Ver el código de «Oro coloidal»

[[Archivo:Gold255.jpg|miniaturadeimagen| Suspensiones de nanopartículas de oro de varios tamaños. La diferencia de tamaño provoca la diferencia de colores.]]
El '''oro coloidal''' es un [[Sol (coloide)|sol]] o [[Coloide|suspensión coloidal]] de [[Nanopartícula|nanopartículas]] de [[oro]] en un líquido, generalmente agua.<ref>{{Cita libro|apellidos=Voliani|nombre=Valerio|url=https://www.degruyter.com/view/title/565489|título=Gold Nanoparticles: An Introduction to Synthesis, Properties and Applications|fecha=2020-04-20|editorial=De Gruyter|isbn=978-1-5015-1145-5|doi=10.1515/9781501511455}}</ref> El coloide suele ser de un color rojo intenso (para partículas esféricas de menos de 100&nbsp;[[Nanómetro|nm]]) o azul/violeta (para partículas esféricas más grandes o [[Nanorod|nanobarras]]).<ref>{{Cita publicación|título=Functionalizing nanoparticles with biological molecules: developing chemistries that facilitate nanotechnology|url=https://archive.org/details/sim_chemical-reviews_2013-03_113_3/page/1904|fecha=March 2013|publicación=Chemical Reviews|volumen=113|número=3|páginas=1904–2074|doi=10.1021/cr300143v|pmid=23432378}}</ref> Debido a sus [[Enlace metálico|propiedades ópticas]], electrónicas y de reconocimiento molecular, las nanopartículas de oro son objeto de una investigación sustancial, con muchas aplicaciones potenciales o prometidas en una amplia variedad de áreas, que incluyen [[Microscopio electrónico|microscopía]] [[electrónica]],<ref>{{Cita publicación|url=https://link.springer.com/article/10.1007/s00339-014-8733-4|título=Au nanoparticles embedded at the interface of Al/4H-SiC Schottky contacts for current density enhancement|apellidos=Gorji|nombre=Saleh|apellidos2=Cheong|nombre2=Kuan Yew|fecha=2015|publicación=Applied Physics A|volumen=118|páginas=315–325|doi=10.1007/s00339-014-8733-4}}</ref> [[nanotecnología]], [[ciencia de materiales]] y [[biomedicina]].<ref>{{Cita publicación|título=Gold Nanomaterials at Work in Biomedicine|fecha=October 2015|publicación=Chemical Reviews|volumen=115|número=19|páginas=10410–88|doi=10.1021/acs.chemrev.5b00193|pmid=26293344}}</ref><ref name="ref5">{{Cita publicación|título=Metal nanoparticles and their assemblies|apellidos=Rao|nombre=C. N. Ramachandra|apellidos2=Kulkarni|nombre2=Giridhar U.|fecha=2000|publicación=Chemical Society Reviews|volumen=29|número=1|páginas=27–35|doi=10.1039/A904518J|apellidos3=Thomas|nombre3=P. John|apellidos4=Edwards|nombre4=Peter P.}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=The golden age: gold nanoparticles for biomedicine|fecha=April 2012|publicación=Chemical Society Reviews|volumen=41|número=7|páginas=2740–79|doi=10.1039/c1cs15237h|pmc=5876014|pmid=22109657}}</ref>

Las propiedades de las nanopartículas de oro coloidal y, por tanto, sus posibles aplicaciones, dependen en gran medida de su tamaño y forma.<ref>{{Cita publicación|url=http://www.ntu.edu.sg/home/swzeng/2011-a%20review%20on%20functionalized%20gold%20nanoparticles%20for%20biosensing%20applications.pdf|título=A review on functionalized gold nanoparticles for biosensing applications|publicación=Plasmonics|volumen=6|número=3|páginas=491–506|doi=10.1007/s11468-011-9228-1|año=2011|fechaacceso=17 de julio de 2021|fechaarchivo=9 de agosto de 2017|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20170809114630/http://www3.ntu.edu.sg/home/swzeng/2011-a%20review%20on%20functionalized%20gold%20nanoparticles%20for%20biosensing%20applications.pdf|deadurl=yes}}</ref> Por ejemplo, las partículas en forma de varilla tienen [[Absorción (óptica)|picos de absorción]] tanto transversal como longitudinal, y la [[anisotropía]] de la forma afecta su autoensamblaje.<ref name="ReferenceA">{{Cita publicación|título=Colloidal dispersion of gold nanorods: Historical background, optical properties, seed-mediated synthesis, shape separation and self-assembly|apellidos=Sharma|nombre=Vivek|apellidos2=Park|nombre2=Kyoungweon|publicación=Material Science and Engineering Reports|volumen=65|número=1–3|páginas=1–38|doi=10.1016/j.mser.2009.02.002|apellidos3=Srinivasarao|nombre3=Mohan|año=2009}}</ref>

== Historia ==
[[Archivo:Vintage_cranberry_glass.jpg|izquierda|miniaturadeimagen| Este [[Vidrio rubino oro|cuenco de vidrio de color arándano]] se hizo agregando una sal de oro (probablemente cloruro de oro) al vidrio fundido.]]
Utilizado desde la antigüedad como método para [[Vitral|teñir vidrieras]], el oro coloidal se utilizó en la [[Copa de Licurgo|Copa de Licurgo del]] {{siglo|IV||s}}, que cambia de color según la ubicación de la fuente de luz.<ref>{{Cita web|url=https://www.britishmuseum.org/research/collection_online/collection_object_details.aspx?objectId=61219&partId=1&searchText=Lycurgus%2520Cup|título=The Lycurgus Cup|fechaacceso=2015-12-04|sitioweb=British Museum}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=The Lycurgus Cup — A Roman nanotechnology|apellidos=Freestone|nombre=Ian|apellidos2=Meeks|nombre2=Nigel|publicación=Gold Bulletin|volumen=40|número=4|páginas=270–277|doi=10.1007/BF03215599|apellidos3=Sax|nombre3=Margaret|apellidos4=Higgitt|nombre4=Catherine|año=2007}}</ref>

Durante la [[Edad Media]], el oro soluble, una solución que contiene [[Crisoterapia|sal de oro]], tenía fama de tener propiedades curativas para diversas enfermedades. En 1618, Francis Anthony, filósofo y miembro de la profesión médica, publicó un libro llamado ''Panacea Aurea, sive tractatus duo de ipsius Auro Potabili''<ref>{{Cita libro|título=Panacea aurea sive Tractatus duo de ipsius auro potabili|apellidos=Antonii|nombre=Francisci|editorial=Ex Bibliopolio Frobeniano|año=1618}}</ref> (en [[latín]]: poción de oro o dos tratamientos de [[Agua potable|oro potable]]). El libro presenta información sobre la formación de oro coloidal y sus usos médicos. Aproximadamente medio siglo después, el [[Botánica|botánico]] inglés [[Nicholas Culpeper|Nicholas Culpepper]] publicó el libro en 1656, ''Tratado de Aurum Potabile'',<ref>{{Cita libro|título=Mr. Culpepper's Treatise of aurum potabile Being a description of the three-fold world, viz. elementary celestial intellectual containing the knowledge necessary to the study of hermetick philosophy. Faithfully written by him in his life-time, and since his death, published by his wife.|apellidos=Culpeper|nombre=Nicholas|año=1657|ubicación=London}}</ref> discutiendo únicamente los usos médicos del oro coloidal.

En 1676, [[Johann Kunckel]], un químico alemán, publicó un libro sobre la fabricación de vidrieras. En su libro ''Valuable Observations or Remarks About the Fixed and Vollatile Sales-Auro and Argento Potabile, Spiritu Mundi and the Like'',<ref>{{Cita libro|título=Utiles observationes sive animadversiones de salibus fixis et volatilibus, auro et argento potabili (etc.)|apellidos=Kunckel von Löwenstern|nombre=Johann|editorial=Wilson|año=1678|ubicación=Austria}}</ref> Kunckel asumió que el color rosa de Aurum Potabile provenía de pequeñas partículas de oro metálico, no visibles para los ojos humanos . En 1842, [[John Herschel]] inventó un proceso fotográfico llamado crisotipo (del griego χρῡσός que significa «oro») que usaba oro coloidal para registrar imágenes en papel.

La evaluación científica moderna del oro coloidal no comenzó hasta [[Michael Faraday|el trabajo de Michael Faraday]] en la década de 1850.<ref name="ref2">{{Cita publicación|título=Gold nanoparticles: synthesis and applications.|fecha=July 2006|publicación=Synlett|volumen=2006|número=11|páginas=1791–2|doi=10.1055/s-2006-944219}}</ref><ref name="Faraday_1857">{{Cita publicación|url=https://zenodo.org/record/1432422|título=The Bakerian Lecture: Experimental Relations of Gold (and Other Metals) to Light|fecha=January 1857|publicación=Philosophical Transactions of the Royal Society of London|volumen=147|páginas=145–181|bibcode=1857RSPT..147..145F|doi=10.1098/rstl.1857.0011}}</ref> En 1856, en un laboratorio del sótano de [[Royal Institution]], Faraday creó accidentalmente una solución de color rojo rubí mientras montaba trozos de pan de oro en portaobjetos de microscopio.<ref>{{Cita web|url=http://www.rigb.org/our-history/iconic-objects/iconic-objects-list/faraday-gold-colloids|título=Michael Faraday's gold colloids {{!}} The Royal Institution: Science Lives Here|fechaacceso=2015-12-04|sitioweb=www.rigb.org}}</ref> Como ya estaba interesado en las propiedades de la luz y la materia, Faraday investigó más a fondo las propiedades ópticas del oro coloidal. Preparó la primera muestra pura de oro coloidal, al que llamó 'oro activado', en 1857. Usó [[fósforo]] para [[Reducción-oxidación|reducir]] una solución de cloruro de oro. El oro coloidal que Faraday hizo hace 150 años sigue siendo ópticamente activo. Durante mucho tiempo, la composición del oro «rubí» no estuvo clara. Varios químicos sospecharon que era un [[Estaño|compuesto de oro y estaño]], debido a su preparación.<ref>{{Cita publicación|url=https://zenodo.org/record/1423556|título=Ueber den Cassius'schen Goldpurpur|apellidos=Gay-Lussac|publicación=Annalen der Physik|volumen=101|número=8|páginas=629–630|bibcode=1832AnP...101..629G|doi=10.1002/andp.18321010809|año=1832}}</ref><ref>{{Cita publicación|url=https://zenodo.org/record/1423548|título=Ueber den Cassius' schen Goldpurpur|publicación=Annalen der Physik|volumen=98|número=6|páginas=306–308|bibcode=1831AnP....98..306B|doi=10.1002/andp.18310980613|año=1831}}</ref> Faraday reconoció que el color se debía en realidad al tamaño en miniatura de las partículas de oro. Observó las [[Dispersión (física)|propiedades de dispersión de]] la luz de las micropartículas de oro suspendidas, que ahora se llama [[Efecto Tyndall|efecto Faraday-Tyndall]].

