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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
金ナノ粒子（AuNP）は、サイズ、形状、表面配位子を制御できるため、その物理化学的特性と生体に対する細胞毒性との関係の研究に最適です。 [ 1][2][3] AuNP のさまざまな特性の中でも、化学組成、分子構造、結合分子の量などの表面リガンドの特性が、AuNP の挙動の決定に重要な役割を果たすことが判明しました。溶液中の凝集または凝集の程度、細胞培養培地中の生体分子との結合、および生細胞に対する細胞毒性。 [ 4][5][6][7][8][9][10][11][12] 一方、表面配位子修飾は合成段階で必ずしも成功するとは限らず、配位子交換の程度は異なります。信頼性が高く一貫した結果を得るには、AuNP の特性特異的細胞毒性試験の前に特定する必要があります。
FT-IR (フーリエ変換赤外) 吸収分光法は、NP 表面リガンドの同定と定量化に最も役立つツールの 1 つです。 FT-IR法を使用することで、NP表面に結合したリガンド分子の構造と相対量を解析できます。 [ 13][14][15][16][ 17 ][18][19][20] ただし、合成された AuNPの低濃度および水性環境により、測定結果の解釈が複雑になります。 AuNP の濃度が低いと吸光度の値が小さくなり、バックグラウンド ノイズや微量不純物の吸光度の影響を受けやすくなります。細胞毒性試験は水性環境で行われるため、AuNP の細胞毒性に対する表面特性の影響を研究したい場合は、水溶液中の AuNP の表面にあるものを分析する必要があります。ただし、水分子は広い周波数範囲にわたって IR 光を強く吸収するため、非常に低濃度の溶質の IR 吸収分析は不可能になります。上記の問題を最小限に抑えるための測定ガイドラインを作成する必要があります。このプロジェクトでは、脱水フィルムの形で合成 AuNP に結合した化学部分を観察するための技術仕様 (TS) の開発を目指しています。これにより、水溶液中にあるときに AuNP に結合した分子種に関する情報が得られます。 。 FT-IR 測定手順の標準化がこの技術仕様の基礎となりますが、正しい FT-IR 分析のためのサンプル前処理手順にも大きな重点が置かれます。
Introduction
Gold nanoparticles (AuNPs) can be controlled with regard to size, shape and surface ligands, making them ideal for the study of relationships between their physicochemical properties and cytotoxicity on living bodies.[1][2][3] Among the various properties of AuNPs, surface ligand characteristics, such as the chemical composition, molecular structure and quantity of bound molecules, were found to play an important role in determining the behaviour of AuNPs, e.g. the degree of aggregation or agglomeration in solution, binding with biomolecules in cell culture media and cytotoxicity to living cells.[4][5][6][7][8][9][10][11][12] On the other hand, surface ligand modification is not always successful in the synthesis step, and the degree of ligand exchange should be identified prior to the property specific cytotoxicity test of AuNPs in order to obtain reliable and consistent results.
FT-IR (Fourier transform infrared) absorption spectroscopy is one of the most useful tools of NP surface ligand identification and quantification. By using the FT-IR method, the structures and relative quantities of ligand molecules bound to NP surfaces can be analysed.[13][14][15][16][17][18][19][20] However, the low concentrations and aqueous environment of synthesized AuNPs will complicate the interpretation of measurement results. Low concentrations of AuNPs result in small absorbance values, which can easily be influenced by background noise or the absorbance of trace impurities. Since cytotoxicity tests are performed in aqueous environments, we should analyse what is on the surface of AuNP in aqueous solutions if we want to study the effect of the surface characteristics on cytotoxicity of AuNPs. However, water molecules strongly absorb IR light over a wide frequency range, disabling IR absorption analysis on the solutes in very low concentrations. It is necessary to develop measurement guidelines by which the above issues can be minimized. In this project, we seek to develop a Technical Specification (TS) for the observation of chemical moieties bound to the synthetic AuNP in the form of dehydrated films, which can deliver the information about the molecular species bound to AuNPs when they were in aqueous solutions. Although the standardization of FT-IR measurement procedures will be the basis for this Technical Specification, a great deal of weight will also be given to the sample preparation procedure for correct FT-IR analysis.