金ナノ粒子と吸光度の関係

質問

現在大学４年で卒論の実験を行っています。
金ナノ粒子の粒子径を変えてその吸光度を毎日測定しています。現在測定５日目で吸光度は少しずつ増加しています。吸光度が増加しているということは色が濃くなっているということなのでしょうか？

回答No.6

ns4242 · ベストアンサー

>おっしゃる通り結果から見て最大吸収波長は530nm付近に近付きつつあります。吸光度の変化は一日おきに0.01～0.02くらいの変化です。
>粒径に関しては波長形の変化が見られなくて全体的に吸光度の高いほうにシフトしている感じなので変化してはいないと思われます。

例えば、Kamatが示している（Photophysical, Photochemical and Photocatalytic Aspects of Metal Nanoparticles, J. Phys. Chem. B, 106 (32), 7729 -7744, 2002.）ように波長が変化している、ということは粒径が変化しているということだと思います。

>確かに何度かクエン酸還元によりナノ粒子の作製を試みているのですが同じ分量で調整してもなかなか一定の結果が得られなくて溶液の色にもバラつきがあります。

見た目にも変化がある、ということはかなり大きなブレなのでしょう。したがって、実験条件が一定でないことが原因ではないかと思います。
金コロイドの作製は無電解めっきと同様なので、原因は
(1)還元剤の強さ（クエン酸ソーダを使い続けているのであればその濃度）
(2)作製時の水溶液温度（塩化金酸は後から入れるのでしょうからクエン酸ソーダ水溶液の温度）
に起因するものと推察されます。特にめっきにおいて温度はかなり重要なファクターなので、ここが一定でないのではないでしょうか？
参考URLは金コロイドではありませんが、同様の結果が示されています。これによると、0.01～0.02くらいは増加しているように見えます（タイムスケールは違いますが）。たぶん、吸光度の増加に関しては凝集した後、沈降もしくはガラスなどへの吸着を伴なって低下するのではないでしょうか？

参考URL：

http://www.jstage.jst.go.jp/article/bunsekikagaku/54/6/54_527/_article/-char/ja

お礼

詳しいご意見ありがとうございます。
この数日間でいろいろ調べてみたのですが、試薬を同じ分量だけ使用し反応させているのになぜ結果が一定にならないかについては、どうやら今回はクエン酸ナトリウムとMPAの加え方にあったようなのです。今まで実験は文献に従い行ってきたのですが、その文献には沸騰した蒸留水中に塩化金酸を加えさらに沸騰させた後還元剤と保護剤を同時に加えると書いてありました。しかしこの方法には問題があったようなのです。というのは、先にチオール基をもつ保護剤を加えてしまった場合は先に金にチオールがくっついてしまい塩化金酸が十分に還元されないといった現象がおこるようなのです。なので今後は還元剤を先に加えてそれから保護剤を加えて実験を進めていくつもりです。

回答No.5

ns4242

吸光度が増加する、ということはまあ、色が濃くなってるって事なんでしょうが、この文章だけではちょっとわかりかねます・・・。どの程度、増加したのかも良くわかりませんしね。
吸光度増加の原因を考えると、例えば
(1)濁度の増加
(2)金粒子の増加
(3)Blankの変化
なんてことがぱっと思いつきますけどね。
私が考えるなら、粒径が変化している可能性を疑いますけど、最大吸収波長は変化無しでしょうか？
また、クエン酸還元では濃度が重要なのではないでしょうか？アスコルビン酸とかタンニン酸に比べると還元力が低いので、製造当初は粒径にばらつきが存在するかと思います。ただ、これは徐々にある粒径（確か50～60nm；波長530～540nm）に近づいていくとかって聞いたことがあるような・・・。これが本当であれば、最大吸収波長が変化して同時に吸光度も変化するとは思います（変化に度合いはあるでしょうが）。

お礼

おっしゃる通り結果から見て最大吸収波長は530nm付近に近付きつつあります。吸光度の変化は一日おきに0.01～0.02くらいの変化です。
粒径に関しては波長形の変化が見られなくて全体的に吸光度の高いほうにシフトしている感じなので変化してはいないと思われます。

確かに何度かクエン酸還元によりナノ粒子の作製を試みているのですが同じ分量で調整してもなかなか一定の結果が得られなくて溶液の色にもバラつきがあります。

回答No.4

mojitto

吸光度が増加しているという事は、色が濃くなっているということですね。おそらく何かしらの現象が起きていることは間違いないでしょうね。
凝集して粒子径が大きくなりすぎると沈殿するため、吸光度は上昇したのち、下がることはありますよ。

ただ、ここでの議論ではラチがあかないと思います。
吸光光度計だけでなく、動的光散乱(ＤＬＳ)などで粒子径を測ってみることをお勧めします。

お礼

動的光散乱ですか・・・^_^;
うちの研究室にはたぶんなかったです。。。
確かに自分もそうなっていくような気がします。というのは１カ月半近く保存しておいた金ナノ粒子は色が見るからに薄くなっていて吸光度も下がっていました。その間の期間は吸光度の測定は行ってなかったので予想としてはナノ粒子が生成してから吸光度が下がっていくと思われたのですが、今回のように生成から毎日吸光度測定を行うことである程度まで吸光度が上がりそこから凝集が開始して吸光度がさがってくるという結果が得られると思われます。

回答No.3

piyoco123

凝集している可能性はありませんか？
保存法や表面安定化剤により違いますが、金ナノはあまり安定ではありませんので、
アグってプラズモンの変化でそう見えるのでは。

お礼

保護剤としてメルカプトプロピオン酸、還元剤としてクエン酸ナトリウムを用いてます。凝集はしていないのですが自分の予想としては色が退色していくのではないかと予想していたのに吸光度の変化をみると予想に反しています((+_+))

回答No.2

shintaro-2

指導教官とお話しをされましたか？

お礼

一応教官と話合いをしながら進めてはいますがマンツーマンではないため十分とはいえません^_^;

回答No.1

phosphole

まぁそういうことになりますが、見た目に分かるほど濃くなるかは分かりかねます。そもそも私は金クラスターの色を知りませんし。

ちょっと興味を抱いたのですが、どういう実験なのでしょう。
少しずつ金ナノ粒子を成長させるということですか？
サイズ変えた場合は吸光度というよりは吸収波長自体が変わると聞いた覚えがあるのですが。

お礼

すみません^_^;説明不足でした。
まず粒子径の異なるナノ粒子を調整しその上で吸光度を測定することによりナノ粒子の安定性を検討していきます。確かに粒子径が異なると波の形自体ことなります。粒子径が大きければ大きいほど吸収波長が高くなります。
それから安定性の高いものを用いて細胞にナノ粒子を用いてデリバリーさせます。そのあとナノ粒子による細胞毒性についての検討を行う予定です。