Nano esferas
huecas de oro
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Autores: Carlos Marange; Francisco J. Peón.
Tutor: Roberto Cao Milán.
Facultad de Química – Universidad de La Habana
Nano ciencias
• Síntesis
• Métodos de Caracterización
Estructuras
• Diversidad de compuestos.
• Propiedades novedosas.
Aplicaciones
• Biomedicina
• Catálisis
• Foto térmicas
• Teorías Electrónicas
• Otras
Nanoestructuras de Oro
Nanopartículas sólidas Nano rods Nano estrellas
Nano cubos Nano esferas con Estructuras Core / Shell
Investigaciones en los últimos años
sobre nano estructuras de Au
Cantidad de publicaciones por año
sobre :
1. Nanopartículas sólidas.
2. Estructuras del tipo Core/Shell.
3. Huecas.
4. Estructuras tipo sonajero.
Resonancia plasmónica
J. Phys. Chem. B, Vol. 110, No. 40, 2006
Consecuencias de la oscilación electrónica durante la irradiación:
Absorción(CONVERSIÓN En calor) y dispersión de luz
Absorción (más
aplicaciones PTT)
Dispersión (SERS+enhanced
fluoresence)
Relación entre la RPS y la
estructura de las nano partículas
Dispersión de la luz
Nano cajas
Shells entre 20 – 100 nms
Nanopartículas sólidas > 50 nm
Absorción y conversión en calor
Nano tubos
Nanopartículas sólidas < 50 nm
Nano rods
Nano shells
Candidatos para cada aplicación
Terapia fototérmica
Nanorods
Shells
Liberadores de medicamentos
Shells
Nano estrellas
Espectroscopia (SERS)
Shells
Nanopartículassólidas
¿Por qué los shells?
• Partículas de menor tamaño con absorción
en el infrarrojo cercano
Penetran entre 5 y 7
cm del tejido
humano
Radiaciones absorbidas por
el tejido humano.
NIR700-900 nm
Fuente de
NIR láser
Penetración
de la
radiación
NIR en el
tejido
humano
• Shells de entre 40-60 nm son ideales para
penetrar con facilidad en la célula
• Se necesita un método de partículas 40/60 nm
que utilice la menor cantidad de Au posible.
Estas presentan la ventaja de tener además
mayor superficie de contacto.
Superficie externa
Superficie interna
• La facilidad de afinar sus propiedades
ópticas gradualmente con el tamaño de la
partícula.
Variación de la frecuencia de la SPR
en dependencia del diámetro del core.
Variación en dependencia del
grosor del Shell.A
bso
rba
nc
ia
Longitud de onda
Mismo diámetro del core,
Diferente grosor del Shell
Frecuencia de SPR dependiente del
diámetro del core y el grosor del shell
J. Phys. Chem. B, Vol. 110, No. 40, 2006
SERS
(Surface Enhaced Raman
Spectroscopy)
1-Excitación de los
electrones externos de la
molécula al interactuar con
los fotones de la luz
incidente
Estados
bivracionales1
4
3
2
0
Molécula
e- e- e-
Láser
Estado
imaginario
1-Relajación de los electrones
a los distintos estados
bivracionales de la molécula
SEÑAES EN EL ESPECTRO
RAMAN
Molécula adherida a la superficie
de una NP
Láser
NP
Interacción de los e- de la NP con la luz incidente
Campo eléctrico intenso
Vibraciones en las moléculas
Interacción de las moléculas con el
Campo Eléctrico de la NP
SEÑAL
RAMAN
MEJORADA
VentajasNP recubiertas por
moléculas adheridas a su superficie
Estudio espectroscópico de moléculas en medio acuoso
Señales de alta intensidad
Estudio detallado del medio que rodea la NP
Nanoesfera Hueca de Oro
Imagen de TEM de
nanoesferas huecas
de oro.
Core
Hueco
Shell de Au
Propiedades de las Nanoesferas
Huecas de Oro
Alta estabilidad química.
Propiedades catalíticas.
Baja biotoxicidad.
Potentes propiedades ópticas.
Interior Hueco ideal para la inserción y transporte de fármacos.
Métodos obtención de los Shells
Crecimiento de semillas asociadas
a plantilla.
Reemplazo galvánico.
Naomi J. Halas. ¨ Gold Covered Nanoshells¨. Bussines Week. May 21, 2001
Método de crecimiento de semillas
Síntesis de GNs vía seed- growth
(crecimiento a partir de semillas)
Parte del ligando afín a las
NP del otro elemento
Parte del ligando
afín a las NP oro
Pequeñas nanopartículas
de Au (semillas)
Nanopartícula patrón
NP-ligando-semillas de Au
Agente reductor
Au 3+
Partículas de Au metálico
Agregación y crecimiento
de las partículas de Au
alrededor de las semillas ya
existentes
Formación de Nanoesfera
con Shell de Au y Core
Sólido
Características de la reacción
Debe utilizarse un reductor moderado para garantizar que el oro no sea reducido antes de interactuar con el ligando que recubre a la nano partícula.
El reductor debe estar preferentemente adherido al metal noble de forma tal que la superficie de este catalice la reacción.
Reductores típicos
Acido ascórbico
Formaldehido
DihidrógenoH H C
OH H
Plantilla
Au
seed
Au
e- e- e-
Au
e- e- e-
3+
3+
Método de reemplazo galvánico
Síntesis de HGNs por
reemplazo galvánico
Hacia los extremos
<20 nms >80 nms
Estructuras huecas tipo core/shell
Poliédricas
Nano esferas
Nano cajas
ExpectativasSistemas liberadores
de fármacos
Expectativas y aplicaciones
2- a) Tratamiento de tumores por hipertermia con
radiación infrarrojo cercano.
HAuNS
Bibliografía
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Characterization, and Tunable Optical Properties of Hollow Gold Nanospheres”. J. Phys.
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