Формування та стабільність наночастинок золота в колоїдах, отриманих цитратним методом
Gold nanoparticles (Au NPs) have found a variety of applications in different areas, particularly in biomedical practices. The activity of Au NPs strongly depends on the size and association of particles in colloid, that in turn are greatly affected by experimental parameters of the reaction. The ob...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/682 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543948852428800 |
|---|---|
| author | Vityuk, N. V. Eremenko, A. M. Rusinchuk, N. M. Lozovski, V. Z. Lokshyn, M. M. Lysenko, V. S. Mukha, Iu. P. |
| author_facet | Vityuk, N. V. Eremenko, A. M. Rusinchuk, N. M. Lozovski, V. Z. Lokshyn, M. M. Lysenko, V. S. Mukha, Iu. P. |
| author_sort | Vityuk, N. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-09-13T11:17:44Z |
| description | Gold nanoparticles (Au NPs) have found a variety of applications in different areas, particularly in biomedical practices. The activity of Au NPs strongly depends on the size and association of particles in colloid, that in turn are greatly affected by experimental parameters of the reaction. The obtaining of Au NPs even via classical procedure of citrate method can be a challenge.In the present work we applied different experimental approaches to affect the process of Au NPs formation in the presence of sodium citrate. Au NPs were obtained using different experimental procedures and varying the ratio of reagents, their concentrations, temperature of reaction, duration of heating, the order of introduction of reagents into the reaction mixture, pH, and so on. Comparative analyses of UV-vis spectra with DLS data by number, volume and intensity basis allowed to trace the changes in Au NPs colloid, find optimal experimental conditions and predict prolonged stability of colloids. Applying size-dependent Hamaker constant to DLVO theory explains experimental results.The formation of Au NPs strongly depends on the ratio of the functional groups of the molecule involved simultaneously in the reduction of metal ions, the binding to the surface of Au NPs and the formation of a charge for stabilization due to electrostatic repulsion. The change in the ratio of components is not enough to get a different size of Au NPs. Big concentration of the reagents mostly affects the aggregation process and colloid aging. Temperature is a critical activation factor, that should be about 100 °C, but prolonged heating causes collision induced aggregation. The initial stage of particles growth (the mechanism) can be affected with the change of pH of the system due to formation of deprotonated carboxyl groups and gold hydroxocomplexes. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:00Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-682 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:34Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6822023-09-13T11:17:44Z Formation and stability of gold nanoparticles in colloids prepared by citrate method Формування та стабільність наночастинок золота в колоїдах, отриманих цитратним методом Vityuk, N. V. Eremenko, A. M. Rusinchuk, N. M. Lozovski, V. Z. Lokshyn, M. M. Lysenko, V. S. Mukha, Iu. P. gold nanoparticlesж colloidsж sodium citrate наночастинки золота колоїдні розчини цитрат натрію Gold nanoparticles (Au NPs) have found a variety of applications in different areas, particularly in biomedical practices. The activity of Au NPs strongly depends on the size and association of particles in colloid, that in turn are greatly affected by experimental parameters of the reaction. The obtaining of Au NPs even via classical procedure of citrate method can be a challenge.In the present work we applied different experimental approaches to affect the process of Au NPs formation in the presence of sodium citrate. Au NPs were obtained using different experimental procedures and varying the ratio of reagents, their concentrations, temperature of reaction, duration of heating, the order of introduction of reagents into the reaction mixture, pH, and so on. Comparative analyses of UV-vis spectra with DLS data by number, volume and intensity basis allowed to trace the changes in Au NPs colloid, find optimal experimental conditions and predict prolonged stability of colloids. Applying size-dependent Hamaker constant to DLVO theory explains experimental results.The formation of Au NPs strongly depends on the ratio of the functional groups of the molecule involved simultaneously in the reduction of metal ions, the binding to the surface of Au NPs and the formation of a charge for stabilization due to electrostatic repulsion. The change in the ratio of components is not enough to get a different size of Au NPs. Big concentration of the reagents mostly affects the aggregation process and colloid aging. Temperature is a critical activation factor, that should be about 100 °C, but prolonged heating causes collision induced aggregation. The initial stage of particles growth (the mechanism) can be affected with the change of pH of the system due to formation of deprotonated carboxyl groups and gold hydroxocomplexes. Наночастинки золота (НЧ Au) знайшли широке застосування в різних галузях, зокрема в біомедичній практиці. Активність НЧ Au сильно залежить від розміру та асоціації частинок у колоїді, на які, в свою чергу, сильно впливають експериментальні параметри реакції. Отримання НЧ Au навіть за допомогою класичної процедури цитратного методу може бути складним завданням.