Scheda studente - nanolab

Scheda studente :
1. Sintesi del colloide d’oro- Seguite il protocollo per la sintesi delle nanoparticelle d'oro e
annotate le vostre osservazioni man mano che la sintesi procede.
Leggete la tabella sottostante prima di iniziare la sintesi così da sapere che cosa osservare e cosa
aspettarvi col procedere della reazione. Osservate attentamente il cambiamento di colore per tutto
il tempo della reazione. Registrate le vostre osservazioni annotando il tempo intercorso (in sec). A
fine sintesi date una stima approssimativa delle lunghezze d'onda (nm) corrispondenti al colore
del colloide; aiutatevi con uno schema/immagine della radiazione visibile che potete trovare sul
vostro libro di testo o in internet.
Colore
della
soluzione di HAuCL4
(prima
della
reazione)
Colore
immediatamente
dopo l’aggiunta del
citrato
Colore intermedio
Colore intermedio
Colore finale
Colore =
Colore =
Colore =
Colore =
Colore =
T (sec) =
T (sec) =
T (sec) =
T (sec) =
λ (nm) =
λ (nm) =
λ (nm) =
λ (nm) =
λ (nm) =
1)Spiegate per quale motivo si possono notare colori intermedi durante la reazione.
2)Cosa potete dire delle dimensioni delle diverse nanoparticelle e nanoclusters?
2. Test per provare la presenza di nanoparticelle - Usate un laser per confermare la
presenza di nanoparticelle d’oro nel campione e per testarne altri. Registrate le vostre
osservazioni. Individuate i colloidi. Attenzione: il raggio laser non deve mai colpire gli occhi!
Campione
Effetto osservato
Ulteriori commenti
E' un colloide?
Acqua distillata
Oro iniziale
paglierino)
(colore
Oro
sintetizzato in
classe (col rubino)
Latte
diluito
acqua1
con
Sale disciolto in acqua2
Gelatina
1
2
Usate due gocce di latte in 150 mL di acqua distillata. Provate ad aggiungere nuove gocce: che accade?
Dopo aver mescolato e disciolto il sale lasciate riposare in modo che non vi siano bolle d'aria
1) Quale è la differenza tra colloide, soluzione e sospensione?
2)Perchè la presenza di nanoparticelle può essere confermata usando una penna laser?
3)Indicate alcuni colloidi naturali.
Dip. di Fisica UniMoRe
- Progetto Lauree Scientifiche - NanoLab
3. Oro colloidale come sensore colorimetrico
MATERIALE NECESSARIO:
Reagenti:
-Oro colloidale preparato precedentemente, almeno 15 ml a gruppo
(eravate partiti con 20 ml ma un po' si perde con l'evaporazione)
-Soluzioni C e D (circa 20-25 gocce)
-1 uovo fresco (può essere usato da almeno tre gruppi)
-Acqua distillata
Materiali da laboratorio
- Pipette graduate: pipetta da 5 mL e da 25 mL ( eventualmente condivise dai vari gruppi)
- 1 recipiente dove rompere l'uovo
- 2 becher da 25mL(per le soluzioni di sale e di zucchero)
- 6 provette di vetro
- portaprovette
- 5 pipette Pasteur o pipette contagocce
SMALTIMENTO DEL COLLOIDE D’ORO ALLA FINE DELL’ESPERIMENTO
Dopo l’esperimento eliminate il colloide d’oro rimasto nel seguente modo: aggiungete abbastanza
soluzione di NaCl al colloide da indurre la precipitazione. Lasciate ferma la soluzione per almeno 30
minuti (si formerà un residuo di color nero).
Filtrate il residuo con carta da filtro e poi buttatelo via come normale rifiuto solido. Buttate via il
liquido filtrato rimanente nel lavandino facendo scorrere abbondante acqua.
PROCEDURA
1)Dividete l’oro colloidale color rosso rubino in 5 provette circa 3 ml. per ciascuna
2)Usate una fiala come controllo e le altre quattro per effettuare quattro test plasmonici
colorimetrici diversi. La sesta provetta serve per l'albume.
Campione
Test
Effetto osservato
Fiala di controllo
Fiala 1
Aggiungete 6 gocce di soluzione di NaCl
Fiala 2
Aggiungete 15-20 gocce di NaCl
Fiala 3
Aggiungete 10 gocce di soluzione di zucchero
Fiala 4
Aggiungete un po’ di albume (vedi nota sotto.)
Fiala 5
Aggiungete 6 gocce di NaCl alla fiala 4
Il sensore plasmonico che state testando si basa sul fatto che alcune molecole inducono un
cambiamento nell’aggregazione delle nanoparticelle. Altre invece, quali le proteine, impediscono
che questo avvenga. Anche alla luce delle osservazioni relative alla prima parte osservate i colori
assunti dal contenuto delle fiale e cercate di spiegare cosa è avvenuto in ciascun caso.
Nota- Aprite un uovo fresco e con una pipetta Pasteur estraete un po’ di albume (circa 1 mL o 2-3 pipette piene),
mettetelo in una provetta di vetro vuota e aggiungete un Pasteur di acqua distillata. Mescolate delicatamente: si
formerà della schiuma, perciò lasciate tutto fermo per un minuto circa in modo da ridurre la schiuma.Prendete la
soluzione dal fondo per evitare la schiuma e le bolle. Aggiungete la mistura bianca di acqua e albume all’oro colloidale.
4. Approfondimento:
Applicazioni in nanomedicina.
1) I colloidi d’oro vengono usati in nanomedicina come sensori plasmonici colorimetrici.
Considerato il fatto che il cambio di colore è dovuto ad un cambiamento nell’aggregazione delle
nanoparticelle, come può essere utilizzato questo effetto per individuare delle biomolecole come
DNA o anticorpi?
2)Un sensore colorimetrico ha il vantaggio rispetto ad altri tipi di sensore che non ha bisogno di un
tracciante. Perché questo è un aspetto positivo?
Altri test.
Ora che avete capito cosa avviene aggiungendo all'oro colloidale i vari reagenti, provate a pensare
nuovi test (ad esempio aggiungendo alcune gocce di aceto al colloide sisntetizzato). Quali sostanze
potreste aggiungere? Cosa vi aspettate che accada? Perchè? Testate poi le vostre ipotesi e riflettete
sulle eventuali discrepanze tra previsioni e risultati sperimentali.
CREDITI
Questa esercitazione è stata parzialmente adattata da:
✔ “Esperimento con il nanosensore colorimetrico d'oro ed Esperimento con i nanomateriali
naturali proposto in http://nanoyou.eu/it/nano-lab.html
✔ http://mrsec.wisc.edu/Edetc/nanolab/index.html
✔ https://nano-cemms.illinois.edu/materials/gold_and_silver_nanoparticles_full
✔ Una descrizione maggiormente dettagliata della sintesi dell’oro colloidale si trova in:
Keating ed altri, Journal of Chemical Education 1999, Vol.76 n° 7 pp 949-955.