华林研究不同清洗方法(离心和透析)对15纳米柠檬酸钠稳定

本文介绍了 Waring Kona 对不同清洁方法（离心和透析）对 15 nm 柠檬酸钠稳定纳米粒子的表面化学和组成的影响的研究。关于透析过程，核磁共振分析表明，经过 9 次清洗循环后，第一次离心后，柠檬酸浓度与第一次离心后测得的浓度相当（约 6 104 M），但动态光散射测定的分散多分散指数增加, X 射线光电子能谱结果支持核磁共振结果并揭示了纳米颗粒清洗过程后的主要碳氢化合物污染。

在这项工作中，XPS 和其他表征技术被使用kh570能在水中修饰纳米颗粒吗，即核磁共振 (NMR)、扫描电子显微镜 (SEM)、动态光散射 (DLS)、离心液体沉降 (CLS) 和紫外可见光谱 (UV) ) -Vis) 研究两种清洗工艺（即离心和透析）对金纳米粒子（直径为 15 nm）的疏水分子的理化性质和功能化程度的影响。

纳米粒子表征

通过离心液沉降法测量原始 AuNP 溶液以确定其尺寸分布。通过 XPS 研究了 AuNP 溶液的表面组成，其中纳米颗粒溶液发现在通过磁控溅射沉积在硅（100） 切割硅晶片）上的清洁 Ti 薄膜（标称厚度 150 nm）上，此外还有商业 PTFE在一些实验中也使用了胶带，对每个样品都记录了测量光谱（0-1150 eV，通过能量 160 eV）和高分辨率光谱（通过能量 20 eV）。

AuNPs 通常通过在合成过程中过量添加柠檬酸钠来稳定，柠檬酸钠通过修饰所涉及的物种发挥多种作用（1）还原剂（2）静电稳定剂（3）pH 介质））反应的反应性，虽然这种过量的柠檬酸盐具有减少粒子聚集的积极作用，但它也部分阻碍了 AuNPs 的表面功能化。或之后通过缓冲液/水透析或离心。 52 在不同的纯化方法中，离心和透析是最受欢迎的，可能是由于它们的实施相对简单且仪器价格低廉。 53 在这项工作中，比较了透析和离心步骤去除胶体AuNPs中过量的柠檬酸，残留柠檬酸的多少与金纳米粒子在溶液中的稳定性有关。

通过超纯水离心和超纯水再分散循环从 AuNPs 样品中去除多余的未结合柠檬酸。在每个离心循环后，对纳米颗粒进行表征以研究离心过程的影响，柠檬酸分子的减少与金纳米粒子溶液的稳定性有关。以四甲基硅烷（TMS）为内标对离心过程中不同阶段的柠檬酸盐进行定量，进行HNMR实验，如图1所示。

不同透析周期对柠檬酸含量的影响，数据表明kh570能在水中修饰纳米颗粒吗，至少需要6个透析周期才能去除等量的柠檬酸，而单次离心可去除的柠檬酸量需要12个透析周期才能去除。相当于两个离心循环的量。然而，重要的是要注意，即使透析不如离心，超过 6 个循环会导致溶液不稳定，并且透析纳米粒子的 Au4f 核心水平光谱分析显示出与在离心样品中观察到的相似的特征和假晶型综合评分。然而，由于光谱背景较高，拟合结果远不如离心样品可靠。

为了研究不同清洗工艺对表面功能化的影响，我们用 1h、1h、2h、2h-全氟癸硫醇对 AuNPs 进行了共价功能化，因为氟的存在而被选中，可以用高灵敏度 XPS 检测到，从而有助于获得有关功能化过程的精确定量信息，此外，碳氟化合物自组装单分子层 (FSAM) 由于其高电离势 X 射线损伤，不如烃硫醇敏感，不同的 AuNP 溶液与 PFT 硫醇接触过夜，然后通过离心两次纯化。在透析过的纳米粒子中，只有 D3 样品在功能化过程后足够稳定，而 PFT 与 D6、D9 和 D12 的反应产生了强烈的纳米粒子聚集/沉淀。

为了评估不同离心循环的效果，可以使用一个简单的公式来估计表面覆盖率，如在烷烃硫酸盐的情况下，假设 Au 在烃基材料中的非弹性平均自由程为 4 nm，在 XPS 实验中获得 典型的采样深度约为 12 nm，这意味着很大一部分 Au4f 信号来自纳米粒子体。

在本文中，研究了离心和透析这两种不同清洁工艺对 AuNPs 表面化学的影响。离心和透析程序用于纯化 AuNP 溶液，然后在每个纯化步骤后进行仔细的物理化学表征。结果表明，两种方法都能够从溶液中去除柠檬酸盐。虽然两次离心足以去除几乎所有的柠檬酸分子，但需要多达 12 次透析循环才能获得可比较的结果，此外，发现透析过程会通过离子交换影响溶液的 pH 值，从而导致纳米颗粒溶液的稳定性降低.

还研究了清洗过程对纳米粒子功能化的影响，方法是用 PFT 硫醇对纳米粒子进行功能化，在 3 次离心后获得高达 0.9 个单层的覆盖率，而单层覆盖率仅为 50%直接柠檬酸盐替代和/或三个透析周期。这项工作提供了一些关于在化学功能化之前预处理 AuNP 溶液的影响的重要信息，并阐明了与不同纯化程序相关的可能的不利影响（聚集、溶液不稳定性）。此外，该研究指出，硫醇交换前后的清洁程序应谨慎选择和报告，所有功能化步骤均应通过详尽的物理化学表征。

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