Nanopartículas de ouro

1951

A redução de sal de ouro por citrato em água é um dos métodos mais usados para obter nanopartículas de ouro. No método de Turkevich, de 1951, o citrato age ao mesmo tempo como agente redutor e como estabilizante. Em 1973, Frens mostrou que é possível controlar o tamanho das partículas variando a proporção entre ouro e citrato. ^1,2,3

500 a 550 nm

Em água, nanopartículas de ouro esféricas exibem cores como marrom, laranja, vermelho e roxo à medida que o núcleo cresce de 1 a 100 nm. Elas têm uma banda de absorção, a banda de plásmon de superfície, causada pela oscilação conjunta dos elétrons de condução excitados pela luz, que em geral fica entre 500 e 550 nm, conforme o tamanho. Partículas com menos de 2 nm não têm essa banda. Quando as partículas se agregam, a banda se desloca de cerca de 520 nm para cerca de 650 nm e a solução passa de vermelha a azul, efeito usado em sensores colorimétricos. ^1,2,4

5 a 100 nm

Um estudo de 2007 calculou como as propriedades ópticas de nanopartículas de ouro esféricas variam com o tamanho e comparou o cálculo com partículas de 5 a 100 nm, sintetizadas e caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão e por espectroscopia UV-Vis. Teoria e experimento concordaram. Os autores derivaram equações para determinar o tamanho e a concentração das partículas diretamente do espectro UV-Vis e discutiram a precisão de vários métodos. ⁵

A funcionalização adequada da superfície é um pré-requisito para qualquer aplicação de nanopartículas inorgânicas coloidais, porque determina como elas interagem com o meio. No ouro, ela costuma se basear na ligação entre ouro e enxofre: tióis podem deslocar o citrato da superfície, e as partículas podem receber oligonucleotídeos, anticorpos e proteínas. Nessa troca, partículas estabilizadas por citrato podem se agregar de forma irreversível, e há estratégias para evitar isso. ^2,6,7,8

Em testes de fluxo lateral, cuja aplicação mais conhecida é o teste de gravidez, o ouro coloidal é o material mais usado como marcador, segundo um levantamento da literatura de 2009; partículas de látex coloridas vêm em seguida. Uma revisão de 2016 o descreve como o marcador mais usado em imunoensaios de fluxo lateral comerciais: tem cor intensa e não precisa de etapa de revelação para ser visto. ^9,10

Duas revisões, de 2012 e de 2015, apontam três propriedades que tornam as nanopartículas de ouro úteis na detecção eletroquímica: condutividade, grande área de superfície e propriedades catalíticas. A superfície de ouro permite ligar biomoléculas, e eletrodos com nanopartículas de ouro podem funcionar como fios de elétrons, facilitando a transferência de elétrons entre proteínas redox e o eletrodo sem mediadores redox. ^1,7