En 1898, [[Richard Zsigmondy|Richard Adolf Zsigmondy]] preparó el primer oro coloidal en solución diluida.<ref>{{Cita web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1925/zsigmondy-lecture.pdf|título=Properties of colloids|fechaacceso=2009-01-23|autor=Zsigmondy|nombre=Richard|fecha=1926-12-11|editorial=Nobel Foundation}}</ref> Además de Zsigmondy, [[Theodor Svedberg]], quien inventó la ultracentrifugación, y [[Gustav Mie]], quien proporcionó la [[Difusión de Mie|teoría de la dispersión y absorción por partículas esféricas]], también estaban interesados en la síntesis y propiedades del oro coloidal.<ref name="ReferenceA"/><ref>{{Cita publicación|url=https://www.researchgate.net/publication/268225952|título=Size dependence of Au NP-enhanced surface plasmon resonance based on differential phase measurement|apellidos=Zeng|nombre=Shuwen|apellidos2=Yu|nombre2=Xia|publicación=Sensors and Actuators B: Chemical|volumen=176|páginas=1128–1133|doi=10.1016/j.snb.2012.09.073|apellidos3=Law|nombre3=Wing-Cheung|apellidos4=Zhang|nombre4=Yating|apellidos5=Hu|nombre5=Rui|apellidos6=Dinh|nombre6=Xuan-Quyen|apellidos7=H o|nombre7=Ho-Pui|apellidos8=Yong|nombre8=Ken-Tye|año=2013}}</ref>

Con los avances en diversas tecnologías analíticas en el {{siglo|XX||s}}, los estudios sobre nanopartículas de oro se han acelerado. Los métodos avanzados de microscopía, como [[Microscopio de fuerza atómica|la microscopía de fuerza atómica]] y [[Microscopio electrónico|la microscopía electrónica]], son los que más han contribuido a la investigación de nanopartículas. Debido a su síntesis relativamente fácil y alta estabilidad, se han estudiado varias partículas de oro para sus usos prácticos. Ya se utilizan diferentes tipos de nanopartículas de oro en muchas industrias, como la electrónica.

== Propiedades físicas ==

=== Óptica ===
[[Archivo:Cross section vs. wavelength of Au nanoparticle cropped.png|miniaturadeimagen|260x260px| La variación de la [[Sección eficaz|sección transversal]] de dispersión de una nanopartícula de oro de 100 nm de radio frente a la longitud de onda]]
Los artistas han utilizado oro coloidal durante siglos debido a las interacciones de las nanopartículas con la luz visible. Las nanopartículas de oro absorben y dispersan la luz<ref>{{Cita publicación|título=Colloidal Gold Aerogels: Preparation, Properties, and Characterization|apellidos=Anderson|nombre=Michele L.|apellidos2=Morris|nombre2=Catherine A.|fecha=1999-02-01|publicación=Langmuir|volumen=15|número=3|páginas=674–681|doi=10.1021/la980784i|apellidos3=Stroud|nombre3=Rhonda M.|apellidos4=Merzbacher|nombre4=Celia I.|apellidos5=Rolison|nombre5=Debra R.}}</ref> dando como resultado colores que van desde rojos vibrantes (partículas más pequeñas) hasta azules y negros y finalmente transparentes e incoloros (partículas más grandes), según el tamaño, la forma, el índice de refracción local y el estado de agregación de las partículas. Estos colores ocurren debido a un fenómeno llamado [[Plasmón de superficie localizado|resonancia de plasmón de superficie localizada]] (LSPR), en el que los electrones de conducción en la superficie de la nanopartícula oscilan en resonancia con la luz incidente.

==== Efecto del tamaño ====
Como regla general, la [[longitud de onda]] de la luz absorbida aumenta en función del aumento del tamaño de las nanopartículas.<ref name="Link 4212–4217">{{Cita publicación|título=Size and Temperature Dependence of the Plasmon Absorption of Colloidal Gold Nanoparticles|apellidos=Link|nombre=Stephan|apellidos2=El-Sayed|nombre2=Mostafa A.|fecha=1999-05-01|publicación=The Journal of Physical Chemistry B|volumen=103|número=21|páginas=4212–4217|doi=10.1021/jp984796o}}</ref> Por ejemplo, nanopartículas de oro pseudoesféricas con diámetros ~ 30&nbsp;nm tienen un pico de absorción LSPR a ~ 530&nbsp;nm. {{Qué|fecha=April 2018}}

==== Efecto del índice de refracción local ====
Los cambios en el color aparente de una solución de nanopartículas de oro también pueden ser causados por el entorno en el que está suspendido el oro coloidal<ref name="Ghosh 13963–13971">{{Cita publicación|título=Solvent and Ligand Effects on the Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) of Gold Colloids|apellidos=Ghosh|nombre=Sujit Kumar|apellidos2=Nath|nombre2=Sudip|fecha=2004-09-01|publicación=The Journal of Physical Chemistry B|volumen=108|número=37|páginas=13963–13971|doi=10.1021/jp047021q|apellidos3=Kundu|nombre3=Subrata|apellidos4=Esumi|nombre4=Kunio|apellidos5=Pal|nombre5=Tarasankar}}</ref><ref name="Underwood 3427–3430">{{Cita publicación|título=Effect of the Solution Refractive Index on the Color of Gold Colloids|apellidos=Underwood|nombre=Sylvia|apellidos2=Mulvaney|nombre2=Paul|fecha=1994-10-01|publicación=Langmuir|volumen=10|número=10|páginas=3427–3430|doi=10.1021/la00022a011}}</ref> Las propiedades ópticas de las nanopartículas de oro dependen del índice de refracción cerca de la superficie de la nanopartícula, por lo tanto, ambas moléculas unidos directamente a la superficie de la nanopartícula (es decir, ligandos de nanopartículas) y/o el [[disolvente]] de nanopartículas, ambos pueden influir en las características ópticas observadas. A medida que aumenta el índice de refracción cerca de la superficie del oro, el NP LSPR cambiará a longitudes de onda más largas. Además del entorno solvente, el [[Índice de refracción|pico de extinción]] se puede ajustar recubriendo las nanopartículas con capas no conductoras como sílice, biomoléculas o óxido de [[aluminio]].<ref>{{Cita publicación|título=Highly controlled core/shell structures: tunable conductive polymer shells on gold nanoparticles and nanochains|apellidos=Xing|nombre=Shuangxi|apellidos2=Tan|nombre2=Li Huey|fecha=2009-05-12|publicación=Journal of Materials Chemistry|volumen=19|número=20|página=3286|doi=10.1039/b900993k|apellidos3=Yang|nombre3=Miaoxin|apellidos4=Pan|nombre4=Ming|apellidos5=Lv|nombre5=Yunbo|apellidos6=Tang|nombre6=Qinghu|apellidos7=Yang|nombre7=Yanhui|apellidos8=Chen|nombre8=Hongyu}}</ref>

==== Efecto de la agregación ====
Cuando las nanopartículas de oro se agregan, las propiedades ópticas de la partícula cambian, porque el tamaño, la forma y el [[Dieléctrico|entorno dieléctrico]] efectivos de las partículas cambian.<ref>{{Cita publicación|título=Interparticle coupling effect on the surface plasmon resonance of gold nanoparticles: from theory to applications|fecha=November 2007|publicación=Chemical Reviews|volumen=107|número=11|páginas=4797–862|doi=10.1021/cr0680282|pmid=17999554}}</ref>

== Investigación médica ==

=== Microscopía electrónica ===
El oro coloidal y varios derivados se encuentran desde hace mucho tiempo entre los marcadores más utilizados para antígenos en [[Microscopio electrónico|microscopía electrónica]] biológica.<ref>{{Cita publicación|título=Colloidal gold, a useful marker for transmission and scanning electron microscopy|fecha=April 1977|publicación=The Journal of Histochemistry and Cytochemistry|volumen=25|número=4|páginas=295–305|doi=10.1177/25.4.323352|pmid=323352}}</ref><ref>{{Cita libro|título=Electron microscopy: principles and techniques for biologists|editorial=Jones and Bartlett|isbn=978-0-7637-0192-5|edición=2nd|fecha=October 1998}}</ref><ref>{{Cita libro|nombre=Elaine Evelyn|apellidos=Hunter|título=Practical electron microscopy : a beginner's illustrated guide|url=https://archive.org/details/practicalelectro0000hunt|editorial=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-38539-8|edición=2nd|fecha=September 1993}}</ref><ref>{{Cita libro|título=Electron microscopy: methods and protocols.|serie=Methods in Molecular Biology|editorial=Humana Press|isbn=978-1-58829-573-6|edición=2nd|fecha=February 2007}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Staphylococcal protein a bound to colloidal gold: A useful reagent to label antigen-antibody sites in electron microscopy|apellidos=Romano|nombre=Egidio L|apellidos2=Romano|nombre2=Mirtha|publicación=Immunochemistry|volumen=14|número=9–10|páginas=711–715|doi=10.1016/0019-2791(77)90146-X|año=1977}}</ref> Las partículas de oro coloidal se pueden unir a muchas sondas biológicas tradicionales, como [[Anticuerpo|anticuerpos]], [[Lectina|lectinas]], [[Superantígeno|superantígenos]], glucanos, [[Ácido nucleico|ácidos nucleicos]]<ref name="pmid1961763">{{Cita publicación|título=Simultaneous visualization of chromosome bands and hybridization signal using colloidal-gold labeling in electron microscopy|fecha=December 1991|publicación=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volumen=88|número=23|páginas=10916–20|bibcode=1991PNAS...8810916F|doi=10.1073/pnas.88.23.10916|pmc=53043|pmid=1961763}}</ref> y receptores. Las partículas de diferentes tamaños se pueden distinguir fácilmente en [[Micrografía|micrografías]] electrónicas, lo que permite experimentos de etiquetado múltiple simultáneos.<ref name="pmid6308616">{{Cita publicación|título=Visualization of antigens attached to cytoskeletal framework in animal cells: colocalization of simian virus 40 Vp1 polypeptide and actin in TC7 cells|fecha=July 1983|publicación=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volumen=80|número=14|páginas=4339–43|bibcode=1983PNAS...80.4339K|doi=10.1073/pnas.80.14.4339|pmc=384033|pmid=6308616|cita=Double labeling with colloidal gold particles of different sizes}}</ref>

