Пресс-центр / новости / Наука /
Как выглядят флуоресцентные нанокластеры
В журнале Materials and Design опубликована статья «Albumin-stabilized fluorescent metal nanoclusters: fabrication, physico-chemical properties and cytotoxicity», представленная коллективом авторов из Научно-клинического центра Физико-Химической Медицины, Московского Физико-Технического Института и ИБХ РАН. Сотрудниками Группы электронной микроскопии нашего института была проведена важная часть работы по прямой визуализации полученных структур, а также по измерению энергодисперсионных рентгеновских спектров.
, Obraztsova EA, , , , , Klinov DV
Металлические нанокластеры, состоящие из нескольких десятков атомов металлов и имеющие размер менее 2 нм, являются перспективным материалом благодаря своим уникальным оптическим свойствам, появляющимся за счет расщепления энергетического спектра электронов в металле на дискретные уровни энергии в результате квантоворазмерных эффектов. Такая система начинает проявлять свойства, подобные молекулам, такие как флуоресценция, а также электрические и магнитные свойства. Однако из-за большой поверхностной энергии нанокластеры быстро агрегируют в более крупные частицы и, требуют стабилизации. В этой работе нанокластеры были синтезированы с помощью белок-стабилизирующего метода, где белок может одновременно являться и восстанавливающим и стабилизирующим агентом. Методика синтеза была оптимизирована для получения нанокластеров из различных металлов (на Рисунке 1 представлены суспензии нанокластеров из золота и кадмия), стабилизированных бычьим сывороточным альбумином.
Рис.1. Изображения суспензий нанокластеов слева: золотых; справа: кадмиевых при дневном свете и под УФ лампой
Был проведен целый ряд непрямых измерений для оценки размеров полученных кластеров, таких как масс-спектроскопия, энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия и др., показавших, что золотые нанокластеры состоят из 10-15 атомов, а кадмиевые – из 25-40 атомов. Для того, чтобы подтвердить результаты этих измерений необходимо было визуализировать металлические нанокластеры. Что и было проделано с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Задача осложнялась очень малыми размерами частиц, а также тем, что они окружены белком. Эти факторы снижали контраст получаемых изображений. Для того, что получить статистически значимое количество достаточно контрастных изображений нанокластеров были использованы как стандартные методы электронной микроскопии, так и новые, разрабатываемые нами подходы с использованием наноматериалов в качестве подложки. На Рисунке 2 представлены полученные изображения нанокластеров и диаграммы их распределения по размерам.
Рис.2. ПЭМ изображения и диаграммы распределения по размерам золотых (сверху) и кадмиевых (снизу) нанокластеров.
29 мая 2020 года