У даній роботі ми застосували різні експериментальні підходи для впливу на процес утворення НЧ Au в присутності цитрату натрію. НЧ Au були отримані з використанням різних експериментальних методик і варіюванням співвідношення реагентів, їхніх концентрацій, температури реакції, тривалості нагрівання, порядку введення реагентів в реакційну суміш, рН і т.і. Порівняльний аналіз УФ-спектрів з даними ДРС за кількістю, об'ємом та інтенсивністю дозволив простежити зміни в колоїдах НЧ Au, знайти оптимальні умови проведення експерименту та спрогнозувати тривалу стабільність колоїдів. Застосування константи Гамакера, залежної від розміру, згідно теорії DLVO, пояснює експериментальні результати.Утворення НЧ Au сильно залежить від співвідношення функціональних груп молекули, що беруть участь одночасно у відновленні іонів металу, зв’язуванні з поверхнею НЧ Au і формуванні заряду для стабілізації за рахунок електростатичного відштовхування. Зміна співвідношення компонентів є недостатньою для отримання колоїдів з різними за розміром НЧ Au. Велика концентрація реагентів найбільше впливає на процес агрегації та старіння колоїдів. Температура є критичним фактором активації, яка повинна становити близько 100 °C, але тривале нагрівання спричиняє індуковану зіткненнями агрегацію. На початкову стадію росту частинок (механізм) може впливати зміна рН системи через утворення депротонованих карбоксильних груп і гідроксокомплексів золота. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2023-08-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/682 10.15407/hftp14.03.310 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 14 No. 3 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 310-323 Химия, физика и технология поверхности; Том 14 № 3 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 310-323 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 14 № 3 (2023): Хімія, фізика та технологія поверхні; 310-323 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp14.03 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/682/698 Copyright (c) 2023 N. V. Vityuk, A. M. Eremenko, N. M. Rusinchuk, V. Z. Lozovski, M. M. Lokshyn, V. S. Lysenko, Iu. P. Mukha |
| spellingShingle | наночастинки золота колоїдні розчини цитрат натрію Vityuk, N. V. Eremenko, A. M. Rusinchuk, N. M. Lozovski, V. Z. Lokshyn, M. M. Lysenko, V. S. Mukha, Iu. P. Формування та стабільність наночастинок золота в колоїдах, отриманих цитратним методом |
| title | Формування та стабільність наночастинок золота в колоїдах, отриманих цитратним методом |
| title_alt | Formation and stability of gold nanoparticles in colloids prepared by citrate method |
| title_full | Формування та стабільність наночастинок золота в колоїдах, отриманих цитратним методом |
| title_fullStr | Формування та стабільність наночастинок золота в колоїдах, отриманих цитратним методом |
| title_full_unstemmed | Формування та стабільність наночастинок золота в колоїдах, отриманих цитратним методом |
| title_short | Формування та стабільність наночастинок золота в колоїдах, отриманих цитратним методом |
| title_sort | формування та стабільність наночастинок золота в колоїдах, отриманих цитратним методом |
| topic | наночастинки золота колоїдні розчини цитрат натрію |
| topic_facet | gold nanoparticlesж colloidsж sodium citrate наночастинки золота колоїдні розчини цитрат натрію |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/682 |
| work_keys_str_mv | AT vityuknv formationandstabilityofgoldnanoparticlesincolloidspreparedbycitratemethod AT eremenkoam formationandstabilityofgoldnanoparticlesincolloidspreparedbycitratemethod AT rusinchuknm formationandstabilityofgoldnanoparticlesincolloidspreparedbycitratemethod AT lozovskivz formationandstabilityofgoldnanoparticlesincolloidspreparedbycitratemethod AT lokshynmm formationandstabilityofgoldnanoparticlesincolloidspreparedbycitratemethod AT lysenkovs formationandstabilityofgoldnanoparticlesincolloidspreparedbycitratemethod AT mukhaiup formationandstabilityofgoldnanoparticlesincolloidspreparedbycitratemethod AT vityuknv formuvannâtastabílʹnístʹnanočastinokzolotavkoloídahotrimanihcitratnimmetodom AT eremenkoam formuvannâtastabílʹnístʹnanočastinokzolotavkoloídahotrimanihcitratnimmetodom AT rusinchuknm formuvannâtastabílʹnístʹnanočastinokzolotavkoloídahotrimanihcitratnimmetodom AT lozovskivz formuvannâtastabílʹnístʹnanočastinokzolotavkoloídahotrimanihcitratnimmetodom AT lokshynmm formuvannâtastabílʹnístʹnanočastinokzolotavkoloídahotrimanihcitratnimmetodom AT lysenkovs formuvannâtastabílʹnístʹnanočastinokzolotavkoloídahotrimanihcitratnimmetodom AT mukhaiup formuvannâtastabílʹnístʹnanočastinokzolotavkoloídahotrimanihcitratnimmetodom |