Summary
Denna studie presenterar benchmarkingresultaten för en interlaboratory jämförelse (ILC) utformad för att testa standarddriftsförfarandet (SOP) som utvecklats för guld (Au) kolloiddispersioner som kännetecknas av ultraviolett synlig spektroskopi (UV-Vis), bland sex partners från H2020 ACEnano-projektet för provberedning, mätning och analys av resultaten.
Abstract
Den fysikalisk-kemiska karakteriseringen av nanomaterial (NMs) är ofta en analytisk utmaning på grund av deras lilla storlek (minst en dimension i nanoskalan, dvs. 1–100 nm), dynamisk natur och olika egenskaper. Samtidigt är tillförlitlig och repeterbar karakterisering av största vikt för att säkerställa säkerhet och kvalitet vid tillverkning av NM-bärande produkter. Det finns flera metoder tillgängliga för att övervaka och uppnå tillförlitlig mätning av nanoskalerelaterade egenskaper, varav ett exempel är Ultraviolet-Visible Spectroscopy (UV-Vis). Detta är en väletablerad, enkel och billig teknik som ger icke-invasiv och snabb screeningutvärdering i realtid av NM-storlek, koncentration och aggregeringstillstånd. Sådana egenskaper gör UV-Vis till en idealisk metod för att bedöma kompetenstestsystemen (PTS) för ett validerat standardförfarande (SOP) som är avsett att utvärdera prestanda och reproducerbarhet för en karakteriseringsmetod. I detta dokument bedömdes PTS för sex partnerlaboratorier från H2020-projektet ACEnano genom en interlaboratorisk jämförelse (ILC). Standardguld (Au) kolloidala suspensioner av olika storlekar (5-100 nm) kännetecknades av UV-Vis vid de olika institutionerna för att utveckla ett implementerat och robust protokoll för NM-storlekskarakterisering.
Introduction
Nanomaterial (NMs) har blivit populära på grund av deras unika egenskaper i nanoskalan (1 till 100 nm), som skiljer sig från egenskaperna hos deras bulkmotsvarigheter, antingen på grund av storleksrelaterade eller kvanteffekter (t.ex. ökad specifik yta i volym) tillsammans med distinkt reaktivitet, optisk, termisk, elektrisk och magnetisk egenskaper1,2 . De potentiella tillämpningarna av NMs i samhället är olika och är allmänt relaterade till områden som hälso- och sjukvård, livsmedelsindustri, kosmetika, färger, beläggningar och elektronik3,4,5. Guldnanopartiklar (AuNPs) används i stor utsträckning inom nanoteknik (t.ex. inom hälso- och sjukvård, kosmetika och elektroniska applikationer), främst på grund av deras enkla tillverkning, storleksberoende optiska egenskaper, ytfunktionaliseringspotential och fysikalisk-kemiska egenskaper, som kan vara lämpliga för många viktiga tillämpningar6,7.
Kvalitet och reproducerbarhet vid syntes och karakterisering av NMs är oerhört viktigt för kvalitetssäkring, men också för säker tillverkning av nanobaserade produkter, särskilt på grund av reaktiviteten hos NMs, särskilt i komplexa miljöer, där NM-egenskaper, såsom storleksfördelning och morfologi, kan genomgå snabba förändringar8,9. Många metoder finns tillgängliga för att övervaka nanoskalarelaterade egenskaper. Scanning/transmissionselektronmikroskopi (SEM/TEM) är till exempel tekniker som används för att erhålla optisk och kompositionsinformation om NMs med hög upplösning (ner till subnanometer). Atomkraftmikroskopi (AFM) ger upplösning i nanoskala i den vertikala (z-axeln) dimensionen. och röntgendiffraktion (XRD) ger information om atomstrukturen hos NMs. alla dessa metoder kan endast användas på torra prover (pulver)10,11. Tekniker som är lämpliga för karakterisering av NMs i flytande medier inkluderar fältflödesfraktionering (FFF), vilket gör det möjligt att separera stora molekyler, aggregat och partiklar baserat på deras storlek. Dynamisk ljusspridning (DLS); och nanopartikelspårningsanalys (NTA) – två metoder som ofta används för att bestämma storleksfördelningsprofilen för partiklar med hjälp av brownsk rörelse – och ultraviolett synlig spektrofotometri (UV-Vis), vilket gör det möjligt att bedöma NM-egenskaper som storlek, aggregeringstillstånd och brytningsindex genom en enkel absorptionsmätning11,12,13. Även om alla dessa tekniker tillåter NM-karakterisering är deras prestanda beroende av instrumentinställning, instrumentrelaterade skillnader, komplex metodik för provberedning och användarens kompetensnivå. Dessutom tillåter de flesta av teknikerna inte realtidsövervakning av NM-storlek, provintegritet eller differentiering mellan spridda eller aggregerade