Además de las sondas biológicas, las nanopartículas de oro se pueden transferir a varios sustratos minerales, como mica, silicio monocristalino y oro atómicamente plano (III), para ser observados bajo microscopía de fuerza atómica (AFM).<ref>{{Cita libro|capítulo=Size measurement of nanoparticles using atomic force microscopy|título=Characterization of nanoparticles intended for drug delivery|editorial=Humana Press|isbn=978-1-60327-198-1|páginas=71–82|año=2011}}</ref>

=== Sistema de suministro de medicamento ===
Las nanopartículas de oro se pueden utilizar para optimizar la biodistribución de fármacos a órganos, tejidos o células enfermos, con el fin de mejorar y dirigir la administración de fármacos.<ref>{{Cita publicación|título=Functionalized gold nanoparticles for drug delivery|fecha=February 2007|publicación=Nanomedicine|volumen=2|número=1|páginas=113–23|doi=10.2217/17435889.2.1.113|pmid=17716197}}</ref><ref>{{Cita libro|título=Bio-Applications of Nanoparticles|capítulo=Multi-functional gold nanoparticles for drug delivery|volumen=620|páginas=[https://archive.org/details/bioapplicationso00warr/page/48 48–56]|año=2007|doi=10.1007/978-0-387-76713-0_4|isbn=978-0-387-76712-3|chapter-url=https://archive.org/details/bioapplicationso00warr/page/48}}</ref> La administración del fármaco mediada por nanopartículas es factible sólo si la distribución del fármaco es inadecuada. Estos casos incluyen el direccionamiento de fármacos inestables ([[Proteína|proteínas]], [[SiRNA|ARNip]], [[Ácido desoxirribonucleico|ADN]]), administración a sitios difíciles (cerebro, retina, tumores, orgánulos intracelulares) y fármacos con efectos secundarios graves (por ejemplo, agentes anticancerígenos). El rendimiento de las nanopartículas depende del tamaño y las funcionalidades superficiales de las partículas. Además, la liberación del fármaco y la desintegración de las partículas pueden variar según el sistema (por ejemplo, polímeros biodegradables sensibles al pH). Un sistema óptimo de administración de nanofármacos asegura que el fármaco activo esté disponible en el sitio de acción durante el tiempo y la duración correctos, y su concentración debe estar por encima de la concentración mínima efectiva (MEC) y por debajo de la concentración mínima tóxica (MTC).<ref>{{Cita publicación|título=Biomaterials in drug delivery and tissue engineering: one laboratory's experience|fecha=February 2000|publicación=Accounts of Chemical Research|volumen=33|número=2|páginas=94–101|doi=10.1021/ar9800993|pmid=10673317}}</ref>

Las nanopartículas de oro se están investigando como portadores de fármacos como el [[paclitaxel]].<ref>{{Cita publicación|título=Paclitaxel-functionalized gold nanoparticles|fecha=September 2007|publicación=Journal of the American Chemical Society|volumen=129|número=37|páginas=11653–61|doi=10.1021/ja075181k|pmid=17718495}}</ref> La administración de fármacos hidrófobos requiere encapsulación molecular y se encuentra que las partículas nanométricas son particularmente eficientes para evadir el sistema reticuloendotelial .

=== Detección de tumores ===
En la investigación del cáncer, el oro coloidal puede usarse para atacar tumores y proporcionar detección usando SERS ([[espectroscopía Raman mejorada de superficie]]) ''in vivo''. Estas nanopartículas de oro están rodeadas de reporteros Raman, que proporcionan una emisión de luz 200 veces más brillante que los [[Punto cuántico|puntos cuánticos]]. Se encontró que los indicadores Raman se estabilizaron cuando las nanopartículas se encapsularon con una capa de [[Polietilenglicol|polietilenglicol modificado con tiol]]. Esto permite la compatibilidad y la circulación ''in vivo'' . Para apuntar específicamente a células tumorales, las [[Polietileno|partículas de oro polietilengilado]] se conjugan con un anticuerpo (o un fragmento de anticuerpo tal como scFv), contra, por ejemplo, el [[receptor del factor de crecimiento epidérmico]], que a veces se sobreexpresa en células de ciertos tipos de cáncer. Usando SERS, estas nanopartículas de oro pegilado pueden detectar la ubicación del tumor.<ref name="pmid18157119">{{Cita publicación|título=In vivo tumor targeting and spectroscopic detection with surface-enhanced Raman nanoparticle tags|url=https://archive.org/details/sim_nature-biotechnology_2008-01_26_1/page/83|fecha=January 2008|publicación=Nature Biotechnology|volumen=26|número=1|páginas=83–90|doi=10.1038/nbt1377|pmid=18157119}}</ref>

Las nanopartículas de oro se acumulan en los tumores, debido a la filtración de la vasculatura del tumor, y se pueden usar como agentes de contraste para obtener imágenes mejoradas en un sistema de tomografía óptica de resolución temporal que utiliza láseres de pulso corto para la detección del [[cáncer de piel]] en un modelo de ratón. Se ha descubierto que las nanopartículas de oro esféricas administradas por vía intravenosa ampliaron el perfil temporal de las señales ópticas reflejadas y mejoraron el contraste entre el tejido normal circundante y los tumores.<ref>{{Cita publicación|título=Short-Pulse Laser-Based System for Detection of Tumors: Administration of Gold Nanoparticles Enhances Contrast|publicación=Journal of Nanotechnology in Engineering and Medicine|volumen=3|número=2|página=021002|doi=10.1115/1.4007245|año=2012}}</ref>
=== Terapia genética ===
Las nanopartículas de oro han mostrado potencial como vehículos de administración intracelular para oligonucleótidos de ARNip con un impacto terapéutico máximo.

Las nanopartículas de oro muestran potencial como vehículos de administración intracelular para [[Sentido (biología molecular)|oligonucleótidos antisentido]] (ADN monocatenario y bicatenario) al proporcionar protección contra nucleasas intracelulares y facilidad de funcionalización para el direccionamiento selectivo.<ref>Giljohann DA, Seferos DS, Prigodich AE, Patel PC, Mirkin CA. ''Gene regulation with polyvalent siRNA-nanoparticle conjugates.'' J Am Chem Soc 2009;131:2072–2073.</ref>

=== Agentes fototermales ===
Se están investigando las nanovarillas o [[Nanorod|nanorods de oro]] como agentes fototérmicos para aplicaciones ''in vivo''. Las nanovarillas de oro son nanopartículas de oro en forma de varilla cuyas relaciones de aspecto sintonizan la banda de resonancia de plasmón de superficie (SPR) desde la longitud de onda visible hasta la del infrarrojo cercano. La extinción total de la luz en el SPR se compone tanto de absorción como de dispersión. Para nanovarillas de diámetro axial más pequeño (~ 10&nbsp;nm), la absorción domina, mientras que para las nanovarillas de mayor diámetro axial (> 35&nbsp;nm) puede dominar la dispersión. Como consecuencia, para los estudios ''in vivo'', se están utilizando nanovarillas de oro de diámetro pequeño como convertidores fototérmicos de luz infrarroja cercana debido a sus secciones transversales de alta absorción.<ref>{{Cita publicación|título=The most effective gold nanorod size for plasmonic photothermal therapy: theory and in vitro experiments|fecha=February 2014|publicación=The Journal of Physical Chemistry B|volumen=118|número=5|páginas=1319–26|doi=10.1021/jp409298f|pmc=3983380|pmid=24433049}}</ref> Dado que la luz de infrarrojo cercano se transmite fácilmente a través de la piel y los tejidos humanos, estas nanovarillas pueden usarse como componentes de ablación para el cáncer y otros objetivos. Cuando se recubren con polímeros, se ha observado que las nanovarillas de oro circulan ''in vivo'' con vidas medias superiores a 6 horas, tiempos de residencia corporal de alrededor de 72 horas y poca o ninguna absorción en ningún órgano interno excepto el hígado.<ref>{{Cita publicación|título=PEG-modified gold nanorods with a stealth character for in vivo applications|fecha=September 2006|publicación=Journal of Controlled Release|volumen=114|número=3|páginas=343–7|doi=10.1016/j.jconrel.2006.06.017|pmid=16876898}}</ref>

A pesar del incuestionable éxito de las nanovarillas de oro como agentes fototérmicos en la [[Desarrollo preclínico|investigación preclínica]], aún no han obtenido la aprobación para uso clínico porque el tamaño está por encima del umbral de [[Depuración (medicina)|excreción renal.]]<ref>{{Cita publicación|título=Ultrasmall-in-Nano Approach: Enabling the Translation of Metal Nanomaterials to Clinics|apellidos=Cassano|nombre=Domenico|apellidos2=Pocoví-Martínez|nombre2=Salvador|fecha=2018-01-17|publicación=Bioconjugate Chemistry|volumen=29|número=1|páginas=4–16|issn=1043-1802|doi=10.1021/acs.bioconjchem.7b00664|pmid=29186662|apellidos3=Voliani|nombre3=Valerio}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Bringing Again Noble Metal Nanoparticles to the Forefront of Cancer Therapy|apellidos=Vlamidis|nombre=Ylea|apellidos2=Voliani|nombre2=Valerio|fecha=2018-10-08|publicación=Frontiers in Bioengineering and Biotechnology|volumen=6|páginas=143|issn=2296-4185|doi=10.3389/fbioe.2018.00143|pmc=6186777|pmid=30349817}}</ref> En 2019, se ha informado de la primera arquitectura ultrapequeña [[Nanopartículas plasmónicas|plasmónica]] absorbente de NIR, que combina conjuntamente: (i) una conversión [[Terapia fototérmica|fototérmica]] [[Terapia de hipertermia|adecuada para tratamientos de hipertermia]], (ii) la posibilidad de múltiples [[Terapia fototérmica|tratamientos fototérmicos]] y (iii) [[Depuración (medicina)|la excreción renal]] de los bloques de construcción después de la acción terapéutica.<ref>{{Cita publicación|título=Photothermal effect by NIR-responsive excretable ultrasmall-in-nano architectures|apellidos=Cassano|nombre=Domenico|apellidos2=Santi|nombre2=Melissa|fecha=2019|publicación=Materials Horizons|volumen=6|número=3|páginas=531–537|issn=2051-6347|doi=10.1039/C9MH00096H|apellidos3=D’Autilia|nombre3=Francesca|apellidos4=Mapanao|nombre4=Ana Katrina|apellidos5=Luin|nombre5=Stefano|apellidos6=Voliani|nombre6=Valerio}}</ref>

=== Potenciador de dosis de radioterapia ===
Se ha mostrado un interés considerable en el uso de oro y otras nanopartículas que contienen átomos pesados para mejorar la dosis administrada a los tumores.<ref name="pmid15509078">{{Cita publicación|título=The use of gold nanoparticles to enhance radiotherapy in mice|fecha=September 2004|publicación=Physics in Medicine and Biology|volumen=49|número=18|páginas=N309–15|doi=10.1088/0031-9155/49/18/N03|pmid=15509078}}</ref> Dado que los tumores absorben las nanopartículas de oro más que el tejido sano cercano, la dosis se mejora de forma selectiva. La eficacia biológica de este tipo de terapia parece deberse al depósito local de la dosis de radiación cerca de las nanopartículas.<ref name="pmid22355537">{{Cita publicación|título=Biological consequences of nanoscale energy deposition near irradiated heavy atom nanoparticles|fecha=2011|publicación=Scientific Reports|volumen=1|páginas=18|bibcode=2011NatSR...1E..18M|doi=10.1038/srep00018|pmc=3216506|pmid=22355537}}</ref> Este mecanismo es el mismo que ocurre en la terapia de iones pesados.

