Fabricación y estudio estadístico para manipular tamaño y estabilidad de nanopartículas de oro esféricas

Katerine Belalcazar Zapata, José Luis Enríquez Carrejo, Rey David Molina Arredondo, Jorge Flores Garay, Delfino Cornejo Monroy

Resumen


Las nanoestructuras de oro presentan extraordinarias propiedades ópticas, químicas y físicas. Dichas propiedades son manipulables con base en el tamaño, composición, distancia interpartícula, propiedades del medio y forma de las nanoestructuras. La finalidad del presente trabajo es identificar a través del diseño experimental los factores con efectos estadísticamente significativos para manipular el tamaño y estabilidad de nanopartículas de oro esféricas (NPs de Au@LA) y optimizar los niveles de los factores significativos de las NPs fabricadas por el método coloidal, usando cloruro de oro como precursor, borohidruro de sodio como reductor y ácido lipoico como estabilizador. Se eligió un DOE fraccionado para determinar el efecto de cuatro variables del proceso: velocidad de agitación (rpm), temperatura (T), orden de adicción del ácido lipoico (AL) y relación de moles reductor/precursor (RRP), obteniendo como resultado del análisis de la varianza suficiente evidencia para decir que la T y el RRP tienen un efecto significativo en las variables de respuesta, luego estos factores se estudiaron en un diseño central compuesto para encontrar la configuración que optimiza las respuestas, el modelo predijo que para obtener NPs de 2 nm y estables el nivel de los RRP debían ser de 6.9794 y una T de 24oC, se fabricaron las NPs de Au@LA con estos parámetros y fueron sometidas a caracterización por espectroscopia ultravioleta-visible, espectroscopia de correlación de fotones para evaluar el tamaño y adicción de cloruro de sodio para acelerar la desestabilidad, dando como resultado que los parámetros predichos por el modelo son válidos para obtener NPs de Au@LA con tamaño de 2nm y altamente estables.

Palabras clave


nanotecnología; nanopartículas de oro; diseño de experimentos

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Referencias


Afonso, A. S., Pérez-López, B., Faria, R. C., Mattoso, L. H. C., Hernández-Herrero, M., Roig-Sagués, A., . . . Merkoçi, A. (2013). Electrochemical detection of Salmonella using gold nanoparticles. Biosensors and Bioelectronics, 40(1), 121-126. Retrieved from http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566312004137

Anand, N., Ramudu, P., Reddy, K., Rao, K., Jagadeesh, B., Babu, V., & Burri, D. (2013). Gold nanoparticles immobilized on lipoic acid functionalized SBA-15: Synthesis, characterization and catalytic applications. Applied Catalysis A: General, 454, 119-126. Retrieved from http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926860X13000331

Chen, M., Cai, Y., Yan, Z., & Goodman, W. D. (2006). On the origin of the unique properties of supported Au nanoparticles. Journal of the American Chemical Society, 128(19), 6341-6346. doi:10.1021/ja0557536

Daniel, M.-C., & Astruc, D. (2004). Gold nanoparticles: assembly, supramolecular chemistry, quantum-size-related properties, and applications toward biology, catalysis, and nanotechnology. Chemical reviews, 104(1), 293-346. doi:10.1021/cr030698+

Elghanian, R., Storhoff, J. J., Mucic, R. C., Letsinger, R. L., & Mirkin, C. A. (1997). Selective colorimetric detection of polynucleotides based on the distance-dependent optical properties of gold nanoparticles. Science, 277(5329), 1078-1081. doi:10.1126/science.277.5329.1078

Haiss, W., Thanh, N. T. K., Aveyard, J., & Fernig, D. G. (2007). Determination of size and concentration of gold nanoparticles from UV−Vis spectra. Anal. Chem., 79(11), 4215-4221. doi:10.1021/ac0702084

Huang, K., Ma, H., Liu, J., Huo, S., Kumar, A., Wei, T., . . . Wang, P. C. (2012). Size-dependent localization and penetration of ultrasmall gold nanoparticles in cancer cells, multicellular spheroids, and tumors in vivo. ACS nano, 6(5), 4483-4493. doi:10.1021/nn301282m

Huang, X., Jain, P. K., El-Sayed, I. H., & El-Sayed, M. A. (2007). Gold nanoparticles: interesting optical properties and recent applications in cancer diagnostics and therapy. Nanomedicine, 2(5), 681-693. doi:10.2217/17435889.2.5.681

Kelly, K. L., Coronado, E., & Zhao, L. L. (2003). The optical properties of metal nanoparticles: the influence of size, shape, and dielectric environment. The Journal of Physical …. doi:10.1021/jp026731y

Kumar, A., Ma, H., Zhang, X., Huang, K., Jin, S., Liu, J., . . . Liang, X.-J. (2012). Gold nanoparticles functionalized with therapeutic and targeted peptides for cancer treatment. Biomaterials, 33(4), 1180-1189. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2011.10.058

Montgomery, D. C. (2014). Diseño y análisis de experimentos (2 ed.). México: Limusa Wiley.

Nie, Z., Petukhova, A., & Kumacheva, E. (2010). Properties and emerging applications of self-assembled structures made from inorganic nanoparticles. Nat Nano, 5(1), 15-25. Retrieved from http://dx.doi.org/10.1038/nnano.2009.453

Pitkethly, M. J. (2004). Nanomaterials–the driving force. Materials Today, 7(12), 20-29. Retrieved from http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702104006273

Takeuchi, N. (2009). Nanociencia y Nanotecnología: La Construcción de un Mundo Mejor Átomo Por Átomo (Vol. 1). Ensenada: Fondo de cultura económica.

Trejo-Durán, M., Cornejo-Monroy, D., Alvarado-Méndez, E., Olivares-Vargas, A., & Castano, V. M. (2014). Nonlinear optical properties of Au-nanoparticles conjugated with lipoic acid in water (Vol. 9).

Varnavski, O., Ramakrishna, G., Kim, J., Lee, D., & Goodson, T. (2009). Critical size for the observation of quantum confinement in optically excited gold clusters. Journal of the American Chemical Society, 132(1), 16-17. doi:10.1021/ja907984r


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Responsable de la última actualización de este número: Raúl Alfredo Meza González. Fecha de la última modificación, 5 de octubre de 2019.

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