Nanoétoiles d’Or

Que sont les nanoétoiles d’or et à quoi servent-elles ?

Les nanoétoiles d’or sont des nanoparticules d’or ramifiées dont les pointes acérées concentrent les champs électromagnétiques en « points chauds » plasmoniques intenses. En contrôlant la géométrie de leur cœur et de leurs branches, il est possible d’ajuster leur résonance plasmonique de surface localisée (LSPR) du domaine visible au proche infrarouge.



Representation of the use of gold nanostars in photothermal research

Recherche en photothermie

Les nanoétoiles d’or absorbent la lumière proche infrarouge et la convertissent en chaleur localisée. Leurs branches pointues produisent un « effet de paratonnerre » qui concentre le champ électromagnétique à leurs extrémités et permet une forte absorption dans le proche infrarouge, dont les propriétés peuvent être ajustées. Elles présentent ainsi un intérêt comme agents photothermiques dans la recherche sur le cancer. Toutefois, l’efficacité du chauffage et sa sélectivité dépendent de la géométrie et de la concentration des nanoétoiles, du ciblage par leur surface, de la profondeur des tissus ainsi que de la longueur d’onde, de la puissance et de la durée d’exposition au laser. Ces paramètres doivent donc être validés pour chaque modèle expérimental.
Schematic presentation of hot spots on gold nanostars

SERS et détection de traces

Les pointes acérées des nanoétoiles d’or, ainsi que les espaces étroits qui se forment lorsque les particules sont rapprochées, peuvent générer des « points chauds » électromagnétiques intenses qui amplifient fortement les signaux Raman. Les nanoétoiles d’or peuvent ainsi servir de substrats SERS ou de nanoétiquettes pour détecter de faibles concentrations d’ADN, de protéines, d’exosomes, d’agents pathogènes et d’autres biomarqueurs dans le cadre de recherches sur la détection précoce et les tests au point de service. Pour en savoir plus, consultez Points chauds des nanoétoiles d’or : de quoi s’agit-il et pourquoi sont-ils importants ?
Illustration of tunable plasmonics for gold nanostars

Propriétés plasmoniques ajustables du visible au proche infrarouge

Le pic de résonance plasmonique de surface localisée (LSPR) d’une nanoétoile d’or dépend de la taille de son cœur et de la géométrie de ses branches, notamment leur longueur, leur largeur, leur rapport d’aspect et l’acuité de leurs pointes. Nos trois produits standard présentent des pics LSPR situés entre 800 et 1 050 nm, tandis que des géométries sur mesure peuvent être conçues pour obtenir des pics entre 600 et 1 100 nm, selon la longueur d’onde du laser ou la fenêtre d’imagerie optique souhaitée. Leur grande surface spécifique et leur surface d’or fonctionnalisable permettent également d’étudier l’administration ciblée et la libération contrôlée de substances. Les signaux SERS ou d’autres signaux plasmoniques peuvent servir au suivi optique et, dans certains systèmes, à la surveillance de la libération en temps réel.
Representation of the use of gold nanostars in imaging and theranostic research

Imagerie et théranostique

La forte diffusion et absorption de la lumière par les nanoétoiles d’or suscitent leur étude comme agents de contraste pour la microscopie à fond noir et l’imagerie photoacoustique, tandis que leurs signaux Raman amplifiés permettent la détection par SERS et le suivi des particules. Comme une même plateforme de nanoétoiles peut associer l’imagerie à un échauffement localisé déclenché par la lumière, les nanoétoiles d’or sont également étudiées pour des applications théranostiques combinant des fonctions diagnostiques et thérapeutiques. Pour en savoir plus sur ces applications, consultez Nano-or biocompatible pour les applications thérapeutiques et diagnostiques.

Les articles évalués par les pairs qui utilisent les nanoparticules d’or de NanoBrand sont répertoriés sur la page Publications.

Quelle taille et quel pic LSPR choisir pour votre application ?

Faites correspondre le pic LSPR à votre longueur d’onde d’excitation ou à votre fenêtre d’imagerie optique. Pour nos trois produits standard, le pic se décale vers les grandes longueurs d’onde à mesure que le diamètre du cœur augmente :

  • 30 nm : 800 à 850 nm
  • 60 nm : 900 à 950 nm
  • 90 nm : 1 000 à 1 050 nm

Confirmez votre choix dans les conditions complètes de votre essai ou de votre protocole d’imagerie, car la conjugaison de molécules à la surface et les changements du milieu environnant peuvent déplacer le pic LSPR.

