Nanoparticles (NPs, size range 1–10

Nanoparticles (NPs, size range 1–100 nm) have many interesting properties, as they bridge the gap between bulk materials and atomic or molecular structures.(1, 2) Typically, the physical properties of bulk materials do not depend on the size of the sample, while at the nanoscale size-dependent properties are frequently encountered. Two contributing factors for the size dependence are (a) number of surface atoms whose percentage reduces as the NP size increases toward the bulk limit and (b) quantum confinement effects at the smallest length scales (

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เก็บกัก (NPs ขนาดช่วง 1 – 100 นาโนเมตร) มีคุณสมบัติน่าสนใจมาก เป็นพวกเขาเชื่อมต่อช่องว่างระหว่างกลุ่มวัสดุและโครงสร้างของอะตอม หรือโมเลกุล (1, 2) โดยทั่วไป คุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุเป็นกลุ่มขึ้นอยู่กับขนาดของตัวอย่าง ในขณะที่การ nanoscale คุณสมบัติขึ้นอยู่กับขนาดมักพบ ปัจจัยสนับสนุนที่สองสำหรับการอาศัยขนาดมีจำนวนอะตอมผิวเปอร์เซ็นต์ลดเป็นขนาด NP เพิ่มต่อวงเงินจำนวนมากและควอนตัม (ข) ลักษณะพิเศษเข้าที่ปรับขนาดความยาวน้อยที่สุด (a) (< 10 nm) ซึ่งโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์มีบทบาทสำคัญในการกำหนดองค์ประกอบ ความเสถียร โครงสร้าง และฟังก์ชันของ NPs (3, 4)เก็บกักมักจะแสดงคุณสมบัติของแสงน่าสนใจเนื่องจากผลของควอนตัม และ เช่น ทองเก็บกัก (AuNPs) ปรากฏจากสีเหลืองสีแดงและสีดำในโซลูชันที่ขึ้นอยู่กับขนาดของพวกเขา (5) ในเซลล์แสงอาทิตย์ การดูดซึมของแสงอาทิตย์รังสีจะสูงสำหรับวัสดุสารกึ่งตัวนำประกอบด้วย NPs กว่าในแผ่นฟิล์มบาง ๆ (เช่น CdTe, ZnO) อย่างต่อเนื่อง (6) สำหรับขั้นตอนการเปลี่ยนวัสดุที่ใช้ในการเก็บข้อมูลแสงและหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ nonvolatile, NPs chalcogenide (เช่น GeTe) มีเส้นทางน่าของการผลิตวัสดุคอมโพสิตจากจุดหลอมเหลว (ขนาดขึ้นอยู่กับ) และ recrystallization (7) คุณสมบัติขึ้นอยู่กับขนาดอื่น ๆ ได้แก่การสั่นพ้อง plasmon ผิวโลหะ NPs,(8) ควอนตัมเข้าลักษณะพิเศษในสารกึ่งตัวนำ NPs (dots),(9) ควอนตัมและ superparamagnetism ในวัสดุแม่เหล็ก (10) การเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติทางกายภาพต้องการ และ เช่น สามารถสลับทิศทาง magnetization ของ NPs เล็ก ferromagnetic ที่อุณหภูมิต่ำ ทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งาน (11)เก็บกักต่าง ๆ ใช้ในการแพทย์นาโนและชีวเคมี การส่งยาเสพติด วินิจฉัย therapeutics, bioimaging AuNPs (12-17) เป็นชนิดหนึ่งของ nanoagents พนักงานสำหรับ purposes,(18-22) ดังกล่าว และพวกเขามีทุกวันนี้ความหลากหลายของประโยชน์ในฟิลด์เหล่านี้ ในขณะเดียวกัน ตามล่าค้นพบทดลอง