Towards the Preparation of Chiral Plasmonic Nanoparticles

Abstract

[Abstract]: This thesis explores new strategies to optimize the synthesis of chiral gold nanoparticles, delving into the mechanisms that govern their formation and developing reproducible methods to control their morphology and optical activity. To achieve this, three main approaches were investigated. First, different chiral inductors were designed, with LipoCYS standing out as a novel chiral inducer that enabled precise control over the morphology of gold nanoparticles, highlighting the crucial role of cosurfactants in asymmetric growth. Second, the influence of cysteine oxidation on chiral growth was studied, demonstrating that cystine, its oxidized form, acts as a more efficient chiral inducer. These finding challenges previous studies and provides a more stable method for synthesizing chiral gold nanoparticles. Finally, the induction of chirality was explored using microfluidic devices with helical channels. Although chirality induction was not achieved in this case, key experimental foundations were established for future optimizations. The results of this work expand the understanding of chiral gold nanoparticle synthesis and propose innovative strategies for their control, contributing to the development of more precise and reproducible methodologies in this field.[Resumen]: Esta tesis aborda nuevas estrategias para optimizar la síntesis de nanopartículas de oro quirales, profundizando en los mecanismos que rigen su formación y desarrollando métodos reproducibles para controlar su morfología y actividad óptica. Para ello, se exploraron tres enfoques principales. En primer lugar, se diseñaron distintos inductores quirales, destacando la LipoCYS, un nuevo inductor quiral que permitió un control preciso de la morfología de las nanopartículas de oro, evidenciando el papel fundamental de los cosurfactantes en su crecimiento asimétrico. En segundo lugar, se estudió la influencia de la oxidación de cisteína en el crecimiento quiral, demostrando que la cistina, su forma oxidada, actúa como un inductor quiral más eficiente. Este hallazgo desafía estudios previos y proporciona un método más estable para la síntesis de nanopartículas de oro quirales. Finalmente, se exploró la inducción de quiralidad mediante dispositivos microfluídicos con canales helicoidales. Aunque en este caso no se logró inducir quiralidad, se establecieron bases experimentales clave para futuras optimizaciones. Los resultados de este trabajo amplían el conocimiento sobre la síntesis de nanopartículas de oro quirales y proponen estrategias innovadoras para su control, contribuyendo al desarrollo de metodologías más precisas y reproducibles en este campo.[Resumo]: Esta tese aborda novas estratexias para optimizar a síntese de nanopartículas de ouro quirais, afondando nos mecanismos que rexen a súa formación e desenvolvendo métodos reproducibles para controlar a súa morfoloxía e actividade óptica. Para iso, exploráronse tres enfoques principais. En primeiro lugar, deseñáronse distintos indutores quirais, destacando a LipoCYS, un novo indutor quiral que permitiu un control preciso da morfoloxía das nanopartículas de ouro, evidenciando o papel fundamental dos cosurfactantes no seu crecemento asimétrico. En segundo lugar, estudouse a influencia da oxidación da cisteína no crecemento quiral, demostrando que a cistina, a súa forma oxidada, actúa como un indutor quiral máis eficiente. Este achado desafía estudos previos e proporciona un método máis estable para a síntese de nanopartículas de ouro quirais. Finalmente, explorouse a indución de quiralidade mediante dispositivos microfluídicos con canles helicoidais. Aínda que neste caso non se conseguiu inducir quiralidade, establecéronse bases experimentais clave para futuras optimizacións. Os resultados deste traballo amplían o coñecemento sobre a síntese de nanopartículas de ouro quirais e propoñen estratexias innovadoras para o seu control, contribuíndo ao desenvolvemento de metodoloxías máis precisas e reproducibles neste eido.