=== Detección de gases tóxicos ===
Los investigadores han desarrollado métodos sencillos y económicos para la detección ''in situ'' de [[Ácido sulfhídrico|sulfuro de hidrógeno]] {{Fquim|H|2|S}} presente en el aire basado en la antiagregación de nanopartículas de oro (AuNPs). Disolución de {{Fquim|H|2|S}} en una [[Álcali|solución tampón alcalina]] débil conduce a la formación de HS-, que puede estabilizar los AuNP y garantizar que mantengan su color rojo, lo que permite la detección visual de niveles tóxicos de {{Fquim|H|2|S}}.<ref>{{Cita publicación|url=http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/8745|título=On-site visual detection of hydrogen sulfide in air based on enhancing the stability of gold nanoparticles|fecha=May 2014|publicación=ACS Applied Materials & Interfaces|volumen=6|número=9|páginas=6300–7|doi=10.1021/am500564w|pmid=24754960}}</ref>

=== Biosensor a base de nanopartículas de oro ===
Las nanopartículas de oro se incorporan a los [[Biosensor|biosensores]] para mejorar su estabilidad, sensibilidad y selectividad.<ref name="review">{{Cita publicación|título=Gold nanoparticle-based biosensors|publicación=Gold Bulletin|volumen=43|páginas=29–41|doi=10.1007/BF03214964|año=2010}}</ref> Las propiedades de las nanopartículas como el tamaño pequeño, la alta relación superficie-volumen y la alta energía superficial permiten la inmovilización de una amplia gama de biomoléculas. La nanopartícula de oro, en particular, también podría actuar como «alambre de electrones» para transportar electrones y su efecto de amplificación sobre la luz electromagnética le permite funcionar como amplificador de señal.<ref>{{Cita publicación|título=Silver-Enhanced Colloidal Gold Electrochemical Stripping Detection of DNA Hybridization|publicación=Langmuir|volumen=17|número=19|página=5739|doi=10.1021/la011002f|año=2001}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Magnetically-induced solid-state electrochemical detection of DNA hybridization|fecha=April 2002|publicación=Journal of the American Chemical Society|volumen=124|número=16|páginas=4208–9|doi=10.1021/ja0255709|pmid=11960439}}</ref> Los principales tipos de biosensores basados en nanopartículas de oro son los biosensores ópticos y electroquímicos.

==== Biosensor óptico ====
[[Archivo:Gold_nanoparticles_as_indicators.jpg|miniaturadeimagen|441x441px| [[Glutatión|Biosensor de glutatión]] (GSH) a base de nanopartículas de oro (Au-NP). Los AuNP están [[Grupo funcional|funcionalizados]] con un grupo químico que se une al GSH y hace que los NP colapsen parcialmente y, por lo tanto, cambien de color. La cantidad exacta de GSH se puede obtener mediante [[Espectroscopia ultravioleta-visible|espectroscopia UV-vis a]] través de una [[curva de calibración]].]]
Las nanopartículas de oro mejoran la sensibilidad del sensor óptico en respuesta al cambio en el índice de refracción local. El ángulo de la luz de incidencia para la resonancia del plasmón superficial, una interacción entre la onda de luz y los electrones conductores en el metal, cambia cuando otras sustancias están unidas a la superficie del metal.<ref>{{Cita publicación|título=Gold nanoparticles: assembly, supramolecular chemistry, quantum-size-related properties, and applications toward biology, catalysis, and nanotechnology|fecha=January 2004|publicación=Chemical Reviews|volumen=104|número=1|páginas=293–346|doi=10.1021/cr030698+|pmid=14719978}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Gold nanostructures: engineering their plasmonic properties for biomedical applications|url=https://archive.org/details/sim_chemical-society-great-britain-chemical-society-reviews_2006-11_35_11/page/1084|fecha=November 2006|publicación=Chemical Society Reviews|volumen=35|número=11|páginas=1084–94|doi=10.1039/b517615h|pmid=17057837}}</ref> Debido a que el oro es muy sensible a la [[constante dieléctrica]] de su entorno,<ref>{{Cita publicación|título=Spectral Properties and Relaxation Dynamics of Surface Plasmon Electronic Oscillations in Gold and Silver Nanodots and Nanorods|publicación=J. Phys. Chem. B|volumen=103|número=40|página=8410|doi=10.1021/jp9917648|año=1996}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Surface Plasmon Spectroscopy of Nanosized Metal Particles|apellidos=Mulvaney|nombre=P.|publicación=Langmuir|volumen=12|número=3|página=788|doi=10.1021/la9502711|año=1996}}</ref> unión de un [[analito]] cambiaría significativamente la SPR de las nanopartículas de oro y, por lo tanto, permitiría una detección más sensible. La nanopartícula de oro también podría amplificar la señal SPR.<ref>{{Cita publicación|título=Detection of phosphopeptides by localized surface plasma resonance of titania-coated gold nanoparticles immobilized on glass substrates|fecha=October 2006|publicación=Analytical Chemistry|volumen=78|número=19|páginas=6873–8|doi=10.1021/ac060833t|pmid=17007509}}</ref> Cuando la onda de plasmón pasa a través de la nanopartícula de oro, la densidad de carga en la onda y el electrón en el oro interactúan y dan como resultado una respuesta energética más alta, lo que se denomina acoplamiento de electrones.<ref name="review"/> Dado que el analito y el biorreceptor ahora se unen al oro, aumenta la masa aparente del analito y, por lo tanto, amplifica la señal. Estas propiedades se han utilizado para construir un sensor de ADN con 1000 veces más sensible que sin el Au NP.<ref>{{Cita publicación|título=Colloidal Au-Enhanced Surface Plasmon Resonance for Ultrasensitive Detection of DNA Hybridization|publicación=Journal of the American Chemical Society|volumen=122|número=38|página=9071|doi=10.1021/ja001215b|año=2000}}</ref> El sensor de humedad también se construyó alterando el espacio entre átomos entre moléculas con el cambio de humedad, el cambio entre espacios también daría como resultado un cambio en el LSPR de Au NP.<ref>{{Cita publicación|título=Local plasmon sensor with gold colloid monolayers deposited upon glass substrates|apellidos=Okamoto|nombre=Takayuki|apellidos2=Yamaguchi|nombre2=Ichirou|publicación=Opt Lett|volumen=25|número=6|páginas=372–4|bibcode=2000OptL...25..372O|doi=10.1364/OL.25.000372|pmid=18059883|apellidos3=Kobayashi|nombre3=Tetsushi|año=2000}}</ref>

==== Biosensor electroquímico ====
El sensor electroquímico convierte la información biológica en señales eléctricas que podrían detectarse. La conductividad y biocompatibilidad de Au NP le permiten actuar como «alambre de electrones».<ref name="review"/> Transfiere electrones entre el electrodo y el [[sitio activo]] de la enzima.<ref>{{Cita publicación|título=Morphology-Dependent Electrochemistry of Cytochromecat Au Colloid-Modified SnO2Electrodes|publicación=Journal of the American Chemical Society|volumen=118|número=5|página=1154|doi=10.1021/ja952951w|año=1996}}</ref> Se puede lograr de dos maneras: conecte el NP de Au a la enzima o al electrodo. El electrodo de monocapa de GNP-glucosa oxidasa se construyó utilizando estos dos métodos.<ref>{{Cita publicación|título="Plugging into Enzymes": nanowiring of redox enzymes by a gold nanoparticle|fecha=March 2003|publicación=Science|volumen=299|número=5614|páginas=1877–81|bibcode=2003Sci...299.1877X|doi=10.1126/science.1080664|pmid=12649477}}</ref> El Au NP permitió una mayor libertad en la orientación de la enzima y, por lo tanto, una detección más sensible y estable. Au NP también actúa como plataforma de inmovilización de la enzima. La mayoría de las biomoléculas se desnaturalizan o pierden su actividad cuando interactúan con el electrodo. La biocompatibilidad y la alta energía superficial del Au le permiten unirse a una gran cantidad de proteína sin alterar su actividad y da como resultado un sensor más sensible.<ref>{{Cita publicación|título=Pepsin−Gold Colloid Conjugates: Preparation, Characterization, and Enzymatic Activity|publicación=Langmuir|volumen=17|número=5|página=1674|doi=10.1021/la001164w|año=2001}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Studies on the formation of bioconjugates of Endoglucanase with colloidal gold|publicación=Colloids and Surfaces B: Biointerfaces|volumen=25|número=2|página=129|doi=10.1016/s0927-7765(01)00301-0|año=2002}}</ref> Además, Au NP también cataliza reacciones biológicas.<ref>{{Cita publicación|título=Onset of catalytic activity of gold clusters on titania with the appearance of nonmetallic properties|fecha=September 1998|publicación=Science|volumen=281|número=5383|páginas=1647–50|bibcode=1998Sci...281.1647V|doi=10.1126/science.281.5383.1647|pmid=9733505}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Gold–platinum alloy nanoparticle assembly as catalyst for methanol electrooxidation|publicación=Chemical Communications|volumen=2001|número=5|página=473|doi=10.1039/b008669j|año=2001}}</ref> Nanopartícula de oro menor de 2&nbsp;nm ha mostrado actividad catalítica para la oxidación del estireno.<ref>{{Cita publicación|título=Selective oxidation with dioxygen by gold nanoparticle catalysts derived from 55-atom clusters|fecha=August 2008|publicación=Nature|volumen=454|número=7207|páginas=981–3|bibcode=2008Natur.454..981T|doi=10.1038/nature07194|pmid=18719586}}</ref>