AuNPs ยังได้คุณสมบัติ cytotoxic (ระหว่างอนุภาคชนิดอื่น) (23, 24) ในบริบทนี้ การโต้ตอบระหว่าง NPs และเยื่อหุ้มเซลล์จะเกี่ยวข้องมาก, (18, 25-31) เนื่องจากการค้าทั้งหมดระหว่างภายในเซลล์และช่องว่าง extracellular เกิดผ่านเยื่อเซลล์ (32 ดังนั้นอัตราการซึมผ่าน)อนุภาค translocating ผ่านเมมเบรนได้รับผลกระทบ โดยการเมมเบรนมีศักยภาพ ซึ่งในเซลล์ mammalian รู้จักจะค่อนข้างซับซ้อน และเกิดจาก asymmetric lipid(33-35) และ distributions(34-38) ไอออนใน extracellular และ cytosolic ด้านของเซลล์โต้ตอบของ NPs โพลาร์ หรือคิดค่าธรรมเนียมกับเยื่อเซลล์คาดว่าจะแข็งแรง และยาวอยู่ในช่วง มุมมองนี้จะเกี่ยวข้องมาก เนื่องจากมักจะมีชั้น NPs (ป้องกัน passivated) สำหรับโปรแกรมประยุกต์ทางการแพทย์ และ เช่น grafting กลุ่มผิวขั้วบน AuNPs ส่งผลต่อการละลายน้ำและความสามารถในการเจาะเยื่อหุ้มเซลล์ (23) ยังมีการรายงาน extracellular คิดค่าธรรมเนียมบวก NPs (เช่น SiO2, TiO2, AuNPs) บุกรุก ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ และ ในบาง กรณี ทำตายเซลล์ขนาดใหญ่เมื่อเปรียบเทียบกับอนุภาคลบคิดค่าธรรมเนียมซึ่งอยู่ทางด้าน extracellular (12, 13, 19, 20, 23, 24) จะมีการสรุปว่า ระหว่างปัจจัยอื่น ๆ NP ขนาด/รูปร่างและ hydrophobicity โซ่ด้าน grafted ความเป็นพิษของเก็บกักขึ้นอยู่กับเครื่องหมายของค่าธรรมเนียม (24, 39) นอกจากนี้ยังต้องมีความเครียดมีปฏิสัมพันธ์ของ NPs กับโมเลกุลชีวภาพดั้งเดิมในธรรมชาติอินทรีย์ (นม), ตั้งแต่ เช่น ถูกพบเก็บกักคาร์บอนเพื่อก่อให้เกิดการตายของเซลล์เมื่อเซลล์ได้สัมผัส fullerenes กับ NOM.(40)กลยุทธ์ที่เหมาะสมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อความเข้าใจของ NP คุณสมบัติในสภาพแวดล้อมทางชีวภาพ และอควีจะจ้างจำลองคอมพิวเตอร์ขนาดอะตอมต้องกำหนดลักษณะคุณสมบัติของ nanomaterials ใช้ทั่วไป ในจิตวิญญาณนี้ ไม่เพียงนวัตกรรมของหัวข้อ แต่ความสำคัญของการเปิดเผยรายละเอียดของการโต้ตอบในระดับเซลทำให้ศึกษาป้องกัน monolayer AuNPs ที่น่าสนใจ ล่าสุด การทำจำลองโมเลกุล dynamics (MD) กี่ระบบที่เกี่ยวข้อง: มีการศึกษาคุณสมบัติของ AuNPs monolayer ป้องกันน้ำ โดย 1 ns MD simulations,(29) และอินเทอร์เฟซระหว่าง AuNP และโพลิเมอร์มีการจำลองเพื่อให้บรรลุรูปแบบของอะตอมทั้งหมดสำหรับ AuNP – เมอร์สิท (อุปกรณ์หน่วยความจำชนิด) (41) มีการจำลอง AuNP เจาะในไขมัน bilayers กับ MD (CG) coarse-grained ด้วยการบังคับ AuNP บุกผ่านศักยภาพภายนอก และหยุดชะงักที่สำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์มีการ รายงาน หลุมขนาดใหญ่เส้นผ่าศูนย์กลาง nm ∼5.5 กับ AuNP บวกคิดค่าธรรมเนียมรวมทั้ง (28, 31) นอกจากนี้ ขณะความรู้ผลกระทบของ AuNPs บนเยื่อหุ้มไขมันค่อนข้างจำกัด ค่อนข้างมากอาจเป็นประโยชน์เข้าใจได้จากจำลอง MD ล่าสุดของเยื่อหุ้มไขมันกับคาร์บอน NPs.