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abr 1

Visualização da agregação induzida de nanopartículas de ouro

INTRODUÇÃO
Em um experimento publicado anteriormente pelo Olhar Nano mostramos o procedimento de síntese de nanopartículas de ouro baseado no método de Turkevich (Utilizando citrato de sódio como agente redutor e estabilizante e HAuCl4 como precursor metálico, em temperatura de aproximadamente 90°C). Além disso, foi explicado que ocorre um deslocamento da banda de absorção plasmônica em função do tamanho das nanopartículas e que, portanto, serve como indicativo para sua agregação. Essa observação é aproveitada no desenvolvimento de métodos diagnósticos para algumas patologias utilizando nanopartículas de ouro.
 
Para saber mais sobre a absorção plasmônica, lei o artigo sobre Plasmon de superfície.
Agora, nesse experimento, iremos visualizar o efeito de mudança de cor associado à agregação de nanopartículas de ouro. Para induzir essa agregação, utilizaremos uma molécula chamada 4-Mercaptopiridina (Figura 1)
 
 
Figura 1. Estrutura da 4-Mercaptopiridina
 
 
Essa molécula aromática possui dois grupos funcionais: amina em uma extremidade e sulfidrila na outra. A extremidade sulfidrila é capaz de ligar-se bem no ouro, deslocando os íons citrato adsorvidos na superfície e contribuindo assim para desestabilização das nanopartículas pela perda de carga. Adicionalmente, a extremidade que possui o grupo funcional amina pode interagir com outras nanopartículas de ouro, facilitando ainda mais a agregação: 
 
Figura 1. Agregação das nanopartículas de ouro induzidas pela adição de 4-mercaptopiridina
 
Resultado do que foi exposto no parágrafo anterior é que quando as nanopartículas de ouro suspensas são tratadas com 4-mercaptopiridina, ocorre agregação e isso é facilmente identificado pela mudança de cor de vinho para azul.em um solvente começarem a crescer (Através da agregação, ou seja, perda de estabilidade) sua cor irá mudar. A mudança de cor está ilustrada na  Figura 2:
 
 
 
 
 
Figura 2. Mudança de cor de nanopartículas de ouro em suspensão em função da agregação
 
 
Na segunda parte do experimento, utilizaremos  a o composto K3[Fe(CN)5(4-Mpy)], que nada mais é do que a 4-mercaptopiridina complexada ao pentacianoferrato III; nesse caso, a extremidade que possui o átomo de nitrogênio da 4-mercaptopiridina encontra-se bloqueada pelo pentacianoferrato III, tornando o sítio indisponível para complexar com o ouro; adicionalmente, as nanopartículas ficam revestidas com carga negativa, impedindo assim sua agregação. Porém, se tratarmos a solução com um pouco de Dimetilsulfóxido (DMSO) (Figura 3), este composto irá deslocar o pentacianoferrato III do complexo, tornando novamente o sítio de complexação da 4-mercaptopiridina livre, induzindo à agregação das nanopartículas de ouro.
 
 
Figura 3. Estrutura do dimetilsulfóxido
 
EQUIPAMENTO E REAGENTES
  • Tubos de ensaio
  • Pipeta
  • Nanopartículas de ouro em suspensão
  • 4-mercaptopiridina
  • K3[Fe(CN)5(4-Mpy)]
  • DMSO
 
PROCEDIMENTO
 
PARTE 1
Preparar um tubo de ensaio com 2 mL de suspensão de nanopartículas de ouro. Adicionar duas gotas de 4-mercaptopiridina e observar a mudança de cor.
 
PARTE 2
Preparar um tubo de ensaio com 2mL de suspensão de nanopartículas de ouro. Adicionar 2 mL do complexo K3[Fe(CN)5(4-Mpy)] e observar se ocorre mudança de cor.
 
PARTE 3
Utilizando o tubo de ensaio do experimento anterior, adicionar 0,5 mL de DMSO o observar se ocorre mudança de cor.
 
REFERÊNCIAS
  • TOMA, H. et al. Eur. J. Inorg. Chem. 2007, 3356–3364.
  • MOORES, A; GOETTMANN, F. The plasmon band in noble metal nanoparticles: an introduction to theory 
    and applications. New J. Chem., 2006, v. 30, 1121-1132 p.
  • GHOSH, Sujit K. et al. Solvent and Ligant Effects on the Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) of 
    Gold Colloids. J. Phys. Chem. B, 2004, v. 108, 13963-13971 p.
  • QUINTEN, M. The Color of Finely Dispersed Nanoparticles. Appl. Phys. B 2001, v. 73, 317-326 p.

Olhar Nano