partiklar6. UV-Vis spektroskopi är en allmänt använd teknik som ger icke-invasiv och snabb realtidsutvärdering av NM-storlek, koncentration och aggregeringstillstånd. Dessutom är det en enkel och billig process med minimal provberedning, vilket gör denna teknik till ett viktigt verktyg som används i stor utsträckning i många laboratorier inom många discipliner och marknader6,12,14. UV-Vis verkar genom att mäta överföringen av elektromagnetisk strålning av en våglängd mellan 180 och 1100 nm genom ett flytande prov. UV- och VIS-spektralintervallen täcker våglängdsområdet för ultraviolett (170 nm till 380 nm), synliga (380 nm till 780 nm) och nära infraröd (780 nm till 3300 nm)4,14. Våglängden av ljus som passerar genom provcellen mäts. intensiteten av det ljus som kommer in i provet kallas I0, och intensiteten i det ljus som uppstår på andra sidan betecknas som I114. Beer-Lambert-lagen återspeglar förhållandet mellan A (absorbans) som en funktion av provkoncentration C, provutrotningskoefficienten ε och de två intensiteterna14. Absorptionsmätningar kan samlas in vid en enda våglängd eller över ett utökat spektralområde. den uppmätta ljusöverföringen omvandlas till en absorbansmätning genom att följa Beer-Lamberts lagekvation. Standardekvationen för absorbans är A = ľlc, där (A) är den mängd ljus som absorberas av provet för en given våglängd (ľ) är molardämpningskoefficienten (absorbans/(g/dm) är molardämpningskoefficienten (absorbans/(g/dm) är molardämpningskoefficienten (absorbans/(g/dm) är molardämpningskoefficienten (absorbans/(g/dm) är molardämpningskoefficienten (absorbans/(g/dm) är molardämpningskoefficienten (absorbans/(g/dm) är molardämpningskoefficienten (absorbans/(g/dm) är moladämpningskoefficienten (absorbans/(g/dm) är molardämpningskoefficienten (absorbans/3) l) är det avstånd som ljuset färdas genom lösningen (cm) och c) är koncentrationen per enhetsvolym (g/dm3). Absorbansen beräknas som förhållandet mellan ett referensprovs intensitet (I0) och det okända provet (I), enligt beskrivningen i följande ekvation14:
Enkelheten i UV-Vis gör det till en idealisk teknik för att jämföra PTS av ett etablerat mätprotokoll6,12,15. Syftet med en ILC eller PTS är att verifiera prestanda och reproducerbarhet för en metod med hjälp av en SOP15. Detta ger i sin tur ett standardiserat tillvägagångssätt för snabb karakterisering av nanopartikelupphängningar för andra användare.
För att bedöma färdigheten, konsekvensen och tillförlitligheten hos den metod som presenteras här deltog sex laboratorier i ett ILC som medlemmar i Horizon 2020 ACEnano-projektet (https://cordis.europa.eu/project/id/720952). ILC involverade UV-Vis karakterisering av standard Au kolloid dispersioner av olika partikelstorlekar (5-100 nm). En SOP tillhandahölls alla berörda laboratorier för att säkerställa identisk förberedelse av AuNP-avstängningar, utvärdering och rapportering av resultat för att bidra till utvecklingen av en genomförbar och robust nivåindelad metod inom NM-fysikalisk-kemiska karakterisering, datatolkning och förbättring av protokoll för bästa praxis för industriella och regulatoriska behov8.
Protocol
1. Leverans av AuNP-proverna:
- Förbered alikvoter på 5 ml aukolloiddispersioner med storlekarna 5, 20, 40, 60 och 100 nm inklusive ett 50 μg/ml-prov av "okänd storlek" (se materialförteckning för mer specifik information om de nanomaterial som används).
- Skicka proverna i 7 ml polystyrenbehållare med gelförpackningar till varje deltagande laboratorium för att bibehålla en lämplig temperatur under frakten. Förvara proverna vid 4 °C omedelbart.
OBS: Provet med okänd storlek skall ha en storlek på 80 nm. Denna information bör vara känd av den partner som distribuerar materialet, men inte lämnas ut till de andra partnerna.
2. Kalibrering av spektrofotometern:
- Slå på UV-Vis-spektrometern i minst 20 minuter så att lampan kan värmas upp.
OBS: Se materialförteckningen för den använda spektrofotometerns modell och märke. - I programvaran väljer du alternativet Spectrum scan från lägesfönstret, som visar driftlägena.
- Justera parameterinställningarna i Instrument | Inställningar och parametrar i programvaran innan du fortsätter med mätningar: Mätläge | Spektrumsökning, dataläge | ABS, Startvåglängd på 680 nm, slutvåglängd på 380 nm, skanningshastighet på 400 nm/min, Samplingsintervall på 0,5, Slitsbredd på 1,5 och Banlängd på 10.
