金纳米颗粒特性、应用、处理、加工和计算工具

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GNP和纳米团簇的大小和颜色

金纳米颗粒表面积

金纳米颗粒浓度

金纳米颗粒磨牙消光

GNP和纳米团簇的大小和颜色

SGNP （SGNP） 使用专有的基于种子的方法制造，其中 1.8 nm 种子在生长溶液中缓慢生长，选择直径可达 1.5 微米。

我们将SGNP定义为5nm及更大的尺寸，并将1.8nm至4nm的尺寸称为纳米团簇，因为它们具有定义的特定金原子数和质量。下表显示了金纳米簇的物理性质：

GNP（>4nm的纳米颗粒）对于较小的尺寸可以是红色的，对于较大的尺寸，颜色取决于您是在考虑散射还是吸收，因为这些纳米颗粒表现出二向色性。

颜色的差异是由于GNP的吸光度，其变化为下图所示的直径a的函数。

金纳米颗粒表面积

下表显示了国产总值表面积随大小变化的研究：

表中的第二列显示了一个纳米颗粒的表面积。 第三列显示了该尺寸的纳米颗粒在0.05mg总金中的数量。 当将这两根色谱柱相乘时，我们得到所有纳米颗粒的总表面积。

1mL 1.8nm GNPs溶液的表面积相当于蜂窝手机的表面积！

这是GNP的主要好处之一 - 巨大的表面积！ 大表面积的好处是深远的，可以应用于许多不同的领域，包括生物医学从治疗和诊断到环境，包括过滤和修复。

金纳米颗粒浓度

ICP-MS及其与浓度的测量关系

GNP浓度使用ICP-MS和TEM计算。ICP-MS提供黄金总量。 然后，TEM 提供三组用于复杂计算的信息： 平均球体尺寸 样本中的球体数与其他形状的比较 多分散指数 （PDI） = 标准开发 / 平均大小 与ICP-MS和TEM尺寸相关的简单计算公式为：

给定体积的ICP质量（毫克/毫升）=国产总值浓度（新升力/毫升）×金密度（毫克/厘米3）×1 国产总值体积（厘米3/核动力ps）

或

紫外-可见分光度计作为测量浓度的工具

我们发现，只有当PDI小于10%，球体百分比大于98%时，我们才能准确地使用紫外可见分光光度计作为浓度测量工具。 因此，例如，如果紫外-可见分光度计显示10nm SGNP的OD=1，我们知道表2，浓度为~5e12 nps/mL。 如果以后测量OD = 2，我们知道浓度为10e12 nps/mL。 同样，这仅适用于PDI低于10%且很少有非球形的GNP批次。

其他浓度测量及其计算包括：

重量浓度（重量浓度） mg/mL = 给定体积的 ICP 测量值

百万分之一 （ppm） = 重量浓度 （微克/毫升）

重量 % = 重量浓度 （毫克/毫升 / 1e6）

摩尔浓度 （μM） = nps/mL X 1e3mL/1L X 1mole/6e23nps X 1e6μmol/1mol

金纳米颗粒磨牙消光

GNPs作为诊断的巨大优势之一是它们的磨牙消退。 与一些常用荧光团相比，不同尺寸的典型摩尔消光如下表所示：

荧光与消光

请注意GNP和荧光团之间摩尔消光的巨大差异。 单个 100nm GNP 的可检测性是单个 FITC 荧光团的一百多万倍。 但请注意差异。 荧光团荧光 - 即存在能量转移，其中发射的光与入射光的颜色不同（降低能量或红移）。 另一方面，GNP吸收和分散而没有任何（可观的）能量转移。 这当然会改变检测系统。荧光显微镜用于荧光团，通常使用测量散射的暗场显微镜或测量吸收的光热显微镜来检测GNP。

请注意本概述稍后将讨论的两个重要属性。 首先，较小的GNP，通常我们将其定义为20nm<不会散射到任何明显的程度。他们只会吸收。 因此，像动态光散射或DLS这样依靠散射进行测量的测量仪器无法准确测量较小GNP的大小。 其次，诸如100nm SGNP这样的大型GNP本质上是二向色性的。 也就是说，它们在散射时会变成黄色，在传输时会变成紫色。 这是因为这里显示的吸光度曲线在569处有一个峰值，当光线在观察者后面时，它可以散射569nm处的光。 当用样品后面的光线观察材料时，吸光度曲线在569nm处透射与曲线无关的颜色。 如下图所示。

我如何看到它们？

当然，纳米颗粒很容易通过TEM和SEM观察。 事实上 在光学显微镜中，例如在明场和暗场模式下， 通常，您无法用荧光显微镜看到它们，因为它们不会发出荧光。 但也有例外。 我们销售荧光基团标记的GNP，用于许多不同的应用，包括细胞成像，细胞分选和诊断。