Este documento presenta una revisión bibliográfica sobre nano esferas huecas de oro. Describe varios métodos para la síntesis de este tipo de nanoestructuras, incluyendo el crecimiento de semillas asociadas a plantillas y el reemplazo galvánico. También discute las propiedades y aplicaciones potenciales de las nano esferas huecas de oro, como la terapia fototérmica contra tumores utilizando radiación infrarroja cercana.

1. Nano esferas
huecas de oro
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Autores: Carlos Marange; Francisco J. Peón.
Tutor: Roberto Cao Milán.
Facultad de Química – Universidad de La Habana

2. Nano ciencias
• Síntesis
•Métodos de
Caracterización
Estructuras
• Diversidad de
compuestos.
• Propiedades
novedosas.
Aplicaciones
• Biomedicina
•Catálisis
• Foto térmicas
• Teorías Electrónicas
•Otras

3. Nanoestructuras de Oro
Nanopartículas sólidas Nano rods Nano estrellas
Nano cubos Nano esferas con
Estructuras Core / Shell

4. Investigaciones en los últimos años
sobre nano estructuras de Au
Cantidad de publicaciones por año
sobre :
1. Nanopartículas sólidas.
2. Estructuras del tipo Core/Shell.
3. Huecas.
4. Estructuras tipo sonajero.

5. Resonancia plasmónica
J. Phys. Chem. B, Vol. 110, No. 40, 2006

6.  Consecuencias de la oscilación electrónica durante la irradiación:
Absorción(CONVERSIÓN En calor) y dispersión de luz
Absorción (más
aplicaciones PTT)
Dispersión (SERS+enhanced
fluoresence)

7. Relación entre la RPS y la
estructura de las nano partículas
Dispersión de la luz
 Nano cajas
 Shells entre 20 – 100 nms
 Nanopartículas sólidas > 50 nm
Absorción y conversión en calor
 Nano tubos
 Nanopartículas sólidas < 50 nm
 Nano rods
 Nano shells

8. Candidatos para cada aplicación
Terapia
fototérmica
Nanorods
Shells
Liberadores de
medicamentos
Shells
Nano estrellas
Espectroscopia
(SERS)
Shells
Nanopartículas
sólidas

9. ¿Por qué los shells?

10. • Partículas de menor tamaño con absorción
en el infrarrojo cercano
Penetran entre 5 y 7
cm del tejido
humano
Radiaciones absorbidas por
el tejido humano.
NIR
700-900 nm
Fuente de
NIR láser
Penetración
de la
radiación
NIR en el
tejido
humano

11. • Shells de entre 40-60 nm son ideales para
penetrar con facilidad en la célula

12. • Se necesita un método de partículas 40/60 nm
que utilice la menor cantidad de Au posible.
Estas presentan la ventaja de tener además
mayor superficie de contacto.
Superficie externa
Superficie interna

13. • La facilidad de afinar sus propiedades
ópticas gradualmente con el tamaño de la
partícula.

14. Variación de la frecuencia de la SPR
en dependencia del diámetro del core.

15. Variación en dependencia del
grosor del Shell.
Absorbancia
Mismo diámetro del core,
Diferente grosor del Shell
Longitud de onda

16. Frecuencia de SPR dependiente del
diámetro del core y el grosor del shell
J. Phys. Chem. B, Vol. 110, No. 40, 2006

17. SERS
(Surface Enhaced Raman
Spectroscopy)

18. 1-Excitación de los
electrones externos de la
molécula al interactuar con
los fotones de la luz
incidente
Estados
4
3
2
1 bivracionales
0
e- e- e-
Molécula
Láser
Estado
imaginario
1-Relajación de los electrones
a los distintos estados
bivracionales de la molécula
SEÑAES EN EL ESPECTRO
RAMAN

19. Molécula adherida a la superficie
de una NP

20. Láser
NP
Interacción de los e- de la NP
con la luz incidente
Campo eléctrico
intenso
Vibraciones en las
moléculas
Interacción de las
moléculas con el
Campo Eléctrico de
la NP
SEÑAL
RAMAN
MEJORADA