(42)ในงานนี้ เราทำชุดจำลอง MD สำหรับป้องกัน monolayer AuNPs ในละลายกับกลุ่มด้าน alkanethiol functionalized (คิดค่าธรรมเนียม) [Au144 (SR) 60 ที่ R = C11H22 + amine/carboxylate กลุ่มเทอร์มินัล] เพื่อศึกษาคุณสมบัติของโครงสร้าง และ dynamical และการโต้ตอบกับตัวทำละลาย (น้ำ counterions) ทั้ง cationic และย้อม AuNPs ถูกจำลองเป็นระยะเวลาอย่างละเอียด 200 ns ทำให้เราสามารถเปรียบเทียบสองกรณีหลักเท่ากัน และไม่ มีความกังวลมากของการสุ่มตัวอย่างเพียงพอ องค์ประกอบ nanoparticle ที่สอดคล้องกับหนึ่งมากที่สุดสมบูรณ์สังเคราะห์ AuNP ขนาด (29 kDa แกนเส้นผ่าศูนย์กลาง ∼2 nm), จับคู่ยังวิเคราะห์ของมวล spectrometrical สำหรับ Au144 (SR) 60 (43-46) ยัง AuNP โครงสร้างประกอบด้วยรายละเอียดโครงสร้างทั่วไปรายงานสำหรับหลายคลัสเตอร์ขนาดในระบอบนี้ขนาด (d ≤ 2 nm) (3, 47-50) แบบจำลองโครงสร้างของ Au144 (SR) 60 ตามแบบทฤษฎีล่าสุด โดย Lopez Acevedo et al.(51) ที่แสดงอยู่ในข้อตกลงที่ดีกับ measurements,(52) การเลี้ยวเบนของผงเอกซเรย์ทดลองโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ AuNP จะสอดคล้องกับวัด voltammetry เคมีและคุณสมบัติของแสง (43, 53, 54)เราหารือหลายแง่มุมของ electrostatics ในระบบประกอบด้วยการคิดค่าธรรมเนียมการเก็บกักและประจุในสภาพแวดล้อมอควี เราพิจารณาลำดับ และของประจุและน้ำรอบ AuNPs และช่วงของน้ำ mediated โต้ตอบระหว่าง AuNPs และวัตถุอื่น ๆ นอกจากนี้เรายังกล่าวถึงการกระจายของประจุในคำอธิบาย Debye – Hückel และใช้รักษานี้พิจารณา nanoparticle เฟนในซีตาอาจเกิดขึ้นใน โดยรวม ผลของเราเน้นความสำคัญของอินเทอร์เฟซระหว่าง AuNP และตัวทำละลายและ electrostatics เป็นปัจจัยเด็ดขาดในการกำหนดคุณสมบัติของ nanoparticle คอมเพล็กซ์ในสภาพแวดล้อมอควี ในวิญญาณนี้ งานนำเสนอให้เป็นการสอบสวนเพิ่มเติมของการเก็บกัก Au144 (SR) 60 ในระบบอินเทอร์เฟซที่เกี่ยวข้องชิ้นเช่นเยื่อหุ้มไขมัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

อนุภาคนาโน (NPS ช่วงขนาด 1-100 นาโนเมตร) ที่มีคุณสมบัติที่น่าสนใจมากมายเช่นที่พวกเขาลดช่องว่างระหว่างวัสดุที่เป็นกลุ่มและโครงสร้างอะตอมหรือโมเลกุล. (1, 2) โดยปกติแล้วคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุที่เป็นกลุ่มไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของ ตัวอย่างในขณะที่คุณสมบัติขนาดขึ้นอยู่กับระดับนาโนจะพบบ่อย สองปัจจัยที่มีผลสำหรับการพึ่งพาอาศัยกันขนาดที่มี (ก) จำนวนของอะตอมที่มีพื้นผิวเป็นร้อยละช่วยลดการเพิ่มขึ้นของขนาด NP ไปสู่การ จำกัด จำนวนมากและ (ข) ผลกระทบที่คุมขังควอนตัมที่มีขนาดเล็กที่สุดเครื่องชั่งน้ำหนักความยาว (<10 นาโนเมตร) ซึ่งโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์เล่น บทบาทสำคัญในการกำหนดองค์ประกอบความมั่นคงโครงสร้างและการทำงานของกรมอุทยานฯ . (3, 4)