- När parametrarna har ställts in fyller du två cuvettes (3 mL; polystyren) med 1 ml ultrapurvatten (UPW) (18,2 M·Ω·cm). Placera cuvettesna i referenscellhållaren (baktill) och provcellshållaren (framtill) för att täcka ljusbanan (se Materialtabell för det specifika märket och modellen av de cuvettes som används).
OBS: Se till att cuvettesna är placerade och korrekt justerade för att avbryta bullereffekten och andra miljöeffekter som inte är provrelaterade. - Stäng UV-Vis-instrumentkåpan och fortsätt med den tomma kalibreringen genom att välja Blank från kommandofältet. Baslinjekorrigeringen utförs genom att köra en referens med de två cuvettes fyllda med 1 ml UPW placerad i provhållarna. För alternativa protokoll som används av andra partners, se Kompletterande information (SI).
3. Beredning av proverna
- Ta ett delprov på 500 μL för varje AuNP på 5, 20, 40, 60, 100 nm och den okända storleken och förbered en utspädning med 500 μL UPW.
- Placera de utspädda suspensionerna i 1 ml cuvettes; Den totala utspädningskvoten ska vara 1:1 och den slutliga koncentrationen 25 μg/ml.
OBS: Det utspädda provet måste beredas omedelbart före UV-Vis-mätningen.
4. Mätning av nanopartiklarnas dispersioner
- Efter det att den tomma kalibreringen har utförts och ett nytt prov har beretts, ersätt en av de tomma cuvetterna i provcellshållaren (framtill) med AuNP-dispersionsprovet. Den andra referens-cuvette fylld med 1 ml UPW måste lämnas orörd.
OBS: Använd en ny engångs-cuvette för olika prover för att undvika korskontaminering mellan proverna. När du använder kvarts cuvettes, skölj prov cuvette med UPW mellan proverna. - Välj alternativet Mät/starta i kommandofältet för att köra spektrumsökningarna för varje utspädd AuNP-dispersion. Tre spektrumskanningskörningar bör erhållas för varje AuNP-prov, inklusive det okända storleksprovet.
OBS: Se till att den tomma cuvettet förblir i referenscellshållaren när du kör en mätning.
5. Rapportering av resultat
- Extrahera rådata för varje mätning i en kalkylbladskompatibel fil genom att välja Arkiv-menyn och klicka på Exportera rapportfil (*.csv).
- Notera maximal absorptionsvåglängd (Absmax) och lambda (λmax) för var och en av UV-Vis-avläsningarna och registrera dem i den medföljande mallen.
OBS: Den fördesignade mallen tillhandahölls ACEnano-partnerna för att automatiskt beräkna våglängdernas genomsnittliga standardavvikelser genom att ställa in lämplig beräkningsformel i arbetsboken. Mer information och tillgång till mallen finns i Kompletterande information (SI). - I arbetsboken ritar du en kalibreringskurva med medelvärdet av λmax (y-axeln) mot den kända nanopartikelstorleken (nm) (5, 20, 40, 60 och 100 nm). Skapa kalibreringskurvan i kalkylbladet genom att välja data | i kommandofältet Infoga diagram | Scatter Plot | Lägg till trendlinje | Polynomiell kurva (effekt 2).
- Inkludera den polynomiska ekvationen för kalibreringskurvan: välj Trendline-alternativ | Visa ekvation på diagram från kommandofältet (bild 1).
- Slutligen, för att beräkna aunp-provets okända storlek, isolera den polynomiska ekvationen från kalibreringskurvan för att passa medelvärdet för det okända λmaxet, med hjälp av en härledning av den kvadratiska formeln (figur 1). Den beräknade storleken kan inkluderas i mallen för att slutföra en fullständig sammanfattning av data för konsekvens, snabbare tolkning och utvärdering av resultaten (se SI).
Bild 1: Kalibreringskurva för att beräkna storleken på det okända provet. Tomten representerar våglängderna (λmax) och storleken på de AuNPs som används för att rita kalibreringen. Diagrammet visar bara en kalibreringskurva från en partner. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Representative Results
UV-Vis är en av de mest populära teknikerna för nanopartikelkarakterisering eftersom det gör det möjligt för användaren att få exakt analys av egenskaper hos NMs som Absmax och λmax6,12. Resultaten av denna studie representerar UV-Vis karakterisering av AuNP dispersioner genom en ILC mellan sex deltagande laboratorier.
