Guld skinner gennem egenskaber ved nano -biosensorer

Med deres bemærkelsesværdige elektriske og optiske egenskaber, sammen med biokompatibilitet, fotostabilitet og kemisk stabilitet, guldnanokluster får fodfæste på en række forskningsområder, især inden for biosensing og biologisk mærkning.

Disse guld -nanokluster er kemisk beskyttet af ligander, som også styrer bindingen til biologiske målmolekyler. Der er stadig meget, forskere ikke kender til de selvlysende egenskaber ved ligandbeskyttede guld-nanokluster, herunder oprindelsen af ​​deres fluorescens.

Et internationalt forskerhold fra Schweiz, Italien, USA og Tyskland har nu vist, at fluorescensen er en iboende egenskab for selve guldnanopartiklerne. Forskerne brugte Au20, guld nanopartikler med en tetraedral struktur. Deres resultater blev rapporteret i denne uge i Journal of Chemical Physics , fra AIP Publishing.

"Vi præsenterer den første optiske absorption, excitations- og fluorescensspektre for bare Au20, sagde Harald Brune, leder af Institut for Fysik ved École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) i Schweiz og tilsvarende forfatter til papiret. "Vores resultater tyder kraftigt på, at metalkernen i de ligandbeskyttede klynger, der bruges til biosensering og mærkning, er udgangspunktet for deres fluorescens."

Forskerne skabte en stråle af bare Au20-klynger ved at kombinere en klyngeaggregeringskilde med en specialdesignet ionoptisk og masseudvælgelsesproces. Det er svært at undersøge de optiske egenskaber af disse klynger i gasfasen, i betragtning af det dårlige signal-til-støj-forhold. For at løse dette problem, forskerne indlejrede dem i en solid neonmatrix. Dette blev opnået ved at deponere klynge strålen med en neon baggrundsgas, der kondenserede på en kold overflade holdt ved 6 kelvin (ca. -267 grader Celsius), mens klyngerne landede der.

Neon, en ædel gas, giver et svagt interagerende medium. Som de første principper-beregninger, der ledsager forsøget, viser, i neon bevares de iboende strukturelle og optiske klyngeegenskaber.

"Derfor, de præsenterede eksperimentelle resultater er den bedst mulige tilnærmelse til de optiske egenskaber ved frie Au20 -klynger, "Sagde Brune.

Au20 -absorptionsdata blev opnået ved at trække et Ne -matrix -referencespektrum fra en af ​​Au20/Ne -matricerne. Fluorescensspektrene blev produceret ved laser -excitation. Forskerne fandt ud af, at excitation inden for hele UV-til-synligt område fører til intens og skarp fluorescens ved en bølgelængde på 739,2 nanometer.

" er Au20 stærkt fluorescerende, gør det meget sandsynligt, at oprindelsen af ​​fluorescens i Au-baserede biomarkører kommer fra Au-kernen selv snarere end fra dens interaktion med de organiske ligander, "sagde Wolfgang Harbich, seniorforsker ved EPFL og medforfatter af papiret.