อนุภาคนาโนมักจะแสดงคุณสมบัติของเลนส์ที่น่าสนใจเนื่องจากผลควอนตัมและเช่นอนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs) ปรากฏจากสีเหลืองเป็นสีแดงเข้มและสีดำใน วิธีการแก้ปัญหาขึ้นอยู่กับขนาดของพวกเขา. (5) ในเซลล์แสงอาทิตย์, การดูดซึมของรังสีดวงอาทิตย์จะสูงสำหรับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ประกอบด้วย NPS กว่าอย่างต่อเนื่องของแผ่นฟิล์มบาง (เช่น CdTe, ZnO). (6) สำหรับวัสดุเปลี่ยนเฟสที่ใช้ ในการจัดเก็บข้อมูลแสงและหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ nonvolatile, chalcogenide (เช่น Gete) ของกรมอุทยานฯ มีเส้นทางที่น่าสนใจของการผลิตวัสดุคอมโพสิตที่มีการปรับจูน (ขึ้นอยู่กับขนาด) จุดหลอมเหลวและอุณหภูมิ recrystallization. (7) คุณสมบัติขนาดขึ้นอยู่กับพื้นผิวอื่น ๆ ได้แก่ เสียงสะท้อน plasmon ใน NPS โลหะ (8) ผลกระทบที่คุมขังควอนตัมใน NPS เซมิคอนดักเตอร์ (จุดควอนตัม) (9) และ superparamagnetism ในวัสดุแม่เหล็ก. (10) การเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติทางกายภาพที่ไม่เคยเป็นที่น่าพอใจและเช่นทิศทางการสะกดจิตของ NPS ferromagnetic ขนาดเล็ก สามารถสลับที่อุณหภูมิต่ำทำให้พวกเขาที่ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งาน. (11)
หลายอนุภาคนาโนที่ใช้ใน Nanomedicine และชีวเคมีสำหรับการส่งมอบยาเสพติด, การวินิจฉัยการรักษาและ Bioimaging. (12-17) AuNPs เป็นหนึ่งในประเภทของการ nanoagents ที่ถูกใช้สำหรับการ วัตถุประสงค์ดังกล่าว (18-22) และพวกเขามีในปัจจุบันความหลากหลายของโปรแกรมที่มีประโยชน์ในสาขาเหล่านี้ ในขณะเดียวกันตามผลการทดลองที่ผ่านมา AuNPs ยังอาจมีคุณสมบัติพิษ (ในประเภทอนุภาคอื่น ๆ ). (23, 24) ในบริบทนี้ทำงานร่วมกันระหว่างกรมอุทยานฯ และเยื่อหุ้มเซลล์มีความเกี่ยวข้องมาก (18, 25-31) ตั้งแต่ การค้าระหว่างภายในเซลล์และนอกพื้นที่ที่เกิดขึ้นผ่านเยื่อหุ้มเซลล์. (32) อัตราการซึมผ่านของอนุภาค translocating ผ่านเมมเบรนได้รับผลกระทบดังนั้นโดยเมมเบรนที่มีศักยภาพซึ่งในเซลล์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นที่รู้จักกันค่อนข้างซับซ้อนและเกิดขึ้นจากความไม่สมมาตร ไขมัน (33-35) และการแจกแจงไอออน (34-38) ในด้านนอกและ cytosolic ของเซลล์.
ปฏิสัมพันธ์ของกรมอุทยานฯ เรียกเก็บหรือขั้วโลกที่มีเยื่อหุ้มเซลล์ที่คาดว่าจะมีความแข็งแรงและยาวอยู่ระหว่าง มุมมองนี้มีความเกี่ยวข้องมากตั้งแต่กรมอุทยานฯ ชั้นมักจะ (ป้องกันลูกปืน) สำหรับการใช้งานทางการแพทย์และเช่นการปลูกถ่ายอวัยวะกลุ่มขั้วบนพื้นผิว AuNPs ส่งผลกระทบต่อการละลายน้ำและความสามารถของพวกเขาที่จะเจาะเยื่อหุ้มเซลล์. (23) Extracellular ประจุบวกของกรมอุทยานฯ (เช่น , SiO2, TiO2, AuNPs) ยังได้รับรายงานว่าจะก้าวก่ายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และในบางกรณีที่จะทำให้เกิดการตายของเซลล์ขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับอนุภาคที่มีประจุลบซึ่งยังคงอยู่ในด้านนอก. (12, 