Eingewickelte Silber-Häufchen
Silber-Nanocluster mit interessanten optischen Eigenschaften.
Nanoclustern zeigen oft interessante optische Eigenschaften und könnten attraktive Sonden für bildgebende Verfahren werden, etwa in der Biomedizin und Diagnostik. Ein Forscherteam aus Dänemark und Japan stellt jetzt einen Nanocluster aus 16 Silber-
Anders als Feststoffe oder Nanopartikel haben Nanocluster, ähnlich wie Moleküle, diskrete Energieniveaus, zwischen denen sie durch Absorption und Emission von Licht wechseln können. Nanocluster aus Silber sind besonders interessant, weil sie sehr hell fluoreszieren können. Ihre optischen Eigenschaften hängen stark von der Größe der Nanocluster ab. Entsprechend wichtig ist es, einheitliche Cluster mit exakt definierter Atomzahl herzustellen. Schon seit einigen Jahren verwenden Wissenschaftler dazu kurze DNA-Stränge als biokompatible, wasserlösliche Alternativen zu herkömmlichen Schablonen.
Das Team um Tom Vosch von der Uni Kopenhagen und Jiro Kondo von der Sophia University in Tokio hat einen Nanocluster aus exakt 16 Silberatomen kristallisiert – mithilfe einer DNA-Sequenz aus zehn Nukleotiden. Die Kristalle emittieren Licht im nahen Infrarot, wenn sie mit grünem Licht bestrahlt werden – mit nahezu identischen Spektren im Kristall und in Lösung.
Wie die Strukturanalyse ergab, haben die Ag16-Nanocluster einen Durchmesser von etwa sieben Ångström und eine Höhe von etwa 15 Ångström. Jeder Nanocluster ist in jeweils zwei DNA-Stränge, die eine hufeisenförmige Konformation annehmen, fest eingewickelt und wird so fast vollständig abgeschirmt. Die beiden DNA-Stränge werden in erster Linie über Wechselwirkungen mit den Silber-
Die Packung der DNA-Silber-Nanocluster zum Kristall wird durch verschiedene Wechselwirkungen gefördert, wie etwa zwischen Phosphatgruppen und Kalziumionen sowie π-Stapelungen zwischen benachbarten Thymingruppen. Letztere spielen eine wichtige Rolle bei der den Kristallisationsprozessen. Zudem liegen innerhalb des Kristalls locker assoziierte Silber-
Die neuen Erkenntnisse könnten helfen, die Zusammenhänge zwischen strukturellen und Emissionseigenschaften von Nanoclustern aufzuklären und einen Ansatz für die Synthese weiterer monodisperser, biokompatibler und wasserlöslicher Silber-
Wiley-VCH / RK
Weitere Infos
- Originalveröffentlichung
C. Cerretani et al.: Crystal structure of a NIR‐Emitting DNA‐Stabilized Ag16 Nanocluster, Ang. Ch., online 14. August 2019; DOI: 10.1002/ange.201906766 - Nanospectroscopy Group (T. Vosch), Nano-Science Center, University of Copenhagen, Kopenhagen, Dänemark
- Dept. of Materials and Life Sciences, Sophia University, Tokio, Japan
