Los investigadores utilizaron Au20, nanopartículas de oro con estructura tetraédrica, para mostrar que la fluorescencia en grupos de oro protegidos con ligandos es una propiedad intrínseca de las propias nanopartículas de oro. Crédito:Brune
Con sus notables propiedades eléctricas y ópticas, junto con la biocompatibilidad, fotoestabilidad y estabilidad química, Los nanoclusters de oro se están afianzando en varias áreas de investigación, particularmente en biodetección y biomarcaje.
Estos nanoclusters de oro están químicamente protegidos por ligandos, que también dirigen la unión a moléculas diana biológicas. Aún hay mucho que los investigadores desconocen sobre las propiedades luminiscentes de los nanoclusters de oro protegidos con ligandos, incluido el origen de su fluorescencia.
Un equipo de investigación internacional de Suiza, Italia, Estados Unidos y Alemania han demostrado ahora que la fluorescencia es una propiedad intrínseca de las propias nanopartículas de oro. Los investigadores utilizaron Au20, nanopartículas de oro con estructura tetraédrica. Sus hallazgos fueron informados esta semana en el Revista de física química , de AIP Publishing.
"Presentamos la primera absorción óptica, espectros de excitación y fluorescencia de Au20 desnudo, "dijo Harald Brune, director del Instituto de Física de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suiza y autor correspondiente del artículo. "Nuestros resultados sugieren fuertemente que el núcleo de metal en los grupos protegidos con ligandos utilizados para biosensores y biomarcadores está en el origen de su fluorescencia".
Los investigadores crearon un haz de clústeres de Au20 desnudos mediante la combinación de una fuente de agregación de clústeres con un proceso de selección de masa y óptica iónica de diseño personalizado. Es difícil probar las propiedades ópticas de estos grupos en la fase gaseosa, dada la mala relación señal-ruido. Para abordar este asunto, los investigadores los integraron en una sólida matriz de neón. 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 kelvins (aproximadamente -267 grados Celsius) mientras los racimos aterrizaban allí.
Los investigadores encontraron que la excitación dentro de todo el rango de UV a visible conduce a una fluorescencia intensa y nítida a una longitud de onda de 739,2 nm (1,68 eV). Crédito:Brune
Neón, un gas noble, proporciona un medio de interacción débil. Como muestran los cálculos de los primeros principios que acompañan al experimento, en el neón se conservan las propiedades intrínsecas del racimo estructural y óptico.
"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 de Au20 se obtuvieron restando un espectro de referencia de la matriz de Ne de una de las matrices de Au20 / Ne. Los espectros de fluorescencia se produjeron mediante excitación con láser. Los investigadores encontraron que la excitación dentro de todo el rango de UV a visible conduce a una fluorescencia intensa y nítida a una longitud de onda de 739,2 nanómetros.
" son Au20 fuertemente fluorescentes, por lo que es muy probable que el origen de la fluorescencia en los biomarcadores basados en Au provenga del propio núcleo de Au y no de su interacción con los ligandos orgánicos, "dijo Wolfgang Harbich, científico senior de la EPFL y coautor del artículo.
El descubrimiento podría permitir el diseño de nuevos biomarcadores basados en oro, y el experimento sirve como punto de referencia para los elaborados, Cálculos de la teoría funcional de la densidad dependiente del tiempo de las propiedades de los conglomerados ópticos:un tema que está ganando interés en los campos de la física y la química fundamental.
"La concordancia entre experimento y teoría en el presente caso de Au20 es alentadora, "Brune dijo, "y permitirá una comprensión más profunda de la investigación de biomarcadores respaldada por la teoría".