13, 19, 20, 23, 24) จะได้รับการสรุปว่าท่ามกลางปัจจัยอื่น ๆ เช่นขนาดรูปร่าง NP / และไฮโดรโซ่ด้านทาบความเป็นพิษของอนุภาคนาโนขึ้นอยู่กับสัญญาณของการเสียค่าใช้จ่าย. (24, 39) นอกจากนี้สิ่งสำคัญที่จะความเครียด เป็นปฏิสัมพันธ์ของ NPS กับโมเลกุลทางชีวภาพพื้นเมืองในบริบทของสารอินทรีย์ธรรมชาติ (NOM) ตั้งแต่เช่นอนุภาคนาโนคาร์บอนได้พบว่าทำให้เกิดการตายของเซลล์เมื่อเซลล์ได้รับการสัมผัสกับฟูลเลอรีร่วมกับ NOM. (40)
เหมาะอย่างยิ่ง กลยุทธ์ที่จะได้รับความเข้าใจที่ดีของคุณสมบัติ NP ในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำและชีวภาพคือการจ้างคอมพิวเตอร์อะตอมแบบจำลองลักษณะคุณสมบัติของวัสดุนาโนที่ใช้กันทั่วไป ในจิตวิญญาณนี้ไม่เพียง แต่ความแปลกใหม่ของหัวข้อ แต่ยังความสำคัญของการเปิดเผยรายละเอียดของการมีปฏิสัมพันธ์ในระดับเซลล์ทำให้การศึกษาของ AuNPs monolayer การป้องกันที่น่าสนใจ เมื่อเร็ว ๆ นี้การเปลี่ยนแปลงโมเลกุลไม่กี่ (MD) จำลองได้รับการดำเนินการสำหรับระบบที่เกี่ยวข้อง: คุณสมบัติของ AuNPs monolayer การป้องกันในน้ำได้รับการศึกษาที่ 1 ns การ MD จำลอง (29) และเชื่อมต่อระหว่าง AuNP และโพลิเมอร์ที่ได้รับการจำลองในการสั่งซื้อ เพื่อให้บรรลุทุกรุ่นอะตอมสำหรับ nanocomposites AuNP โพลิเมอร์ (อุปกรณ์หน่วยความจำพอลิเมอ). (41) เจาะ AuNP ใน bilayers ไขมันได้รับการจำลองที่มีเนื้อหยาบ (CG) MD โดยการบังคับใช้การบุกรุก AuNP ผ่านศักยภาพภายนอกและการหยุดชะงักมากของเยื่อหุ้มเซลล์ ได้รับรายงานรวมทั้งหลุมขนาดใหญ่เส้นผ่าศูนย์กลาง ~5.5 นาโนเมตรที่มีประจุบวก AuNP. (28, 31) นอกจากนี้ในขณะที่ความรู้เกี่ยวกับผลกระทบของการ AuNPs เยื่อไขมันค่อนข้าง จำกัด ค่อนข้างมากของความเข้าใจที่อาจเป็นประโยชน์สามารถใช้ได้ จากการจำลอง MD ล่าสุดของเยื่อไขมันมีปฏิสัมพันธ์กับ NPS คาร์บอน. (42)
ในงานนี้เราได้ดำเนินการชุดของการจำลอง MD สำหรับ AuNPs monolayer การป้องกันในการแก้ปัญหาน้ำที่มีฟังก์ชัน (คิดค่าบริการ) alkanethiol กลุ่มด้าน [Au144 (อาร์) 60, ที่ R = C11H22 + amine / กลุ่มขั้ว carboxylate] เพื่อศึกษาคุณสมบัติโครงสร้างและพลังของพวกเขาและการมีปฏิสัมพันธ์กับตัวทำละลาย (น้ำ counterions) ทั้งประจุบวกและประจุลบ AuNPs ถูกจำลองในช่วงที่กว้างขวางของ 200 ns การช่วยให้เราสามารถเปรียบเทียบทั้งสองกรณีที่เท่าเทียมและไม่ต้องกังวลมากของการสุ่มตัวอย่างที่เพียงพอ องค์ประกอบของอนุภาคนาโนสอดคล้องกับหนึ่งในการสังเคราะห์แพร่หลายมากที่สุดขนาด AuNP (29 กิโลดาลตันเส้นผ่าศูนย์กลางแกน ~2 นาโนเมตร) การจับคู่การวิเคราะห์มวล spectrometrical สำหรับ Au144 (อาร์) 60 (43-46) นอกจากนี้โครงสร้าง AuNP ประกอบด้วย รายละเอียดโครงสร้างที่พบบ่อยรายงานขนาดของกลุ่มต่าง ๆ ในระบอบการปกครองขนาดนี้ (d ≤ 2 นาโนเมตร). (3, 47-50) รูปแบบโครงสร้างของ Au144 (อาร์) 60 จะขึ้นอยู่กับรูปแบบทางทฤษฎีที่ผ่านมาโดยโลเปซ Acevedo-et al. ( 51) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอยู่ในข้อตกลงที่ดีกับการทดลอง X-ray วัดเลนส์ผง (52) และโครงสร้าง AuNP อิเล็กทรอนิกส์มีความสอดคล้องกับการวัดศักย์ทางเคมีและคุณสมบัติทางแสง. (43, 53, 54)
