Con sus notables propiedades eléctricas y ópticas, junto con la biocompatibilidad, la fotoestabilidad y la estabilidad química, los nanoclusters de oro están ganando terreno en varias áreas de investigación, particularmente en biodetección y bioetiquetado.
Estos nanoclusters de oro están químicamente protegidos por ligandos, que también dirigen la unión a moléculas diana biológicas. Todavía hay mucho que los investigadores desconocen sobre las propiedades luminiscentes de los nanoclusters de oro protegidos por ligandos, incluido el origen de su fluorescencia.
Un equipo de investigación internacional de Suiza, Italia, Estados Unidos y Alemania ha demostrado ahora que la fluorescencia es una propiedad intrínseca de las nanopartículas de oro en sí mismas. Los investigadores utilizaron Au20, nanopartículas de oro con una estructura tetraédrica. Sus hallazgos se informaron esta semanaen el Revista de Física Química , de AIP Publishing.
"Presentamos los primeros espectros de absorción óptica, excitación y fluorescencia de Au20 desnudo", dijo Harald Brune, jefe del Instituto de Física de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne EPFL en Suiza y autor correspondiente del artículo. "NuestroLos resultados sugieren que el núcleo de metal en los grupos protegidos con ligando utilizados para la biodetección y el bioetiquetado está en el origen de su fluorescencia ".
Los investigadores crearon un haz de grupos de Au20 desnudos combinando una fuente de agregación de grupos con un proceso de selección iónica y de masa de iones diseñado a medida. Es difícil sondear las propiedades ópticas de estos grupos en la fase gaseosa, dada la mala señal-relación ruido-ruido. Para abordar este problema, los investigadores los integraron en una matriz de neón sólida. Esto se logró depositando el haz de racimo con un gas de fondo de neón que se condensó en una superficie fría mantenida a 6 grados Kelvin aproximadamente -267 grados Celsiusmientras los grupos aterrizaban allí.
El neón, un gas noble, proporciona un medio de interacción débil. Como muestran los cálculos de los primeros principios que acompañan al experimento, en neón se conservan las propiedades intrínsecas estructurales y ópticas del clúster.
"Por lo tanto, los resultados experimentales presentados son la mejor aproximación posible a las propiedades ópticas de los grupos de Au20 libres", dijo Brune.
Los datos de absorción Au20 se obtuvieron restando un espectro de referencia de la matriz Ne de una de las matrices Au20 / Ne. Los espectros de fluorescencia fueron producidos por excitación láser. Los investigadores encontraron que la excitación dentro de todo el rango de UV a visible conduce a una intensay fluorescencia aguda a una longitud de onda de 739.2 nanómetros.
"[B] son Au20 fuertemente fluorescentes, por lo que es muy probable que el origen de la fluorescencia en los biomarcadores basados en Au provenga del núcleo de Au en lugar de su interacción con los ligandos orgánicos", dijo Wolfgang Harbich, científico principal delEPFL y coautor del artículo.
El descubrimiento podría permitir el diseño de nuevos biomarcadores a base de oro, y el experimento sirve como punto de referencia para los cálculos elaborados y dependientes del tiempo de la teoría funcional de la densidad de las propiedades del clúster óptico, un tema que está ganando interés en los campos fundamentales de la química y la física.
"El acuerdo entre el experimento y la teoría en el presente caso de Au20 es alentador", dijo Brune, "y permitirá una comprensión más profunda de la investigación de biomarcadores respaldada por la teoría".
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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