新方法可视化液体中金纳米粒子上的配体

安特卫普大学和 CIC biomaGUNE 提出了一种有前途的方法来了解表面分子在纳米粒子形成中的作用。这项开创性的研究发表在《自然化学》杂志上，为纳米材料的设计提供了一种先进的表征工具。

几十年来，金纳米粒子因其在催化和医学等领域的有趣应用而成为人们深入研究的主题。“表面配体”是通常存在于金纳米粒子表面的有机分子。在合成过程中，这些表面配体在控制纳米粒子的尺寸和形状方面发挥着重要作用。

几十年来，由伊克尔巴斯克研究教授 Luis Liz-Marzán 领导的 CIC biomaGUNE 团队详细研究了这些纳米颗粒的生长机制和特性。

尽管许多进展已经认识到表面配体的重要性，但关于它们在生长过程中和生长后的确切行为仍存在许多问题。因此，直接观察表面配体及其与金纳米粒子的界面一直是该领域许多科学家的长期目标。

液体环境中金纳米粒子上配体的直接可视化

透射电子显微镜 (TEM) 是研究纳米粒子最广泛使用的技术。然而，通过 TEM 研究表面配体面临着巨大的挑战;原因是配体对电子束敏感，对比度有限，并且它们在真空中的结构与溶液中的天然状态不同。

为了克服所有这些困难，CIC biomaGUNE 的 Liz-Marzán 团队与安特卫普大学 (比利时) 的 Sara Bals 教授领导的团队合作，开发出了一种新方法，通过液体环境中的 TEM 来表征表面配体。

研究团队将金纳米棒封装在两片石墨烯之间，周围包裹着合成中常用的配体，从而形成了一个小型液体池。这种设置使他们能够利用石墨烯作为 TEM 样品载体的卓越性能。

石墨烯不仅能增强 TEM 成像，而且由于其出色的热性能和电性能，还能减少电子束损伤。这样，研究团队就能可视化配体壳并确定其成分。

研究结果为配体形成的表面层结构提供了新的见解。特别是，实时观察胶束(一小簇配体)与相邻金纳米棒的移动和碰撞，对可能存在的静态均匀配体层模型提出了挑战。

研究中提出的方法为理解表面分子在更复杂的纳米粒子(如手性纳米粒子)形成中的作用提供了多种机会，手性纳米粒子的生长机制在很大程度上仍未被探索(相对于相反手性的纳米粒子，手性粒子可以优先吸收来自给定极化的光)。

此外，该方法有望用于研究分散在生物流体中的纳米粒子周围形成的所谓“蛋白质冠”，这对于设计新的疾病诊断和治疗策略至关重要。

该研究不仅促进了对金纳米粒子与配体之间相互作用的理解，而且为纳米材料的设计及其在纳米医学、催化或传感等纳米技术各个领域的应用提供了先进的表征工具。

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