==== Biosensor inmunológico ====
Se han recubierto nanopartículas de oro con [[Péptido|péptidos]] y glicanos para su uso en métodos de detección inmunológica.<ref>{{Cita publicación|título=Glyconanoparticles as multifunctional and multimodal carbohydrate systems|url=https://archive.org/details/sim_chemical-society-great-britain-chemical-society-reviews_2013-06-07_42_11/page/n221|publicación=Chem. Soc. Rev.|volumen=42|número=11|páginas=4728–45|doi=10.1039/C2CS35420A|pmid=23288339|año=2013}}</ref> La posibilidad de usar gliconanopartículas en [[ELISA]] fue inesperada, pero el método parece tener una alta sensibilidad y, por lo tanto, ofrece potencial para el desarrollo de ensayos específicos para la identificación diagnóstica [[Anticuerpo|anticuerpos]] en sueros de pacientes.<ref>{{Cita publicación|título=High sensitive detection of carbohydrate binding proteins in an ELISA-solid phase assay based on multivalent glyconanoparticles.|publicación=PLOS ONE|volumen=8|número=8|páginas=e73027|bibcode=2013PLoSO...873027C|doi=10.1371/journal.pone.0073027|pmc=3754922|pmid=24014084|año=2013}}</ref>

=== Películas delgadas ===
Las nanopartículas de oro cubiertas con ligandos orgánicos, como las moléculas de alcanotiol, pueden autoensamblarse en grandes monocapas (> cm<math>^{2}</math>). Las partículas se preparan primero en un disolvente orgánico, como cloroformo o tolueno, y luego se esparcen en monocapas sobre una superficie líquida o sobre un sustrato sólido. Tales películas finas interfaciales de nanopartículas tienen una estrecha relación con las [[Película de Langmuir-Blodgett|monocapas de Langmuir-Blodgett]] hechas de tensioactivos.

Las propiedades mecánicas de las monocapas de nanopartículas se han estudiado ampliamente. Para 5&nbsp;nm cubiertas con dodecanotiol, el módulo de Young de la monocapa es del orden de GPa.<ref>{{Cita publicación|título=Elastic membranes of close-packed nanoparticle arrays|fecha=September 2007|publicación=Nature Materials|volumen=6|número=9|páginas=656–60|bibcode=2007NatMa...6..656M|doi=10.1038/nmat1965|pmid=17643104}}</ref> La mecánica de las membranas está guiada por fuertes interacciones entre capas de ligandos en partículas adyacentes.<ref>{{Cita publicación|título=Fabrication and mechanical properties of large-scale freestanding nanoparticle membranes|fecha=July 2010|publicación=Small|volumen=6|número=13|páginas=1449–56|doi=10.1002/smll.201000114|pmid=20521265}}</ref> Tras la fractura, las películas se agrietan perpendicularmente a la dirección de la deformación con un esfuerzo de fractura de 11 <math>\pm</math> 2,6 MPa, comparable al de las películas poliméricas reticuladas.<ref>{{Cita publicación|título=Fracture and failure of nanoparticle monolayers and multilayers|fecha=February 2014|publicación=Nano Letters|volumen=14|número=2|páginas=826–30|bibcode=2014NanoL..14..826W|doi=10.1021/nl404185b|pmid=24467462}}</ref> Las membranas de nanopartículas independientes exhiben una rigidez a la flexión del orden de 10 <math>^{5}</math> eV, mayor de lo que se predice en teoría para placas continuas del mismo espesor, debido a restricciones microestructurales no locales como el acoplamiento no local de grados de libertad de rotación de partículas.<ref>{{Cita publicación|título=Strong Resistance to Bending Observed for Nanoparticle Membranes|fecha=October 2015|publicación=Nano Letters|volumen=15|número=10|páginas=6732–7|bibcode=2015NanoL..15.6732W|doi=10.1021/acs.nanolett.5b02587|pmid=26313627}}</ref> Por otro lado, se encuentra que la resistencia a la flexión se reduce en gran medida en las monocapas de nanopartículas que están soportadas en la interfaz aire / agua, posiblemente debido a la detección de interacciones de ligando en un ambiente húmedo.<ref name="pmid28397901">{{Cita publicación|título=The role of ligands in the mechanical properties of Langmuir nanoparticle films|fecha=May 2017|publicación=Soft Matter|volumen=13|número=17|páginas=3125–3133|bibcode=2017SMat...13.3125G|doi=10.1039/c7sm00319f|pmid=28397901}}</ref>

== Química de superficie ==
En muchos tipos diferentes de síntesis de oro coloidal, la [[Interfase (materia)|interfaz]] de las nanopartículas puede mostrar caracteres muy diferentes, que van desde una interfaz similar a una monocapa autoensamblada hasta un límite desordenado sin patrones repetidos.<ref name="Sperling 1333–1383">{{Cita publicación|título=Surface modification, functionalization and bioconjugation of colloidal inorganic nanoparticles|fecha=March 2010|publicación=Philosophical Transactions. Series A, Mathematical, Physical, and Engineering Sciences|volumen=368|número=1915|páginas=1333–83|bibcode=2010RSPTA.368.1333S|doi=10.1098/rsta.2009.0273|pmid=20156828}}</ref> Más allá de la interfaz Au-Ligando, la conjugación de los ligandos interfaciales con varios [[Resto (química)|restos]] funcionales (desde pequeñas moléculas orgánicas hasta polímeros, ADN y ARN) proporciona al oro coloidal gran parte de su vasta funcionalidad.

=== Intercambio/funcionalización de ligandos ===
Después de la síntesis inicial de nanopartículas, los ligandos de oro coloidal a menudo se intercambian con nuevos ligandos diseñados para aplicaciones específicas. Por ejemplo, las NP de Au producidas mediante el método de estilo Turkevich (o reducción de citrato) reaccionan fácilmente mediante reacciones de intercambio de ligandos, debido a la unión relativamente débil entre los grupos carboxilo y las superficies de las NP.<ref>{{Cita publicación|título=Molecular recognition by gold, silver and copper nanoparticles|fecha=August 2013|publicación=World Journal of Biological Chemistry|volumen=4|número=3|páginas=35–63|doi=10.4331/wjbc.v4.i3.35|pmc=3746278|pmid=23977421}}</ref> Este intercambio de ligando puede producir la conjugación con una serie de biomoléculas desde el ADN hasta el ARN hasta las proteínas y los polímeros (como el [[Polietilenglicol|PEG]]) para aumentar la [[biocompatibilidad]] y la funcionalidad. Por ejemplo, se ha demostrado que los ligandos mejoran la[[Catálisis|actividad catalítica]] al mediar interacciones entre los adsorbatos y las superficies de oro activo para reacciones de oxigenación específicas.<ref>{{Cita publicación|título=Enhanced catalytic activity of self-assembled-monolayer-capped gold nanoparticles|fecha=December 2012|publicación=Advanced Materials|volumen=24|número=48|páginas=6462–7|doi=10.1002/adma.201202979|pmid=22968900}}</ref> El intercambio de ligandos también se puede utilizar para promover la transferencia de fase de las partículas coloidales.<ref name="Sperling 1333–1383" /> El intercambio de ligando también es posible con NP detenidas por alcano-tiol producidas por el método de síntesis de tipo Brust, aunque se necesitan temperaturas más altas para promover la velocidad de desprendimiento del ligando.<ref>{{Cita publicación|título=Structural and theoretical basis for ligand exchange on thiolate monolayer protected gold nanoclusters|fecha=August 2012|publicación=Journal of the American Chemical Society|volumen=134|número=32|páginas=13316–22|doi=10.1021/ja3032339|pmc=4624284|pmid=22816317}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Kinetics study of the binding of multivalent ligands on size-selected gold nanoparticles|fecha=April 2011|publicación=Langmuir|volumen=27|número=8|páginas=4456–64|doi=10.1021/la105134m|pmid=21413796}}</ref> Se logra un método alternativo para una funcionalización adicional mediante la conjugación de los ligandos con otras moléculas, aunque este método puede provocar la degradación de la estabilidad coloidal de las NP de Au.<ref>{{Cita publicación|url=https://figshare.com/articles/Phase_Transfer_of_Large_Gold_Nanoparticles_to_Organic_Solvents_with_Increased_Stability/3030778|título=Phase transfer of large gold nanoparticles to organic solvents with increased stability|fecha=January 2007|publicación=Langmuir|volumen=23|número=3|páginas=1414–8|doi=10.1021/la0617560|pmid=17241067}}</ref>

=== Eliminación de ligandos ===
En muchos casos, como en diversas aplicaciones catalíticas de alta temperatura de Au, la eliminación de los ligandos de remate produce propiedades fisicoquímicas más deseables.<ref>{{Cita publicación|url=https://zenodo.org/record/1233471|título=Catalysis by clusters with precise numbers of atoms|fecha=July 2015|publicación=Nature Nanotechnology|volumen=10|número=7|páginas=577–88|bibcode=2015NatNa..10..577T|doi=10.1038/nnano.2015.140|pmid=26139144}}</ref> La eliminación de ligandos del oro coloidal mientras se mantiene un número relativamente constante de átomos de Au por NP de Au puede ser difícil debido a la tendencia de estos grupos desnudos a agregarse. La eliminación de ligandos se puede lograr en parte simplemente lavando todo el exceso de ligandos de remate, aunque este método es ineficaz para eliminar todo el ligando de remate. Más a menudo, la eliminación del ligando se logra a alta temperatura o ablación con luz seguida de lavado. Alternativamente, los ligandos pueden [[Grabado electrolítico|atacarse electroquímicamente]].<ref>{{Cita publicación|título=Removal and Utilization of Capping Agents in Nanocatalysis|apellidos=Niu|nombre=Zhiqiang|apellidos2=Li|nombre2=Yadong|fecha=2014-01-14|publicación=Chemistry of Materials|volumen=26|número=1|páginas=72–83|doi=10.1021/cm4022479}}</ref>