Produit Diamètre du cœur Longueur des branches Pic LSPR Revêtement
Nanoétoiles d’or de 30 nm 30 nm 15 à 30 nm 800 à 850 nm PVP ou chitosane
Nanoétoiles d’or de 60 nm 60 nm 20 à 40 nm 900 à 950 nm PVP ou chitosane
Nanoétoiles d’or de 90 nm 90 nm 20 à 40 nm 1000 à 1050 nm PVP ou chitosane

Les trois nanoétoiles d’or standard sont offertes à une densité optique de 1. Si votre application nécessite un pic LSPR en dehors des plages indiquées, des nanoétoiles de géométrie sur mesure peuvent être fabriquées sur commande, comme indiqué sous la liste des produits. Pour les nanoparticules d’or sphériques, la gamme Citrate propose des tailles de 5 à 200 nm pour les applications de recherche générales, tandis que la gamme IVD-READY est conçue pour la conjugaison dans les tests à flux latéral et les biocapteurs.

Nanoétoiles d’or disponibles :

Schematic representation of gold nanostars with chitosan and PVP surface coatings

Revêtement de PVP ou de chitosane en suspension dans de l’eau exempte de réactifs résiduels

Chaque produit de la gamme des nanoétoiles d’or est offert avec un revêtement de PVP ou de chitosane, à sélectionner lors de la commande. Le PVP forme un revêtement non ionique qui assure une stabilisation stérique; les nanoétoiles revêtues de PVP peuvent néanmoins présenter un potentiel zêta mesuré légèrement négatif. Le chitosane forme un revêtement cationique dont la charge dépend du pH : dans des conditions d’essai habituelles, d’un pH acide à presque neutre, les nanoétoiles revêtues de chitosane présentent une charge de surface positive qui favorise la liaison électrostatique avec des espèces chargées négativement, comme les acides nucléiques. Lorsque le pH augmente et devient alcalin, le degré de protonation diminue; la charge de surface peut devenir faiblement positive ou presque neutre, et la stabilité colloïdale peut alors reposer davantage sur des effets stériques qu’électrostatiques.

Les deux revêtements favorisent la stabilité colloïdale et contribuent à préserver la morphologie ramifiée des nanoétoiles, tout en offrant une interface pour une fonctionnalisation ultérieure. Nous ne proposons pas de nanoétoiles sans revêtement, car une couche stabilisante est nécessaire pour limiter l’agrégation et les changements morphologiques. Consultez Pourquoi ne vendons-nous pas de nanoétoiles d’or sans revêtement ?

Les nanoétoiles sont dispersées dans de l’eau Milli-Q d’une résistivité de 18,2 MΩ·cm. Aucun surfactant CTAB, CTAC ou Tween, ni PBS, tampon ou mélange exclusif d’agents stabilisants n’est ajouté à la dispersion finale. Les résidus de surfactants ou de tampons issus de la synthèse peuvent également nuire à l’échange de ligands, à l’accès des analytes, à la conjugaison ou aux mesures SERS. Consultez Pourquoi éviter les agents stabilisants.

D’autres polymères et revêtements biofonctionnels sont disponibles sur demande.

Representation of gold nanostars core diameter and branches length

Géométrie maîtrisée et caractérisation propre à chaque lot

Pour chaque lot de production, les images de microscopie électronique en transmission (MET) sont analysées afin de déterminer le diamètre moyen du cœur, la longueur des branches et la distribution des tailles. Un diamètre sphérique équivalent en volume est ensuite estimé à l’aide d’un modèle géométrique défini, afin de faciliter le calcul de la masse des particules et de leur concentration.

Chaque commande comprend un certificat d’analyse propre au lot et une fiche de données de sécurité. Le certificat d’analyse présente les images MET, le spectre d’extinction UV-Vis, le diamètre hydrodynamique et le potentiel zêta.

Le contrôle de la géométrie des nanoétoiles d’un lot à l’autre contribue à maintenir le pic LSPR dans la plage de longueurs d’onde spécifiée et à favoriser la reproductibilité des performances entre les commandes. Comme leur comportement final peut aussi dépendre de la conjugaison, de la composition du milieu et des réglages de l’instrument, les performances doivent être confirmées dans les conditions expérimentales prévues.

Les nanoétoiles sont produites selon un procédé inspiré des principes de la chimie verte, conçu pour réduire au minimum l’utilisation de réactifs agressifs. Consultez des exemples de certificats d’analyse pour le produit dont le pic LSPR se situe entre 800 et 850 nm :

Nos services de caractérisation de nanoparticules, notamment l’imagerie haute résolution et l’analyse EDS, sont également offerts pour les échantillons fournis par les clients.