เราหารือหลาย แง่มุมของไฟฟ้าสถิตในระบบประกอบด้วยอนุภาคนาโนเรียกเก็บและไอออนในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำ เราพิจารณาการสั่งซื้อและการเปลี่ยนแปลงของไอออนและน้ำรอบ AuNPs และช่วงของการมีปฏิสัมพันธ์น้ำไกล่เกลี่ยระหว่าง AuNPs และวัตถุอื่น ๆ นอกจากนี้เรายังหารือเกี่ยวกับการกระจายไอออน 'ในแง่ของคำอธิบายเดอบาย-Hückelและใช้การรักษานี้เพื่อประกอบการพิจารณาของการแข็งตัวของอนุภาคนาโนในแง่ของศักยภาพซีตา โดยรวม, ผลของเราเน้นความสำคัญของไฟฟ้าสถิตและเชื่อมต่อระหว่าง AuNP และปัจจัยชี้ขาดเป็นตัวทำละลายในการกำหนดคุณสมบัติของอนุภาคนาโนคอมเพล็กซ์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำ ในจิตวิญญาณนี้การทำงานในปัจจุบันให้พื้นฐานสำหรับการตรวจสอบต่อไปของ Au144 (อาร์) 60 นาโนในระบบอินเตอร์เฟซที่เกี่ยวข้องทางชีวภาพเช่นเยื่อไขมัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อนุภาคนาโน ( NPS , ช่วงขนาด 1 – 100 nm ) ที่มีคุณสมบัติที่น่าสนใจมากมายเช่นที่พวกเขาเชื่อมต่อช่องว่างระหว่างวัสดุที่เป็นกลุ่มและโครงสร้างอะตอมหรือโมเลกุล ( 1 , 2 ) โดยปกติแล้ว คุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุเป็นกลุ่มไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของกลุ่มตัวอย่างในขณะที่คุณสมบัติขึ้นอยู่กับ nanoscale ขนาดที่พบบ่อย .สองปัจจัยสำหรับขนาดการพึ่งพา ( a ) จำนวนอะตอมที่ผิว ลดเป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดเพิ่มต่อ จํากัดจํานวนมาก และ ( ข ) ควอนตัมจำกัดผลที่เล็กที่สุดขนาดความยาว ( < 10 nm ) ซึ่งโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์มีบทบาทสำคัญในการกำหนดองค์ประกอบของโครงสร้าง และการทำงานของ เชื้อเพลิง ( 3 , 4 )
.นาโนมักจะแสดงคุณสมบัติของแสงที่น่าสนใจเพราะควอนตัมผล และ เช่น อนุภาคทองระดับนาโนเมตร ( aunps ) ปรากฏขึ้นจากสีเหลืองลึกสีแดงและสีดำในการแก้ปัญหาขึ้นอยู่กับขนาดของพวกเขา ( 5 ) เซลล์แสงอาทิตย์ , การดูดซึมรังสีสูงมากสำหรับสารกึ่งตัวนำวัสดุประกอบด้วย กฟผ. กว่าแผ่นต่อเนื่องของฟิล์มบาง ( เช่น cdte , ZnO , )( 6 ) วัสดุที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลออปติคอลเปลี่ยนรูป- และหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ nonvolatile ชาโคเจนไนด์ , ( เช่น gete ) โดยเสนอเส้นทางที่น่าสนใจของการผลิตวัสดุคอมโพสิต กับ จูน ( ขนาดขึ้นอยู่กับ ) จุดหลอมเหลว และอุณหภูมิการตกผลึก ( 7 ) ขนาดอื่น ๆขึ้นอยู่กับคุณสมบัติรวมถึงพื้นผิว PLASMON เรโซแนนซ์ในแนวโลหะ( 8 ) กำหนดผลในสารกึ่งตัวนำควอนตัม NPS ( ควอนตัม ) ( 9 ) และ superparamagnetism ในวัสดุแม่เหล็ก ( 10 ) การเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกายภาพจะไม่พึงปรารถนา และดึงดูด เช่น ทิศทางของแม่เหล็กเฟร์โรเล็ก โดยสามารถสลับที่อุณหภูมิต่ำทำให้พวกเขาไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งาน ( 11 )
