Abstract
Depending on their size, shape, degree of aggregation and nature of the protecting organic shells on their surface, gold nanoparticles (AuNPs) can appear red, blue and other colors and emit bright resonance light scattering of various wavelengths. Because of this unique optical property, AuNPs have been extensively explored as probes for sensing/imaging a wide range of analytes/targets, such as heavy metallic cations, nucleic acids, proteins, cells, etc. Since their initial discovery, novel synthetic methods have led to precise control over particle size, shape and stability, thus allowing the modification of a wide variety of ligands on the AuNP surfaces to meet different experimental conditions. This review discusses the synthesis and applications of functionalized AuNPs in chemical sensing and imaging
چکیده
ترکیب نانوتکنولوژی با شیمی، بیولوژی، فیزیک، و پزشکی برای ارائه روش های فوق حساسِ تشخیص و تصویربرداری در علوم تجزیه یا بیولوژیکی بطور فزاینده ای در علم مدرن اهمیت پیدا کرده است. به ویژه استفاده از AuNPهای عامل دار در حوزه بیولوژی و داروشناسی جالب توجه است، مثل روش های تشخیص و تصویربرداری فوق حساس برای تشخیصِ زیستیِ رخدادها، زیرا AuNPها دارای خواص نوری منحصربفرد (یعنی جذب تشدیدی پلاسمای سطحی و پراکندگی نوری تشدیدی)، انواع مختلفی از پوشش های سطحی و زیست سازگارپذیری فوق العاده هستند.
1-مقدمه
به طور کلی، خواص نوری نانوذرات فلزی کوچک تحت تاثیر نوسان دسته جمعی الکترون ها در سطح قرار دارند (که به نام های "تشدید پلاسمون سطحی" ، (SPR) یا " تشدید پلاسمون سطحی موضعی" (LSPR) شناخته می شود) که با تابش الکترومغناطیس برخوردی تشدید می شوند. برای طلا، فرکانس تشدیدِ این نوسان که ثابت دی الکتریک بالک حاکم بر آن است، در ناحیه مرئی طیف الکترومغناطیس قرار دارد. به این دلیل که نانوذرات دارای نسبت بالایی از مساحت سطحی به حجم هستند، فرکانس پلاسمون شدیداً نسبت به ماهیت دی الکتریک (ضریب شکست) سطح مشترکش با محیط پیرامونی حساس است. هر تغییری در محیط این ذرات (تغییر سطحی، تجمع ذرات، ضریب شکست محیط، و غیره) منجر به تغییرات رنگ شناختی پراکنه ها می شود. به دلیل جفت شدن پلاسمون ها، تجمع AuNPها اغلب با تغییر رنگ بارز همراه است. سنسورهای رنگ شناسی مبتنی بر AuNP به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته و دارای کاربردهای مهمی هستند. نه تنها نور به شدت توسط پلاسمون ها جذب می شود، بلکه هم چنین توسط آنها دچار پراکندگی رایلی (به صورت کشسان) می گردد، و با بزرگ تر شدن ذره، بخش بزرگ تری از نورِ خروجی پراکنده می شود، در مقایسه با قسمتی از آن که جذب می شود. به این دلیل که نورِ پراکنده شده از AuNPها در بخش مرئی از طیف الکترومغناطیس قرار دارد که مطابق با باند پلاسمون آنهاست، امکان ردیابی نوری موقعیت نانوذرات جداگانه وجود دارد که این موضوع راه را برای کاربردهای تصویربرداری هموار می سازد. خواص فیزیکی قابل تغییرِ AuNPها بر نوسان دسته جمعی الکترون های آنها تاثیر می گذارد و می توان از این طریق به خواص نوری قابل تنظیمی دست یافت. این موضوع موجب تسهیل هرچه بیشتر کاربرد آنها در تشخیص زیستی با استفاده از روش های تشخیص متعدد شده است...