Functional Gold Nanorods: Synthesis, Self‐Assembly, and Sensing Applications

Abstract

Gold nanorods have received much attention due to their unique optical and electronic properties which are dependent on their shape, size, and aspect ratio. This article covers in detail the synthesis, functionalization, selfassembly, and sensing applications of gold nanorods. The synthesis of three major types of rods is discussed: single-crystalline and pentahedrally-twinned rods, which are synthesized by wet chemistry methods, and polycrystalline rods, which are synthesized by templated deposition. Functionalization of these rods is usually necessary for their applications, but can often be problematic due to their surfactant coating. Thus, general strategies are provided for the covalent and noncovalent functionalization of gold nanorods. The review will then examine the signifi cant progress that has been made in controllable assembly of nanorods into various arrangements. This assembly can have a large effect on measurable properties of rods, making it particularly applicable towards sensing of a variety of analytes. Other types of sensing not dependent on nanorod assembly, such as refractive-index based sensing, are also discussed.Adv.

Hematological Effects of Gold Nanorods on Erythrocytes: Hemolysis and Hemoglobin Conformational and Functional Changes

“…Gold nanorods (GNRs) possess promising application perspectives in many fields, like drug delivery vehicle, biomedical imaging, and photothermal therapy, due to their excellent physiochemical and optical properties 1. Although the development of GNRs is rapidly increasing, their toxicity evaluation is imperative, regarding the biosafety issue in diverse applications, especially in medical areas 2.…”

Uso de nanobastões de ouro para o desenvolvimento de aulas práticas de nanotecnologia

“…39,40 Basicamente, os átomos de ouro encontram-se organizados em uma estrutura cúbica de face centrada e é suposto que a deposição de outros áto-mos de ouro (presentes na solução de crescimento) cause a quebra de assimetria dessa estrutura e o início do crescimento na direção em que ocorreu essa deposição inicial. 12,14 A partir desse ponto, essa diferença estrutural acarreta em diferenças conformacionais e faces com diferentes energias de superfície, fato que, por sua vez, é responsável pela interação preferencial do surfactante (e dos íons de prata) com regiões específicas do bastão em crescimento. 14,19 A face em que o crescimento foi iniciado apresenta um espaçamento entre os átomos que é mais propício à interação do CTA + do que com as demais.…”

“…14 Além do papel exercido pelo CTAB, os íons de prata também são importantes no controle da síntese por exercerem duas atividades fundamentais. 12,19 A primeira consiste em diminuir a densidade de carga dos íons brometo e reduzir a repulsão entre as moléculas de CTAB ligadas às faces não-crescentes da semente, aprimorando a forma dos bastões. A segunda função exercida pelos íons de prata é a limitação do tamanho dos bastões.…”

“…8,9 Descritas pela primeira vez por Faraday em 1857, as nanoesferas de ouro são usualmente sintetizadas a partir de uma reação de redução aquosa de ácido cloroáurico (HAuCl 4 ) por citrato de sódio. 10,11 Já os nanobastões de ouro são frequentemente sintetizados pelo método mediado por sementes, descrito por Murphy e colaboradores em 2001, 12,13 no qual os nanobastões são preparados à partir da adição de nanoesferas recobertas por citrato (sementes), à uma solução contendo HAuCl 2 em elevadas concentrações, resultante da redução de HAuCl 4 por ácido ascórbico (C 6 H 8 O 6 ) na presença do surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e íons de prata. O CTAB é essencial para a síntese controlada em forma de bastões, devido ao fenômeno de ligação preferencial às diferentes faces dos bastões após o início do crescimento das sementes.…”

“…Portanto, os nanobastões de ouro oferecem alta sensibilidade de absorção óptica após qualquer ligação física ou química na sua superfície, alterando de maneira mensurável o pico de absorção óptica relacionado ao modo longitudinal. 12,14,17 Para que as nanopartículas de ouro apresentem aplicabilidade, o CTAB empregado na síntese deve ser removido ou substituído antes das etapas de funcionalização química com ligantes e/ou moléculas de interesse, tais como polietileno glicol (PEG), oligonucleotídeos, peptídeos, polímeros ou sílica inorgânica. 14,19 Moléculas bi-funcionais são amplamente empregadas (Tabela 1), e geralmente possuem grupos de ácido carboxílico que atuam como ligantes químicos para bioconjugação através de acoplamento mediado por carbodiimida via amina primária.…”