.หลายอนุภาคที่ใช้ในการแพทย์นาโนและชีวเคมีเพื่อการนำส่งยา การวินิจฉัย การรักษา และ bioimaging ( 12-17 ) aunps เป็นประเภทหนึ่งของ nanoagents ที่ถูกใช้สำหรับวัตถุประสงค์ดังกล่าว ( 18-22 ) และพวกเขามีความหลากหลายของประโยชน์การใช้งานในปัจจุบันในเขตข้อมูลเหล่านี้ ทั้งนี้ จากผลการทดลองล่าสุดaunps ยังอาจมีคุณสมบัติเป็นพิษต่อเซลล์ ( ในลักษณะอนุภาคอื่น ๆ ) ( 23 , 24 ) ในบริบทนี้ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างกฟผ. กับเยื่อหุ้มเซลล์มีความเกี่ยวข้องมาก ( 18 , 25-31 ) เนื่องจากการค้าระหว่างภายในเซลล์และพื้นที่ที่มีการใช้สถานที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ .( 32 ) อัตราการซึมผ่านของอนุภาค translocating ผ่านเยื่อเมมเบรนจึงมีผลต่อศักยภาพในการควบคุมเซลล์ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันเป็นที่ค่อนข้างซับซ้อน และที่เกิดจากไขมัน ( ไม่เกิน 30 ) และการแจกแจงแบบไม่สมมาตรไอออน ( 34-38 ) ที่ด้านข้างและ cytosolic ของ
และเซลล์ปฏิกิริยาของค่าบริการ หรือแนวขั้วโลกกับเยื่อหุ้มเซลล์ที่คาดว่าจะแข็งแกร่งและนานอยู่ . มุมมองนี้ค่อนข้างสำคัญ เพราะปัญหามักจะเป็นชั้น ( ป้องกัน ประกอบ ) สำหรับการใช้งานทางการแพทย์ เช่น การลงบนพื้นผิวขั้วกลุ่ม aunps มีผลต่อการดูดซึมน้ำของพวกเขาและความสามารถในการเจาะเยื่อหุ้มเซลล์ ( 23 ) และเนื่องจากประจุบวก ( เช่น ซิลิ TiO2 ,aunps ) นอกจากนี้ยังมีรายงานการบุกรุกผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และในบางกรณีทำให้เกิดการตายของเซลล์ขนาดใหญ่ในการเปรียบเทียบกับประจุลบอนุภาคซึ่งอยู่ด้านนอกเซลล์ ( 12 , 13 , 19 , 20 , 23 , 24 ) ได้สรุปว่า ระหว่างปัจจัยอื่น ๆเช่น ขนาด / รูปร่างและบรรจุภัณฑ์ของกราฟต์โซ่ข้าง NP ,ความเป็นพิษของอนุภาคขึ้นอยู่กับสัญญาณของค่าใช้จ่าย ( 24 , 39 ) นอกจากนี้สิ่งสำคัญที่จะความเครียดเป็นปฏิกิริยาของเชื้อเพลิงกับเจ้าของภาษาทางชีววิทยาโมเลกุลในบริบทของสารอินทรีย์ธรรมชาติ ( นม ) ตั้งแต่ เช่น อนุภาคนาโนคาร์บอนได้พบเพื่อให้เกิดการตายของเซลล์ เมื่อเซลล์ถูกฟูลเลอรีน ( พร้อมกับชื่อ 40 )
