นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจียได้พัฒนาวิธีการใหม่ของการฉีดสารตั้งต้นครั้งเดียวสำหรับการสังเคราะห์เครื่องแบบ PLN 35 นาโนเมตร วิธีนี้ขจัดความจำเป็นในการเพิ่มสารตั้งต้นแบบดั้งเดิมทีละขั้นตอน
Golden Nanosphere มีความสำคัญในการวินิจฉัยจุดดูแล อย่างไรก็ตามการผลิตของพวกเขาในขนาดใหญ่ที่มีขนาดและรูปร่างที่สอดคล้องกันเป็นสิ่งที่ท้าทายมานาน
การศึกษานำเสนอกระบวนการผลิตที่ง่ายขึ้นซึ่งเปลี่ยนทองคำ nanokubri เป็น nanosphere 35 นาโนเมตร สิ่งนี้ทำได้โดยใช้ปฏิกิริยาความร้อนที่เกิดจากความร้อน แทนที่จะเพิ่มสารตั้งต้นอย่างช้าๆด้วยการหยดวิธีการใหม่ใช้การฟักตัวที่อุณหภูมิสูง สิ่งนี้ทำให้เกิดการออกแบบของโบรไมด์ไอออนการย่อยออกซิเดชั่นและการเคลื่อนไหวของอะตอม
ผลที่ได้คือวิธีที่สอดคล้องกันและปรับขนาดได้มากขึ้นในการผลิต nanosphere เหมาะสำหรับการใช้งานด้านชีวการแพทย์รวมถึงการตรวจจับเชื้อโรคอย่างรวดเร็ว
จุดภูมิคุ้มกันครึ่งหนึ่ง (LFIA) เช่นที่ใช้ในการทดสอบบ้าน COVID-19 นั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางแสงของอนุภาคนาโนทองคำเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วและมองเห็นได้ อย่างไรก็ตามวิธีการสังเคราะห์แบบดั้งเดิมมักจะนำไปสู่อนุภาคที่มีรูปร่างที่ไม่สอดคล้องกันซึ่งสามารถลดความแม่นยำของการทดสอบ
nanosphere ทองคำที่สม่ำเสมอมากกว่า 30 นาโนเมตรมีค่าเนื่องจากสัญญาณแสงที่แข็งแกร่งและพื้นที่ขนาดใหญ่ของพื้นผิวช่วยเพิ่มความไวและการผูกมัดในการวินิจฉัยการใช้งาน อย่างไรก็ตามการผลิตอนุภาคที่สม่ำเสมอดังกล่าวมักจะต้องใช้สารเคมีที่ช้าลง สิ่งนี้ขัดขวางการปรับขนาดของกระบวนการ เป็นผลให้มีความต้องการวิธีการที่มีประสิทธิภาพและควบคุมได้มากขึ้นในการสร้างนาโนสเฟียร์ระดับการวินิจฉัยในระดับอุตสาหกรรม
กระบวนการสังเคราะห์ใหม่มีสามขั้นตอน ก่อนอื่น 10 นาโนเมตรของลูกบอลทองคำถูกผลิตโดยใช้การฉีดสารตั้งต้นหนึ่งชิ้นอย่างรวดเร็ว อนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเมล็ด ในขั้นตอนที่สองเมล็ดจะเติบโตใน nanokuba 30 นาโนเมตรผ่านกระบวนการหนึ่งขั้นตอนโดยใช้โพแทสเซียมโบรไมด์ Bromid เลือกครอบคลุมด้านผลึกบางอย่างเพื่อควบคุมการก่อตัวของข้อเท้า
ในขั้นตอนสุดท้าย nanokube ถูกทำให้ร้อนในสารละลาย CTAC ที่ 97 ° C ความร้อนนี้ทำให้เกิดไอออนโบรไมด์ที่จะตัดการเชื่อมต่อจากพื้นผิว กระบวนการนี้จะผ่านการย่อยออกซิเดชั่นและการเคลื่อนไหวของอะตอมพื้นผิวซึ่งเปลี่ยนข้อเท้าเป็นลูกบอลสม่ำเสมอ
ข้อมูลสเปกโทรสโกปีแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของสีน้ำเงินและการตีบอย่างค่อยเป็นค่อยไปของการเลือกเรโซแนนซ์พลาสโมเนียม สิ่งนี้ยืนยันว่า Nanokube เปลี่ยนเป็นทรงกลมได้สำเร็จ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการสังเคราะห์การลดลงลูกบอลเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความสม่ำเสมอที่ดีขึ้นสัญญาณแสงที่ชัดเจนยิ่งขึ้นและความเสถียรของคอลลอยด์ที่มากขึ้น วิธีนี้ยังเข้ากันได้กับระบบการไหลอย่างต่อเนื่องซึ่งแสดงให้เห็นว่าสามารถปรับขนาดเพื่อการใช้งานเชิงพาณิชย์โดยไม่ลดคุณภาพหรือความสอดคล้อง