=== Estructura superficial y entorno químico. ===
La estructura precisa de los ligandos en la superficie de las nanopartículas de oro coloidal impacta sus propiedades. Las conformaciones de unión y el empaquetamiento superficial de los ligandos de remate en la superficie de las NP de oro coloidal tienden a diferir mucho de la adsorción del modelo de superficie a granel, en gran parte debido a la alta curvatura observada en las superficies de las nanopartículas.<ref name="Sperling 1333–1383" /> Las interfaces de tiolato-oro a nanoescala se han estudiado bien y se observa que los ligandos de tiolato extraen los átomos de Au de la superficie de las partículas para obtener motivos «básicos» que tienen un carácter significativo de Thiyl-Au (0).<ref name="Häkkinen 9927–9931">{{Cita publicación|título=Divide and protect: capping gold nanoclusters with molecular gold-thiolate rings|fecha=May 2006|publicación=The Journal of Physical Chemistry B|volumen=110|número=20|páginas=9927–31|doi=10.1021/jp0619787|pmid=16706449}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Gold surfaces and nanoparticles are protected by Au(0)-thiyl species and are destroyed when Au(I)-thiolates form|fecha=March 2016|publicación=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volumen=113|número=11|páginas=E1424–33|bibcode=2016PNAS..113E1424R|doi=10.1073/pnas.1600472113|pmc=4801306|pmid=26929334}}</ref> La superficie de citrato-oro, por otro lado, está relativamente menos estudiada debido a la gran cantidad de conformaciones de unión del citrato a las superficies curvas de oro. Un estudio realizado en 2014 identificó que la unión más preferida del citrato involucra dos ácidos carboxílicos y el grupo hidroxilo del citrato se une a tres átomos de metal en la superficie.<ref>{{Cita publicación|título=Structural study of citrate layers on gold nanoparticles: role of intermolecular interactions in stabilizing nanoparticles|fecha=February 2014|publicación=Journal of the American Chemical Society|volumen=136|número=5|páginas=1907–21|doi=10.1021/ja4097384|pmid=24422457}}</ref>

== Salud y seguridad ==
 
Dado que las nanopartículas de oro (AuNP) se investigan más a fondo para la administración selectiva de fármacos en humanos, su toxicidad tiene que ser considerada. En su mayor parte, se sugiere que los AuNP son biocompatibles,{{Cita requerida|fecha=December 2016}} pero es necesario determinar las concentraciones a las que se vuelven tóxicas, y si esas concentraciones caen dentro del rango de concentraciones utilizadas. La toxicidad se puede probar ''[[in vitro]]'' e ''[[in vivo]]'' . Los resultados de toxicidad ''in vitro'' pueden variar según el tipo de medio de crecimiento celular con diferentes composiciones de proteínas, el método utilizado para determinar la toxicidad celular (salud celular, estrés celular, cuántas células se introducen en una célula) y los ligandos de protección en solución.<ref name="Alkilany">{{Cita publicación|título=Toxicity and cellular uptake of gold nanoparticles: what we have learned so far?|fecha=September 2010|publicación=Journal of Nanoparticle Research|volumen=12|número=7|páginas=2313–2333|bibcode=2010JNR....12.2313A|doi=10.1007/s11051-010-9911-8|pmc=2988217|pmid=21170131}}</ref> Las evaluaciones ''in vivo'' pueden determinar la salud general de un organismo (comportamiento anormal, pérdida de peso, promedio de vida), así como la toxicología específica del tejido (riñón, hígado, sangre) y las respuestas inflamatorias y oxidativas.<ref name="Alkilany" /> Los experimentos ''in vitro'' son más populares que los experimentos ''in vivo'' porque los experimentos ''in vitro'' son más simples de realizar que los experimentos ''in vivo.''<ref name="Alkilany" />

=== Toxicidad y peligros en síntesis ===
Aunque las AuNPs de oro en sí parecen tener una toxicidad baja o insignificante,{{Cita requerida|fecha=December 2016}} y la literatura muestra que la toxicidad tiene mucho más que ver con los ligandos que con las partículas en sí, la síntesis de ellos involucra químicos que son peligrosos. [[Borohidruro de sodio|El borohidruro de sodio]], un reactivo fuerte, se usa para reducir los iones de oro a metal dorado.<ref>{{Cita publicación|título=On the mechanism of metal nanoparticle synthesis in the Brust-Schiffrin method|fecha=August 2013|publicación=Langmuir|volumen=29|número=31|páginas=9863–73|doi=10.1021/la401604q|pmid=23848382}}</ref> Los iones de oro generalmente provienen del [[ácido cloroáurico]], un ácido potente.<ref name="Cellular uptake">{{Cita publicación|título=Cellular uptake and cytotoxicity of gold nanorods: molecular origin of cytotoxicity and surface effects|fecha=March 2009|publicación=Small|volumen=5|número=6|páginas=701–8|doi=10.1002/smll.200801546|pmid=19226599}}</ref> Debido a la alta toxicidad y peligrosidad de los reactivos utilizados para sintetizar AuNP, surgió la necesidad de métodos de síntesis más «verdes».

=== Toxicidad debida a los ligandos de protección ===
Algunos de los ligandos de protección asociados con AuNP pueden ser tóxicos mientras que otros no lo son. Para las nanovarillas de oro (AuNR), se ha demostrado una fuerte citotoxicidad asociada a AuNR estabilizadas con [[Bromuro de hexadeciltrimetilamonio|CTAB]] a baja concentración, pero se cree que CTAB libre fue el culpable de la toxicidad.<ref name="Cellular uptake" /><ref>{{Cita publicación|título=Modification of gold nanorods using phosphatidylcholine to reduce cytotoxicity|fecha=January 2006|publicación=Langmuir|volumen=22|número=1|páginas=2–5|doi=10.1021/la0520029|pmid=16378388}}</ref> Las modificaciones que recubren estas AuNR reducen esta toxicidad en las células de cáncer de colon humano (HT-29) al evitar que las moléculas de CTAB se [[Desorción|desorben]] de las AuNR nuevamente en la solución.<ref name="Cellular uptake" /> La toxicidad del ligando también se puede observar en las AuNP. En comparación con la toxicidad del 90% de HAuCl<sub>4</sub> a la misma concentración, se demostró que las AuNP con extremos carboxilato no eran tóxicas.<ref name="Rotello Toxicity">{{Cita publicación|título=Toxicity of gold nanoparticles functionalized with cationic and anionic side chains|fecha=June 2004|publicación=Bioconjugate Chemistry|volumen=15|número=4|páginas=897–900|doi=10.1021/bc049951i|pmid=15264879}}</ref> Las AuNP grandes conjugadas con biotina, cisteína, citrato y glucosa no eran tóxicas en las células de leucemiahumana (K562) en concentraciones de hasta 0,25 M.<ref name="Murphy Jan 2005">{{Cita publicación|título=Gold nanoparticles are taken up by human cells but do not cause acute cytotoxicity|fecha=March 2005|publicación=Small|volumen=1|número=3|páginas=325–7|doi=10.1002/smll.200400093|pmid=17193451}}</ref> Además, se ha demostrado que las nanoesferas de oro cubiertas con citrato (AuNS) son compatibles con la sangre humana y no causan agregación plaquetaria ni una respuesta inmune.<ref>{{Cita publicación|título=Interaction of colloidal gold nanoparticles with human blood: effects on particle size and analysis of plasma protein binding profiles|fecha=June 2009|publicación=Nanomedicine|volumen=5|número=2|páginas=106–17|doi=10.1016/j.nano.2008.08.001|pmc=3683956|pmid=19071065}}</ref> Sin embargo, nanopartículas de oro cubiertas con citrato de tamaño 8-37&nbsp;nm resultaron ser letalmente tóxicas para ratones, provocando una vida útil más corta, enfermedad grave, pérdida de apetito y peso, decoloración del cabello y daño al hígado, el bazo y los pulmones; las nanopartículas de oro se acumulan en el bazo y el hígado después de viajar por una sección del sistema inmunológico.<ref>{{Cita publicación|título=Assessment of the In Vivo Toxicity of Gold Nanoparticles|fecha=May 2009|publicación=Nanoscale Research Letters|volumen=4|número=8|páginas=858–864|bibcode=2009NRL.....4..858C|doi=10.1007/s11671-009-9334-6|pmc=2894102|pmid=20596373}}</ref> Hay opiniones mixtas para las AuNP modificadas con [[polietilenglicol]] (PEG). Se encontró que estas AuNPs eran tóxicas para el hígado de ratón por inyección, causando muerte celular e inflamación menor.<ref>{{Cita publicación|título=Acute toxicity and pharmacokinetics of 13 nm-sized PEG-coated gold nanoparticles|fecha=April 2009|publicación=Toxicology and Applied Pharmacology|volumen=236|número=1|páginas=16–24|doi=10.1016/j.taap.2008.12.023|pmid=19162059}}</ref> Sin embargo, las AuNP conjugadas con copolímeros de PEG mostraron una toxicidad insignificante hacia las células del colon humano ([[Células Caco-2|Caco-2]]).<ref>{{Cita publicación|título=Surface-engineered nanoparticles for multiple ligand coupling|url=https://archive.org/details/sim_biomaterials_2003-11_24_24/page/4529|fecha=November 2003|publicación=Biomaterials|volumen=24|número=24|páginas=4529–37|doi=10.1016/s0142-9612(03)00348-x|pmid=12922162}}</ref> La toxicidad de AuNP también depende de la carga global de los ligandos. En ciertas dosis, las AuNS que tienen ligandos con carga positiva son tóxicas en las células renales de mono (Cos-1), los glóbulos rojos humanos y ''E. coli'' debido a la interacción de las AuNS con la membrana celular cargada negativamente; se ha encontrado que las AuNS con ligandos cargados negativamente no son tóxicas en estas especies.<ref name="Rotello Toxicity" /> Además de los experimentos ''in vivo'' e ''in vitro'' mencionados anteriormente, se han realizado otros experimentos similares. Los alquiltiolato-AuNP con terminales de ligando de trimetilamonio median en la [[Translocación cromosómica|translocación]] de ADN a través de las membranas celulares de mamíferos ''in vitro'' a un nivel elevado, lo que es perjudicial para estas células.<ref>{{Cita publicación|título=Gold nanoparticles in nanomedicine: preparations, imaging, diagnostics, therapies and toxicity|url=https://archive.org/details/sim_chemical-society-great-britain-chemical-society-reviews_2009-06_38_6/page/1759|fecha=June 2009|publicación=Chemical Society Reviews|volumen=38|número=6|páginas=1759–82|doi=10.1039/b806051g|pmid=19587967}}</ref> La neblina corneal en conejos se ha curado ''in vivo'' mediante el uso de nanopartículas de oro cubiertas con polietilemnimina que fueron transfectadas con un gen que promueve la cicatrización de heridas e inhibe la [[fibrosis]] corneal.<ref>{{Cita publicación|título=BMP7 gene transfer via gold nanoparticles into stroma inhibits corneal fibrosis in vivo|fecha=June 2013|publicación=PLOS ONE|volumen=8|número=6|páginas=e66434|bibcode=2013PLoSO...866434T|doi=10.1371/journal.pone.0066434|pmc=3682981|pmid=23799103}}</ref>

