一种新方法在液体中可视化金纳米粒子上的配体

安特卫普大学和CIC生物枪已经提出了一种很有前途的方法来理解表面分子在纳米颗粒形成中的作用。这项突破性的研究发表在《自然化学》杂志上，为纳米材料的设计提供了先进的表征工具

金纳米粒子由于其在催化和医学等领域的有趣应用，几十年来一直是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颗粒的大小和形状方面发挥着重要作用

几十年来，由Ikerbaske Research教授Luis Liz Marzán领导的CIC生物胶团队详细研究了这些纳米颗粒的生长机制和性质

尽管许多进展已经认识到表面配体的重要性，但它们在生长期间和生长后的确切行为仍有许多问题。因此，直接观察表面配体及其与金纳米颗粒的界面一直是该领域许多科学家的长期目标

透射电子显微镜（TEM）是最广泛用于研究纳米粒子的技术。然而，通过TEM对表面配体的研究提出了重大挑战；原因是配体对电子束很敏感，它们的对比度有限，并且它们在真空中的结构与在溶液中的天然状态不同

为了克服所有这些困难，CIC生物GUNE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，开发了一种在液体环境中通过TEM表征表面配体的新方法

该团队将金纳米棒封装在两片石墨烯之间，并由合成中常用的配体包围，从而形成一个小型液体细胞。这种设置使他们能够利用石墨烯的特殊性能作为TEM的样品支撑

石墨烯不仅增强了TEM成像，而且由于其优异的热和电学性能，它还减少了电子束损伤。通过这种方式，研究团队能够可视化配体外壳并确定其组成

研究结果为配体形成的表面层的结构提供了新的见解。特别是，对胶束（配体的小簇）移动并与相邻的金纳米棒碰撞的实时观察挑战了可能的静态和均匀配体层的模型

研究中提出的方法为理解表面分子在形成更复杂的纳米颗粒（如手性纳米颗粒）中的作用提供了多种机会，手性纳米颗粒的生长机制在很大程度上尚未探索（相对于手性相反的纳米颗粒，手性颗粒可以优先吸收来自给定偏振的光）

此外，这种方法有望研究分散在生物流体中的纳米颗粒周围形成的所谓“蛋白质电晕”，这对设计新的疾病诊断和治疗策略至关重要

这项研究不仅促进了对金纳米颗粒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技术各个领域的应用（如纳米医学、催化或传感）提供了先进的表征工具