กลยุทธ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะที่จะได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้นของสภาพแวดล้อมทางชีวภาพและคุณสมบัติของน้ำคือ การใช้คอมพิวเตอร์จำลองขนาดของอะตอมในลักษณะคุณสมบัติของที่ใช้กันทั่วไป nanomaterials . ในจิตวิญญาณนี้ไม่เพียง แต่ความแปลกใหม่ของหัวข้อ แต่ยัง ความสำคัญของการเปิดเผยรายละเอียดของการปฏิสัมพันธ์ในระดับเซลล์ ทำให้การศึกษาของการป้องกัน aunps อย่างน่าสนใจ เมื่อเร็ว ๆนี้ , พลศาสตร์โมเลกุลน้อย ( MD ) ได้ทำการจำลองระบบที่เกี่ยวข้อง : คุณสมบัติของการป้องกัน aunps อย่างในน้ำได้ถูกศึกษาโดย 1 NS MD จำลอง ,( 29 ) และเชื่อมต่อระหว่าง aunp และพอลิเมอร์ได้รับการเพื่อให้บรรลุทุกอะตอมรูปแบบ aunp –พอลิเมอร์นาโนคอมโพสิต ( อุปกรณ์หน่วยความจำพอลิเมอร์ ) ( 41 ) aunp การเจาะในไขมันสองชั้นได้จำลองกับที่มีเนื้อหยาบ ( CG ) MD มี aunp การบุกรุกผ่านทางภายนอก และการหยุดชะงักของเยื่อหุ้มเซลล์มีมาก รายงานรวมทั้งหลุมขนาดใหญ่ของ∼ 5.5 nm เส้นผ่าศูนย์กลางที่มีประจุบวก aunp ( 28 , 31 ) นอกจากนี้ เมื่อรู้ผลของ aunps บนเยื่อไขมันค่อนข้างจำกัด ค่อนข้างมากของข้อมูลเชิงลึกที่อาจเป็นประโยชน์สามารถใช้ได้จากล่าสุด MD การจำลองการโต้ตอบกับไขมันหุ้มเชื้อเพลิงคาร์บอน ( 42 )
ในงาน นี้เราได้ดำเนินการชุดของแบบจำลอง MD เพื่อป้องกัน aunps อย่างที่มีในสารละลายด้วย ( คิดค่าบริการ ) alkanethiol ด้านกลุ่ม [ au144 ( SR ) 60 , ที่ R = c11h22 เอมีน / คาร์บอกซิเลต Terminal ) ศึกษาโครงสร้างของกลุ่มและคุณสมบัติเชิงพลวัตและปฏิสัมพันธ์กับตัวทำละลาย ( น้ำ counterions )ทั้งชนิดประจุบวกและประจุลบ aunps จำลองมีช่วงกว้างขวางของ NS 200 ให้เราเปรียบเทียบทั้งสองกรณีเท่าเทียมกันและไม่มีความกังวลมากเพียงพอ การสุ่มตัวอย่าง สำหรับองค์ประกอบที่สอดคล้องกับหนึ่งในที่แพร่หลายมากที่สุด aunp สังเคราะห์ ( 29 ) ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง∼ Core 2 nm ) , การจับคู่ก็ของมวล spectrometrical การวิเคราะห์ au144 ( SR ) 60( 43-46 ) นอกจากนี้ aunp ประกอบด้วยโครงสร้างทั่วไปโครงสร้างรายละเอียดรายงานหลายกลุ่ม ขนาดนี้ ขนาดในการปกครอง ( D ≤ 2 nm ) ( 3 , 47-50 ) โครงสร้างของ au144 ( SR ) 60 โดยใช้แบบจำลองทางทฤษฎีล่าสุดโดยโลเปซ acevedo et al . ( 51 ) ซึ่งแสดงเป็น ดีข้อตกลงกับการทดลองการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ ผงวัดระยะ( 52 ) และ aunp อิเล็กทรอนิกส์โครงสร้างสอดคล้องกับการวัดแสงยูวีและคุณสมบัติทางแสง ( 43 , 53 , 54 )
เราคุยกันหลายแง่มุมของไฟฟ้าสถิตในระบบประกอบด้วยอนุภาคประจุไอออนในสารละลายและสภาพแวดล้อม . เราพิจารณาการสั่งซื้อและพลวัตของไอออน และ aunps น้ำรอบ ,และช่วงของน้ำผ่านปฏิสัมพันธ์ระหว่าง aunps และวัตถุอื่น ๆ นอกจากนี้เรายังหารือเกี่ยวกับการกระจายประจุ ' ในแง่ของรายละเอียด ดีบาย– H ü ckel และใช้สำหรับการรักษานี้เพื่อพิจารณาในแง่ของซีตาศักยภาพ โดยรวมผลของเราเน้นความสำคัญของไฟฟ้าสถิตและอินเตอร์เฟซระหว่าง aunp และตัวทำละลายเป็นปัจจัยชี้ขาดในการกำหนดคุณสมบัติของอนุภาคนาโนคอมเพล็กซ์ในสภาพแวดล้อมของสารละลาย . ในจิตวิญญาณนี้ งานปัจจุบันให้พื้นฐานสำหรับการตรวจสอบเพิ่มเติมของ au144 ( SR ) 60 นาโนในทางชีววิทยาระบบอินเตอร์เฟซที่เกี่ยวข้อง เช่น เยื่อไขมัน