21. Ventajas
NP recubiertas por
moléculas adheridas
a su superficie
Estudio espectroscópico de
moléculas en medio acuoso
Señales de alta intensidad
Estudio detallado del medio
que rodea la NP

22. Nanoesfera Hueca de Oro
Imagen de TEM de
nanoesferas huecas
de oro.
Shell de Au
Core
Hueco

23. Propiedades de las Nanoesferas
Huecas de Oro
Alta estabilidad química.
Propiedades catalíticas.
Baja biotoxicidad.
Potentes propiedades ópticas.
Interior Hueco ideal para la inserción y transporte de fármacos.

24. Métodos obtención de los Shells
Crecimiento de semillas asociadas
a plantilla.
Reemplazo galvánico.
Naomi J. Halas. ¨ Gold Covered Nanoshells¨. Bussines Week. May 21, 2001

25. Método de crecimiento de semillas

27. Síntesis de GNs vía seed- growth
(crecimiento a partir de semillas)
Parte del ligando afín a las
NP del otro elemento
Parte del ligando
afín a las NP oro
Pequeñas nanopartículas
de Au (semillas)
Nanopartícula patrón
NP-ligando-semillas de Au
Agente
reductor
Au 3+
Partículas de
Au metálico
Agregación y crecimiento
de las partículas de Au
alrededor de las semillas ya
existentes
Formación de Nanoesfera
con Shell de Au y Core
Sólido

28. Características de la reacción
 Debe utilizarse un reductor moderado para garantizar que el oro no sea
reducido antes de interactuar con el ligando que recubre a la nano
partícula.
 El reductor debe estar preferentemente adherido al metal noble de forma
tal que la superficie de este catalice la reacción.
 Reductores típicos
 Acido ascórbico
 Formaldehido
 Dihidrógeno
H H
C O
H
H
Plantilla
Au
seed
Au
e- e- e-
Au
e- e- e-
3+
3+

29. Método de reemplazo galvánico

30. Síntesis de HGNs por
reemplazo galvánico

31. Hacia los extremos
<20 nms >80 nms

32. Estructuras huecas tipo core/shell
Nano esferas
Poliédricas
Nano cajas

33. Expectativas
Sistemas liberadores
de fármacos

34. Expectativas y aplicaciones
2- a) Tratamiento de tumores por hipertermia con
radiación infrarrojo cercano.
HAuNS

35. Bibliografía
[1] Adam M. Schwartzberg, Tammy Y. Olson, Chad E. Talley, and Jin Z. Zhang. “Synthesis,
Characterization, and Tunable Optical Properties of Hollow Gold Nanospheres”. J. Phys.
Chem. B, Vol. 110, No. 40, 2006
[2] Jonathan A. Edgar, Hadi M. Zareie, Martin Blaber, Annette Dowd and Michael B. Cortie.
“Synthesis of Hollow Gold Nanoparticles and Rings
Using Silver Templates”. ICONN 2008
[3] B. N. Khlebtsova, V. A. Khanadeeva, E. V. Panfilovaa, T. E. Pylaeva, O. A. Bibikovab, S. A.
Staroverova,V. A. Bogatyreva, b, L. A. Dykmana, and N. G. Khlebtsova, b*. “New Types of
Nanomaterials: Powders of Gold Nanospheres, Nanorods, Nanostars, and Gold–Silver
Nanocages”. NANOTECHNOLOGIES IN RUSSIA Vol. 8 Nos. 3–4 2013.
[4] Yadong Yin, Can Erdonmez, Shaul Aloni,, and A. Paul Alivisatos.” Faceting of Nanocrystals
during Chemical Transformation: From Solid Silver Spheres to Hollow Gold Octahedra”. J. AM.
CHEM. SOC. 2006, 128, 12671-12673 9 12671
[5] Nagarajan Sounderya1 and Yong Zhang. “Use of Core/Shell Structured Nanoparticles for
Biomedical Applications”. 2008 Bentham Science Publishers Ltd.