Bottles containing three different gold nanostars products from NanoBrand

Configurations standard, nanoétoiles sur mesure et commandes

Les trois produits standard sont offerts à une densité optique de 1, avec un revêtement de PVP ou de chitosane, en sept volumes allant de 5 à 125 ml. Le prix de chaque configuration figure sur la page du produit et se met à jour dans le panier. Les nanoétoiles présentant un diamètre de cœur, un pic LSPR, une concentration ou un revêtement sur mesure sont fabriquées sur commande.

  • Universités : rabais de 10% applicable au bon de commande.
  • Clients fidèles : rabais de 5% ajouté automatiquement au panier.
  • Les produits sont fabriqués au Canada et expédiés sous 1 à 2 semaines pour les petites commandes et sous 2 à 3 semaines pour les commandes importantes.
  • Nanoétoiles sur mesure : veuillez nous indiquer le diamètre approximatif du cœur ou la position souhaitée du pic LSPR, le revêtement de surface, la concentration exprimée en densité optique ou en particules par ml, ainsi que le volume de la commande.
  • Grandes quantités : les délais sont confirmés après examen des spécifications demandées, de la concentration, du volume du lot et des besoins de caractérisation.

Foire Aux Questions

Quelle est la différence entre les nanoétoiles et les nano-oursins d’or ?

Les nanoétoiles d’or présentent des branches pointues et anisotropes autour d’un cœur central. Les nano-oursins d’or ont une surface arrondie, semblable à celle d’une framboise. Les nanoétoiles sont privilégiées lorsqu’une résonance étroite et ajustable dans le proche infrarouge ainsi que des points chauds intenses aux extrémités sont recherchés. Les nano-oursins conviennent aux applications SERS à large bande qui exploitent une surface rugueuse, notamment sur des substrats de grande superficie. Pour une comparaison plus détaillée, consultez Que choisir : nanoétoiles ou nano-oursins d’or ?

Que sont les points chauds des nanoétoiles d’or ?

Les points chauds sont des régions nanométriques où la lumière incidente génère des champs électromagnétiques localisés exceptionnellement intenses. Dans les nanoétoiles d’or, ils se forment principalement à l’extrémité des branches pointues, par effet de paratonnerre, ainsi que dans les espaces étroits entre des particules voisines, par couplage plasmonique.

Les molécules situées dans ces régions ou à proximité peuvent produire des signaux Raman de plusieurs ordres de grandeur plus intenses que ceux obtenus par diffusion Raman conventionnelle. Ce phénomène est à la base de la détection SERS utilisant les nanoétoiles. L’intensité des points chauds dépend notamment de l’acuité des pointes, de la géométrie des branches, de la longueur d’onde d’excitation et de la largeur des espaces entre les particules. Des pointes plus acérées et des espaces plus étroits et bien contrôlés produisent généralement une amplification plus forte du champ électromagnétique.

Consultez Que sont les « points chauds » des nanoétoiles d’or et pourquoi sont-ils importants ?

Pourquoi les nanoétoiles d’or sont-elles revêtues plutôt que vendues sans revêtement ?

Sans revêtement, les nanoétoiles d’or sont susceptibles de s’agréger dans les milieux à forte concentration en sels ou riches en protéines. Elles peuvent aussi subir une adsorption non contrôlée de biomolécules et un arrondissement progressif de leurs pointes. Comme leur pic LSPR dans le proche infrarouge dépend fortement de la géométrie des branches, une modification de la forme des pointes peut déplacer ce pic vers des longueurs d’onde plus courtes et réduire la réponse optique associée aux pointes des nanoétoiles.

Les revêtements de PVP ou de chitosane améliorent la stabilité colloïdale et morphologique, tout en offrant une surface pouvant ensuite être fonctionnalisée avec des anticorps, des peptides, des oligonucléotides ou d’autres ligands. Pour en savoir plus, consultez Pourquoi avons-nous choisi de ne pas vendre de nanoétoiles d’or sans revêtement ?

Comment conserver les nanoétoiles d’or ?

Conservez les nanoétoiles d’or entre 4 et 25 °C, à l’abri de la lumière directe, et ne les congelez pas. Une température proche de 4 °C favorise généralement une meilleure stabilité à long terme, tandis que la congélation peut provoquer une agrégation irréversible. Avant utilisation, retournez doucement le contenant pour remettre les particules en suspension, sans l’agiter vigoureusement.

Lors d’un entreposage prolongé, le pic LSPR peut se déplacer légèrement, souvent vers des longueurs d’onde plus courtes, tout en demeurant dans la plage spécifiée. Avant une expérience critique, particulièrement après un entreposage prolongé, enregistrez un nouveau spectre UV-Vis pour vérifier la position, l’intensité et la forme du pic. Consultez notre guide sur l’évaluation de la stabilité des nanoparticules d’or par spectroscopie UV-Vis.