes sinais ópticos e grandes áreas de superfície melhoram a sensibilidade e a ligação em aplicações de diagnóstico. No entanto, a produção de partículas tão uniformes geralmente requer doses químicas lentas e gota. Isso dificulta a ampliação do processo. Como resultado, é necessário um método mais eficiente e controlado para produzir nanoesferas de nível diagnóstico em escala industrial.
O novo processo de síntese tem três etapas. Primeiro, as esferas de ouro de 10 nm são produzidas usando uma injeção rápida de precursor de um tiro. Essas pequenas partículas servem como sementes. Na segunda etapa, as sementes crescem em nanocubos de 30 nm através de um processo de uma etapa que usa brometo de potássio. O brometo limita seletivamente certas facetas de cristal para controlar como os cubos se formam.
Na etapa last, os nanocubos são aquecidos em uma solução CTAC a 97 ° C. Este calor faz com que os íons de brometo se destacem da superfície. O processo sofre o movimento oxidativo e o movimento do átomo de superfície, que remodela os cubos em esferas uniformes.
Os dados espectroscópicos mostraram uma mudança gradual de azul e um estreitamento do pico de ressonância plasmônica. Isso confirmou que os nanocubos haviam se transformado com sucesso em esferas. Quando comparados aos métodos de síntese gotawise, essas esferas mostraram melhor uniformidade, sinais ópticos mais claros e maior estabilidade coloidal. O método também é compatível com sistemas de fluxo contínuo, sugerindo que ele pode ser ampliado para uso comercial sem reduzir a qualidade ou a consistência.
Este estudo se concentrou em simplificar o processo de fabricação de nanoesferas de ouro, mantendo a alta qualidade. Ao entender o papel do brometo na formação das partículas, os pesquisadores desenvolveram um método que é cientificamente sólido e prático para uso em larga escala. A estratégia de um tiro combina nanoquímica básica com engenharia escalável para produzir nanopartículas que atendam às necessidades de diagnóstico do mundo actual.
Ser capaz de produzir nanoesferas de ouro uniformes em escala tem muitos usos, especialmente em diagnóstico médico. Nessas configurações, velocidade, precisão e escalabilidade são essenciais. Essas partículas podem ser revestidas com biomoléculas para detectar doenças específicas com alta precisão. Isso os torna úteis em situações de surto ou em ambientes remotos de saúde.
Esta pesquisa teve como objetivo simplificar a síntese de nanofera de ouro, mantendo a alta qualidade. Ao identificar o papel principal do brometo na formação das partículas, a equipe desenvolveu um método que é cientificamente sólido e comercialmente prático. A abordagem de um tiro conecta nanoquímica básica à engenharia escalável, possibilitando produzir nanopartículas adequadas para uso diagnóstico do mundo actual.
A produção de nanoesferas de ouro uniformes em escala possui aplicações importantes em diagnóstico médico, onde a velocidade, a precisão e a escalabilidade são críticas. Essas partículas podem ser revestidas com biomoléculas para detectar patógenos específicos, tornando -os úteis em situações de surto ou em ambientes de saúde remota.
Além do diagnóstico, esse método também pode ser útil na administração de medicamentos, biossensing e terapia com câncer fototérmica – áreas em que a uniformidade das partículas afeta diretamente o desempenho. Como demanda por precisa nanomateriais Aumentos, essa abordagem oferece uma maneira escalável e confiável de atender às necessidades de tecnologias biomédicas emergentes.
O estudo foi apoiado em parte por um projeto patrocinado pela Gemina Laboratories for Synthesis, um prêmio de pesquisa da Nationwide Science Basis (CHE-2002653) para medições de SERS e financiamento inicial do Instituto de Tecnologia da Geórgia.
Referência do diário:
Li, KK, et al. (2025) Síntese racional de nanoesferas uniformes de Au sob injeção de um tiro: do entendimento mecanicista ao controle experimental. Química de Precisão. doi.org/10.1021/prechem.4c00105