=== Toxicidad por tamaño de nanopartículas ===
La toxicidad en ciertos sistemas también puede depender del tamaño de la nanopartícula. Las AuNSs tamaño 1.4&nbsp;nm resultaron tóxicas en células de cáncer de piel humana (SK-Mel-28), células de cáncer de cuello uterino humano ([[HeLa]]), [[Fibroblasto|células de fibroblastos de]] ratón (L929) y [[Macrófago|macrófagos de]] ratón (J774A.1), mientras que las AuNS de 0.8, 1.2 y 1.8&nbsp;nm eran menos tóxicas en una cantidad seis veces mayor, y las AuNS de 15&nbsp;nm no eran tóxicas.<ref name="Rotello Toxicity" /> Existe alguna evidencia de acumulación de AuNP después de la inyección en estudios ''in vivo'', pero esto depende mucho del tamaño. Se descubrió que las AuNP de 1.8&nbsp;nm estaban casi totalmente atrapadas en los pulmones de las ratas.<ref>{{Cita publicación|título=Nanofabricated particles for engineered drug therapies: a preliminary biodistribution study of PRINT nanoparticles|fecha=August 2007|publicación=Journal of Controlled Release|volumen=121|número=1–2|páginas=10–8|doi=10.1016/j.jconrel.2007.05.027|pmc=1994820|pmid=17643544}}</ref> También se encontró que las AuNP de diferentes tamaños se acumulaban en la sangre,<ref name="Sonavane">{{Cita publicación|título=Biodistribution of colloidal gold nanoparticles after intravenous administration: effect of particle size|fecha=October 2008|publicación=Colloids and Surfaces. B, Biointerfaces|volumen=66|número=2|páginas=274–80|doi=10.1016/j.colsurfb.2008.07.004|pmid=18722754}}</ref><ref name="De Jong">{{Cita publicación|título=Particle size-dependent organ distribution of gold nanoparticles after intravenous administration|url=https://archive.org/details/sim_biomaterials_2008-04_29_12/page/1912|fecha=April 2008|publicación=Biomaterials|volumen=29|número=12|páginas=1912–9|doi=10.1016/j.biomaterials.2007.12.037|pmid=18242692}}</ref> cerebro,<ref name="Sonavane" /> estómago,<ref name="Sonavane" /> páncreas,<ref name="Sonavane" /> riñones,<ref name="Sonavane" /> hígado,<ref name="Sonavane" /><ref name="De Jong" /> y bazo.<ref name="Sonavane" /><ref name="De Jong" />

Las investigaciones de bioseguridad y biocinética en nano-arquitecturas ultrapequeñas biodegradables han demostrado que las nanopartículas de oro pueden evitar la acumulación de metales en los organismos a través del escape por la vía renal.<ref>{{Cita publicación|url=https://figshare.com/articles/Biosafety_and_Biokinetics_of_Noble_Metals_The_Impact_of_Their_Chemical_Nature/9941663|título=Biosafety and Biokinetics of Noble Metals: The Impact of Their Chemical Nature|apellidos=Cassano|nombre=Domenico|apellidos2=Mapanao|nombre2=Ana-Katrina|fecha=2019-10-21|publicación=ACS Applied Bio Materials|volumen=2|número=10|páginas=4464–4470|issn=2576-6422|doi=10.1021/acsabm.9b00630|apellidos3=Summa|nombre3=Maria|apellidos4=Vlamidis|nombre4=Ylea|apellidos5=Giannone|nombre5=Giulia|apellidos6=Santi|nombre6=Melissa|apellidos7=Guzzolino|nombre7=Elena|apellidos8=Pitto|nombre8=Letizia|apellidos9=Poliseno|nombre9=Laura}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Biodegradable Ultrasmall-in-Nano Gold Architectures: Mid-Period In Vivo Distribution and Excretion Assessment|apellidos=Cassano|nombre=Domenico|apellidos2=Summa|nombre2=Maria|fecha=February 2019|publicación=Particle & Particle Systems Characterization|volumen=36|número=2|páginas=1800464|doi=10.1002/ppsc.201800464|apellidos3=Pocoví-Martínez|nombre3=Salvador|apellidos4=Mapanao|nombre4=Ana-Katrina|apellidos5=Catelani|nombre5=Tiziano|apellidos6=Bertorelli|nombre6=Rosalia|apellidos7=Voliani|nombre7=Valerio}}</ref>

== Síntesis ==
[[Archivo:Gold_nanoparticle_Zeta-potential.png|miniaturadeimagen|300x300px| Diferencia de potencial en función de la distancia desde la superficie de la partícula.]]
Generalmente, las nanopartículas de oro se producen en un líquido («métodos químicos líquidos») por [[Reducción-oxidación|reducción]] de [[ácido cloroáurico]] ( {{Fquim|H[|Au|Cl|4|]}}). Para evitar que las partículas se agreguen, se agregan agentes estabilizantes. El citrato actúa tanto como agente reductor como estabilizador coloidal.

Se pueden funcionalizar con varios ligandos orgánicos para crear híbridos orgánico-inorgánicos con funcionalidad avanzada.<ref name="ref2" />

=== Método Turkevich ===
Este sencillo método fue iniciado por J. Turkevich et al. en 1951<ref>{{Cita publicación|título=A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold|publicación=Discuss. Faraday Soc.|volumen=11|páginas=55–75|doi=10.1039/df9511100055|año=1951}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Turkevich method for gold nanoparticle synthesis revisited|fecha=August 2006|publicación=The Journal of Physical Chemistry B|volumen=110|número=32|páginas=15700–7|doi=10.1021/jp061667w|pmid=16898714}}</ref> y refinado por G. Frens en la década de 1970.<ref name="G. Frens 1972">{{Cita publicación|título=Particle size and sol stability in metal colloids|apellidos=Frens|nombre=G.|publicación=Colloid & Polymer Science|volumen=250|número=7|páginas=736–741|doi=10.1007/bf01498565|año=1972}}</ref><ref name="G. Frens 1973">{{Cita publicación|título=Controlled nucleation for the regulation of the particle size in monodisperse gold suspensions|apellidos=Frens|nombre=G.|publicación=Nature|volumen=241|número=105|páginas=20–22|bibcode=1973NPhS..241...20F|doi=10.1038/physci241020a0|año=1973}}</ref> Produce nanopartículas de oro esféricas modestamente [[Polidispersidad|monodispersas]] de alrededor de 10-20&nbsp;nm de diámetro. Se pueden producir partículas más grandes, pero a costa de la monodispersidad y la forma. En este método, el [[ácido cloroáurico]] caliente se trata con una solución de citrato de sodio, produciendo oro coloidal. La reacción de Turkevich procede mediante la formación de [[Nanohilo|nanocables]] de oro transitorios. Estos nanocables de oro son responsables de la apariencia oscura de la solución de reacción antes de que se vuelva «rojo rubí».<ref name="Pong, BK 2007">{{Cita publicación|título=New Insights on the Nanoparticle Growth Mechanism in the Citrate Reduction of Gold(III) Salt: Formation of the Au Nanowire Intermediate and Its Nonlinear Optical Properties|publicación=J. Phys. Chem. C|volumen=111|número=17|páginas=6281–6287|doi=10.1021/jp068666o|año=2007}}</ref>

=== Agentes de taponamiento ===
Se utiliza un agente de taponamiento durante la síntesis de nanopartículas para inhibir el crecimiento y la agregación de partículas. El químico bloquea o reduce la reactividad en la periferia de la partícula; un buen agente de remate tiene una gran afinidad por los nuevos núcleos.<ref>{{Cita publicación|título=Removal and Utilization of Capping Agents in Nanocatalysis|apellidos=Niu|nombre=Zhiqiang|apellidos2=Li|nombre2=Yadong|publicación=Chemistry of Materials|volumen=26|páginas=72–83|doi=10.1021/cm4022479|año=2014}}</ref> Los iones citrato o ácido tánico funcionan como agente reductor y como agente de remate.<ref>{{Cita publicación|título=Universal one‐pot, one‐step synthesis of core–shell nanocomposites with self‐assembled tannic acid shell and their antibacterial and catalytic activities|apellidos=Fang|nombre=Yan|apellidos2=Tan|nombre2=Jiajun|publicación=Journal of Applied Polymer Science|volumen=135|número=6|páginas=45829|doi=10.1002/app.45829|apellidos3=Lan|nombre3=Tian|apellidos4=Foo|nombre4=Stanley Guo Feng|apellidos5=Pyun|nombre5=Do Gi|apellidos6=Lim|nombre6=Sierin|apellidos7=Kim|nombre7=Dong-Hwan|año=2018}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Highly sensitive naked eye detection of Iron (III) and H2O2 using poly-(tannic acid) (PTA) coated Au nanocomposite|apellidos=Fang|nombre=Yan|apellidos2=Tan|nombre2=Jiajun|publicación=Sensors and Actuators B: Chemical|volumen=259|páginas=155–161|doi=10.1016/j.snb.2017.12.031|apellidos3=Choi|nombre3=Hyunjun|apellidos4=Lim|nombre4=Sierin|apellidos5=Kim|nombre5=Dong-Hwan|año=2018}}</ref> Menos citrato de sodio da como resultado partículas más grandes.

=== Método de Brust-Schiffrin ===
Este método fue descubierto por Brust y Schiffrin a principios de la década de 1990,<ref>{{Cita publicación|título=Synthesis of Thiol-derivatised Gold Nanoparticles in a Two-phase Liquid-Liquid System|url=https://archive.org/details/sim_journal-of-the-chemical-society-chemical-communications_1994-04-07_7/page/n18|publicación=Chem. Commun.|número=7|páginas=801–802|doi=10.1039/C39940000801|año=1994}}</ref> y se puede utilizar para producir nanopartículas de oro en [[Compuesto orgánico|líquidos orgánicos]] que normalmente no son [[Miscibilidad|miscibles]] con agua (como el [[tolueno]]). Consiste en la reacción de una solución de [[Ácido cloroáurico|ácido cloraúrico]] con una solución de bromuro de tetraoctilamonio (TOAB) en [[tolueno]] y [[borohidruro de sodio]] como anticoagulante y agente reductor, respectivamente.

Aquí, las nanopartículas de oro rondarán entre 5 y 6&nbsp;nm.<ref>{{Cita publicación|url=https://figshare.com/articles/Optimized_Photoisomerization_on_Gold_Nanoparticles_Capped_by_Unsymmetrical_Azobenzene_Disulfides/3593688|título=Optimized Photoisomerization on Gold Nanoparticles Capped by Unsymmetrical Azobenzene Disulfides|publicación=Chemistry of Materials|volumen=15|número=1|páginas=20–28|doi=10.1021/cm0207696|año=2003}}</ref> NaBH<sub>4</sub> es el agente reductor y TOAB es tanto el [[catalizador de transferencia de fase]] como el agente estabilizador.