การศึกษาครั้งนี้มุ่งเน้นไปที่กระบวนการผลิตนาโนสเฟียร์ทองคำในขณะที่รักษาคุณภาพสูง การทำความเข้าใจบทบาทของโบรไมด์ในการสร้างอนุภาคนักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการที่มีทั้งวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติสำหรับการใช้ขนาดใหญ่ กลยุทธ์หนึ่งครั้งรวมนาโนเคมีพื้นฐานเข้ากับวิศวกรรมที่ปรับขนาดได้เพื่อผลิตอนุภาคนาโนที่ตอบสนองความต้องการในการวินิจฉัยที่แท้จริง
ความเป็นไปได้ในการผลิต nanosphere ทองคำขนาดใหญ่ในขนาดใหญ่มีแอพพลิเคชั่นมากมายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวินิจฉัยทางการแพทย์ ในการตั้งค่าเหล่านี้ความเร็วความแม่นยำและความยืดหยุ่นเป็นสิ่งจำเป็น อนุภาคเหล่านี้สามารถเคลือบด้วยชีวโมเลกุลเพื่อตรวจจับโรคเฉพาะที่มีความแม่นยำสูง สิ่งนี้ทำให้พวกเขามีประโยชน์ในการระเบิดหรือในสภาพแวดล้อมการดูแลสุขภาพที่ห่างไกล
การวิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อทำให้การสังเคราะห์นาโนทองคำง่ายขึ้นในขณะที่ยังคงคุณภาพสูง การระบุบทบาทสำคัญของโบรไมด์ในการสร้างอนุภาคทีมได้พัฒนาวิธีการที่มีทั้งความชอบธรรมทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติในเชิงพาณิชย์ วิธีหนึ่งเวลารวมนาโนเคมีพื้นฐานกับวิศวกรรมที่ปรับขนาดได้ซึ่งช่วยให้การผลิตอนุภาคนาโนที่เหมาะสมสำหรับการวินิจฉัยที่แท้จริง
การผลิต nanosphere ทองคำที่สม่ำเสมอในระดับมีความสำคัญในการวินิจฉัยทางการแพทย์ซึ่งความเร็วความแม่นยำและความสามารถในการปรับขนาดเป็นกุญแจสำคัญ อนุภาคเหล่านี้สามารถปกคลุมด้วยชีวโมเลกุลเพื่อตรวจจับเชื้อโรคที่เฉพาะเจาะจงซึ่งทำให้พวกเขามีประโยชน์ในสถานการณ์ระเบิดหรือเงื่อนไขการดูแลสุขภาพระยะไกล
นอกเหนือจากการวินิจฉัยแล้ววิธีนี้ยังมีประโยชน์ในการจัดหายารักษาโรคมะเร็งทางชีวภาพและความร้อนในกรณีที่ความสม่ำเสมอของอนุภาคส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพ เมื่อความต้องการวัสดุนาโนที่แม่นยำเพิ่มขึ้นวิธีการนี้นำเสนอวิธีที่ปรับขนาดได้และเชื่อถือได้เพื่อตอบสนองความต้องการของเทคโนโลยีชีวการแพทย์ที่เกิดขึ้นใหม่
การศึกษาได้รับการสนับสนุนบางส่วนโดยโครงการที่ได้รับการสนับสนุนจาก Gemina Laboratories สำหรับการสังเคราะห์รางวัลมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (CHE-2002653) สำหรับการวัด SERS และเงินทุนเริ่มต้นด้วยสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย
อ้างอิงถึงวารสาร:
Li, KK, และใน– (2025) การสังเคราะห์เหตุผลของ Au nanosphere ที่มีเหตุผลด้วยการฉีดหนึ่งครั้ง: จากความเข้าใจกลไกไปจนถึงการควบคุมการทดลอง เคมีที่แม่นยำ– doi.org/10.1021/prech.4c00105