Towards the preparation of chiral plasmonic nanostars

Abstract

[Abstract] Plasmonic nanoparticles (NPs) exhibit extraordinary optical properties that stem from their ability to sustain localized surface plasmon resonances. These resonances can be finely tuned by carefully controlling the morphology of the particles, allowing for optimization across a diverse range of applications. Recently, preparing chiral morphologies for these NPs has received considerable attention because it may provide important advantages in fields such as biomedicine. Thus, this undergraduate project focuses on the preparation of a novel type of plasmonic chiral NPs, i.e., chiral gold nanostars. This TFG has been divided into three parts. The first part focuses on synthesizing and characterizing achiral gold nanostars, utilizing UV-Vis spectroscopy and TEM to analyze their morphological and optical properties. The second part involved attempting to introduce chirality into the gold nanostars by replacing the previous surfactant with a chiral one. Unfortunately, the desired results were not achieved. Consequently, in the third part, a new chiral surfactant was synthesized, although due to the project's limited duration, the verification of its effect on achieving chirality in the gold nanostars could not be completed. The chiral surfactant was characterized using 1H-NMR, 13C-NMR spectroscopy, and MS spectrometry.

{Resumo] As nanopartículas plasmónicas (NPs) presentan propiedades ópticas extraordinarias que se derivan da súa capacidade para manter as resonancias plasmónicas de superficie localizadas. Estas resonancias pódense afinar controlando coidadosamente a morfoloxía das partículas, permitindo a optimización nunha ampla gama de aplicacións. Recentemente, a preparación de morfoloxías quirais para estes NP recibiu unha atención considerable porque pode proporcionar importantes vantaxes en campos como a biomedicina. Polo tanto, este proxecto de pregrado céntrase na preparación dun novo tipo de NPs quirais plasmónicas, as nanoestrelas quirais de ouro. Este TFG dividiuse en tres partes. A primeira parte céntrase na síntese e caracterización de nanoestrelas aquirales de ouro, utilizando espectroscopia UV-Vis e TEM para analizar as súas propiedades morfolóxicas e ópticas. A segunda parte consistiu en intentar introducir quiralidade nas nanoestrelas de ouro substituíndo o tensioactivo anterior por outro quiral. Desafortunadamente, non se conseguiron os resultados desexados. En consecuencia, na terceira parte, sintetizouse un novo surfactante quiral, aínda que debido á limitada duración do proxecto non se puido completar a verificación do seu efecto na consecución da quiralidade nas nanoestrelas de ouro. O surfactante quiral caracterizouse por espectroscopia 1H-RMN, 13C-RMN e espectrometría MS.

[Resumen] Las nanopartículas plasmónicas (NPs) exhiben propiedades ópticas extraordinarias que se derivan de su capacidad para sostener resonancias de plasmones superficiales localizadas. Estas resonancias se pueden ajustar con precisión controlando cuidadosamente la morfología de las partículas, lo que permite la optimización en una amplia gama de aplicaciones. Recientemente, la preparación de morfologías quirales para estas NPs ha recibido una atención considerable porque puede proporcionar importantes ventajas en campos como la biomedicina. Por lo tanto, este proyecto de pregrado se centra en la preparación de un nuevo tipo de NP quirales plasmónicas, las nanoestrellas de oro quirales. Este TFG se ha dividido en tres partes. La primera parte se centra en sintetizar y caracterizar nanoestrellas de oro aquirales, utilizando espectroscopia UV-Vis y TEM para analizar sus propiedades morfológicas y ópticas. La segunda parte consistió en intentar introducir quiralidad en las nanoestrellas de oro reemplazando el surfactante anterior por uno quiral. Desafortunadamente, no se lograron los resultados deseados. En consecuencia, en la tercera parte, se sintetizó un nuevo surfactante quiral, aunque debido a la duración limitada del proyecto, no se pudo completar la verificación de su efecto para lograr la quiralidad en las nanoestrellas de oro. El tensioactivo quiral se caracterizó mediante espectroscopia 1H-NMR, 13C-NMR y espectrometría MS.