El TOAB no se une a las nanopartículas de oro de manera particularmente fuerte, por lo que la solución se agregará gradualmente en el transcurso de aproximadamente dos semanas. Para evitar esto, se puede agregar un agente aglutinante más fuerte, como un [[tiol]] (en particular, [[Tiol|alcanetioles]]), que se unirá al oro, produciendo una solución casi permanente.<ref>{{Cita publicación|título=Colloidal stability of gold nanoparticles modified with thiol compounds: bioconjugation and application in cancer cell imaging|fecha=March 2012|publicación=Langmuir|volumen=28|número=9|páginas=4464–71|doi=10.1021/la204289k|pmid=22276658}}</ref><ref>Bekalé, Laurent, Saïd Barazzouk, and Surat Hotchandani. "Beneficial Role of Gold Nanoparticles as Photoprotector of Magnesium Tetraphenylporphyrin." SpringerReference (n.d.): n. pag. Web. 14 Nov. 2016.</ref> Las nanopartículas de oro protegidas con alcanotiol se pueden precipitar y luego redisolver. Los tioles son mejores agentes aglutinantes porque existe una fuerte afinidad por los enlaces oro-azufre que se forman cuando las dos sustancias reaccionan entre sí.<ref name="pmid10639073">{{Cita publicación|título=Monolayer-protected cluster molecules|fecha=January 2000|publicación=Accounts of Chemical Research|volumen=33|número=1|páginas=27–36|doi=10.1021/ar9602664|pmid=10639073}}</ref> El tetradodecantiol es un agente aglutinante fuerte de uso común para sintetizar partículas más pequeñas.<ref>{{Cita libro|título=Gold nanoparticles for physics, chemistry and biology|isbn=978-1-78634-124-2|edición=Second|ubicación=Hackensack (N.J.); London|editorial=World Scientific|año=2017|capítulo=Chemical preparation of gold nanoparticles on surfaces|chapter-url=https://books.google.com/books?id=2c-6CgAAQBAJ&q=Tetra-dodecanthiol+gold+nanoparticles&pg=PA155|página=155}}</ref> Parte del agente de transferencia de fase puede permanecer unido a las nanopartículas purificadas, esto puede afectar las propiedades físicas como la [[solubilidad]]. Para eliminar la mayor cantidad posible de este agente, las nanopartículas deben purificarse aún más mediante [[Extractor Soxhlet|extracción soxhlet]].

=== Método Perrault ===
Este enfoque, descubierto por Perrault y Chan en 2009,<ref>{{Cita publicación|título=Synthesis and surface modification of highly monodispersed, spherical gold nanoparticles of 50-200 nm|fecha=December 2009|publicación=Journal of the American Chemical Society|volumen=131|número=47|páginas=17042–3|doi=10.1021/ja907069u|pmid=19891442}}</ref> utiliza hidroquinona para reducir el HAuCl<sub>4</sub> en una solución acuosa que contiene semillas de nanopartículas de oro de 15&nbsp;nm. Este método de síntesis basado en semillas es similar al utilizado en el revelado de películas fotográficas, en el que los granos de plata dentro de la película crecen mediante la adición de plata reducida en su superficie. Asimismo, las nanopartículas de oro pueden actuar junto con la hidroquinona para catalizar la reducción del oro iónico en su superficie. La presencia de un estabilizador como el citrato da como resultado la deposición controlada de átomos de oro sobre las partículas y el crecimiento. Normalmente, las semillas de nanopartículas se producen utilizando el método del citrato. El método de la hidroquinona complementa el de Frens,<ref name="G. Frens 1972" /><ref name="G. Frens 1973" /> ya que amplía el rango de tamaños de partículas esféricas monodispersas que se pueden producir. Mientras que el método de Frens es ideal para partículas de 12-20&nbsp;nm, el método de la hidroquinona puede producir partículas de al menos 30-300&nbsp;nm.

=== Método Martin ===
Este sencillo método, descubierto por Martin y Eah en 2010,<ref>{{Cita publicación|título=Charged gold nanoparticles in non-polar solvents: 10-min synthesis and 2D self-assembly|fecha=May 2010|publicación=Langmuir|volumen=26|número=10|páginas=7410–7|doi=10.1021/la100591h|pmid=20392108}} A 3-min demonstration video for the Martin synthesis method is available at [https://www.youtube.com/watch?v=nqkwM9o1s-w YouTube]</ref> genera nanopartículas de oro «desnudas» casi monodispersas en agua. Controlar con precisión la estequiometría de reducción ajustando la proporción de iones NaBH<sub>4</sub>-NaOH a iones HAuCl<sub>4</sub>-HCl dentro de la «zona dulce», junto con el calentamiento, permite un ajuste de diámetro reproducible entre 3 y 6&nbsp;nm. Las partículas acuosas son coloidalmente estables debido a su alta carga del exceso de iones en solución. Estas partículas pueden revestirse con diversas funcionalidades hidrófilas o mezclarse con ligandos hidrófobos para aplicaciones en disolventes no polares. En los disolventes no polares, las nanopartículas permanecen muy cargadas y se autoensamblan en gotas de líquido para formar monocapas 2D de nanopartículas monodispersas.

=== Estudios de nanotecnología ===
''Bacillus licheniformis'' se puede utilizar en la síntesis de nanocubos de oro con tamaños entre 10 y 100 nanómetros.<ref>{{Cita publicación|título=Biological synthesis of gold nanocubes from Bacillus licheniformis|fecha=November 2009|publicación=Bioresource Technology|volumen=100|número=21|páginas=5356–8|doi=10.1016/j.biortech.2009.05.051|pmid=19574037}}</ref> Las nanopartículas de oro suelen sintetizarse a altas temperaturas en disolventes orgánicos o utilizando reactivos tóxicos. Las bacterias los producen en condiciones mucho más suaves.

=== Método de Navarro y col. ===
Para partículas mayores de 30&nbsp;nm, el control del tamaño de partícula con una baja [[polidispersidad]] de nanopartículas de oro esféricas sigue siendo un desafío. Con el fin de proporcionar el máximo control sobre la estructura de la nanopartícula, Navarro y sus colaboradores utilizaron un procedimiento Turkevitch-Frens modificado utilizando acetilacetonato de sodio como agente reductor y citrato de sodio como estabilizador.<ref>{{Cita publicación|título=Nanocarriers with ultrahigh chromophore loading for fluorescence bio-imaging and photodynamic therapy|fecha=November 2013|publicación=Biomaterials|volumen=34|número=33|páginas=8344–51|doi=10.1016/j.biomaterials.2013.07.032|pmid=23915950}}</ref>

=== Sonólisis ===
Otro método para la generación experimental de partículas de oro es la [[Sonoquímica|sonólisis]]. El primer método de este tipo fue inventado por Baigent y Müller.<ref name="baigent">{{Cita publicación|título=A colloidal gold prepared using ultrasonics|publicación=Experientia|volumen=36|número=4|páginas=472–473|doi=10.1007/BF01975154|año=1980}}</ref> Este trabajo fue pionero en el uso de ultrasonidos para proporcionar la energía para los procesos involucrados y permitió la creación de partículas de oro con un diámetro menor a 10&nbsp;nm. En otro método que usa ultrasonido, la reacción de una solución acuosa de HAuCl<sub>4</sub> con [[glucosa]],<ref>{{Cita publicación|título=Sonochemical formation of single-crystalline gold nanobelts|fecha=February 2006|publicación=Angewandte Chemie|volumen=45|número=7|páginas=1116–9|doi=10.1002/ange.200503762|pmid=16389606}}</ref> los [[Agente reductor|agentes reductores]] son radicales hidroxilo y [[Radical (química)|radicales]] de [[pirólisis]] de azúcar (que se forman en la región interfacial entre las cavidades colapsadas y el agua a granel); la morfología obtenida es la de las nanocintas con un ancho de 30 a 50&nbsp;nm y longitud de varios micrómetros. Estas cintas son muy flexibles y se pueden doblar con ángulos superiores a 90°. Cuando la glucosa es reemplazada por [[ciclodextrina]] (un oligómero de glucosa), solo se obtienen partículas esféricas de oro, lo que sugiere que la glucosa es esencial para dirigir la morfología hacia una cinta.

=== Método mediado por copolímeros de bloque ===
Sakai et al. desarrollaron una metodología de síntesis económica, ambientalmente benigna y rápida para nanopartículas de oro utilizando [[copolímero]] de bloques.<ref>{{Cita publicación|título=Mechanism of gold metal ion reduction, nanoparticle growth and size control in aqueous amphiphilic block copolymer solutions at ambient conditions|fecha=April 2005|publicación=The Journal of Physical Chemistry B|volumen=109|número=16|páginas=7766–77|doi=10.1021/jp046221z|pmid=16851902}}</ref> En esta metodología de síntesis, el copolímero de bloques juega el doble papel de agente reductor y también de agente estabilizador. La formación de nanopartículas de oro comprende tres pasos principales: reducción de iones de sal de oro mediante copolímeros de bloque en la solución y formación de grupos de oro, adsorción de copolímeros de bloque en grupos de oro y reducción adicional de iones de sal de oro en las superficies de estos grupos de oro para la crecimiento de partículas de oro en etapas, y finalmente su estabilización por copolímeros de bloque. Pero este método suele tener un rendimiento limitado (concentración de nanopartículas), que no aumenta con el aumento de la concentración de sal de oro. Ray y col.<ref>{{Cita publicación|título=Synthesis and Characterization of High Concentration Block Copolymer-Mediated Gold Nanoparticles|fecha=March 2011|publicación=Langmuir|volumen=27|número=7|páginas=4048–56|doi=10.1021/la2001706|pmid=21366279}}</ref> mejoraron este método de síntesis al aumentar el rendimiento de nanopartículas a temperatura ambiente.

== Véase también ==

* [[Nanorod|Nanobarras de oro]]

== Referencias ==
{{listaref|2}}

== Enlaces externos ==

* {{Cita web|url=http://www.sixtysymbols.com/videos/goldnanoparticle.htm|título=Au – Gold Nanoparticle|autor=Moriarty|nombre=Philip|sitioweb=Sixty Symbols|editorial=[[Brady Haran]] for the [[University of Nottingham]]}}
* Los métodos punto por punto para la síntesis de citrato y la síntesis de hidroquinona de nanopartículas de oro están disponibles [https://web.archive.org/web/20150109003814/http://www.stevenperrault.com/lab-methods/ aquí] .
{{traducido ref|en|Colloidal gold}}

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