Figur 2: Lambda och absorptionsresultat. Siffrorna visar diagram för de resultat som rapporteras av varje laboratorium för olika AuNP-storlekar. A) Lambda max resultat. B) Absorberande max resultat. Laboratorium 5 kunde inte rapportera data för 100 nm på grund av provkontaminering. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Resultaten för λmax våglängderna visade nära repeterbarhet bland partnerna (figur 2A). Detta var också fallet för det beräknade intervallet, som användes för att bedöma skillnaden mellan värden, och som visade små skillnader mellan 1,00 och 2,40 (λmax) för de flesta aunp-storlekarna (tabell 1). Det totala λmax-medelvärdet , beräknat med hjälp av det registrerade medelvärdet för varje laboratorium för varje AuNP-storlek, visade på samma sätt låga standardavvikelser för de flesta storlekarna. Storleken på 100 nm var det enda undantaget, eftersom den uppvisade ett stort variationsområde (4,66 λmax) mellan partner, vilket ledde till en större standardavvikelse (572 ± 2,00 nm) jämfört med andra AuNP-storlekar (tabell 1). Det är viktigt att nämna att laboratorium 5 inte kunde utföra några mätningar för partiklarna på 100 nm, på grund av föroreningsproblem som kan ha äventyrat resultatens repeterbarhet.
Däremot uppvisade absorbansresultat (Absmax) ett mer spridda intervall av datavärden (figur 2B) jämfört med λmax-resultat . Trots den till synes högre variationen av dessa resultat mellan laboratorier, visade analysen övergripande medel med lägre standardavvikelser och oväntade sämre variation intervall (0,11–0,21 Absmax) mellan laboratorier jämfört med λmax resultaten (tabell 1).
| Värde | AuNP (nm) | |||||
| 5 | 20 | 40 | 60 | 100 | Okänd | |
| Räckvidd λmax | 1.45 | 1.00 | 3.00 | 2.00 | 4.66 | 2.40 |
| Räckvidd Aumax | 0.12 | 0.11 | 0.13 | 0.13 | 0.12 | 0.21 |
| Medelvärde λmax | 517,7 ± 0,59 | 524,6 ± 0,45 | 527,8 ± 1,13 | 535,3 ± 0,74 | 572 ± 2,00 | 549,7 ± 0,85 |
| Genomsnittlig Aumax | 0.395 ± 0.048 | 0.497 ± 0.050 | 0,509 ± 0,057 | 0,689 ± 0,055 | 0.472 ± 0.051 | 0.661 ± 0.101 |
Tabell 1: Lambda och Absorbans beräknat område och medel. Intervallet och det totala medelvärdet och standardavvikelsen för varje AuNP-storlek visas. Resultaten beräknades med hjälp av det rapporterade medelvärdet för lambda och absorbans för varje laboratorium (sex mätningar), med undantag för den storlek på 100 nm för vilken endast 5 mätningar användes för att beräkna värdena på grund av en provkontaminering som rapporterats av laboratorium 5.
Z-poängvärdena beräknades också för att notera avståndet mellan enskilda värden och det totala medelvärdet. Analysen av Z-poäng gav information om ILC-resultatens förtroende, eftersom poängen är direkt relaterade till befolkningsfördelningen genom att i ett antal standardavvikelser visa hur långt en datapunkt är från medelvärdet16. I resultaten visade de flesta laboratorierna positiva Z-poängvärden på 0,01–1,93 för λmax, vilket indikerar att de flesta resultaten låg nära medelvärdet och uppvisade en normal fördelningskurva, eftersom Z-poäng som är större än det absoluta värdet 2 och -2 anses vara värden som är avlägsna från medelvärdet och inte har en normal fördelning16. Den högsta Z-poängen för Absmax registrerades för den storlek på 40 nm som rapporterats av laboratorium 1, med ett värde på 1,93 och ett Absmax-genomsnitt på 530 ± 0, jämfört med det totala medelvärdet på 527,82 ± 1,13 (figur 3A). Det maximala Z-poängvärdet på 1,23 för λmax rapporterades av laboratorium 3 tillsammans med en rapporterad λmax på 0,454 ± 0 för 5 nm AuNP-storlek jämfört med det totala medelvärdet på 0,395 ± 0, 04. Detta följdes av 60 nm AuNP med en Z-poäng på 1,18 och ett λmax-medelvärde på 0,754 ± 0 jämfört med det totala genomsnittet på 0,689 ± 0,05. De återstående storlekarna visade Z-poängvärden från -0,04 till -1,23 (bild 3B).
Figur 3: Lambda och Absorbance Z-poäng. Z-poäng beräknades med hjälp av de resultat som rapporterats av varje laboratorium mot det totala medelvärdet. A) Beräknade Lambda max Z-poäng. B) Beräknad absorbans max Z-poäng. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Resultaten för det okända provet visade att de flesta av partnerna beräknade storleken till 76–80 nm. Medelvärdet av laboratorierna 1-4 och 6 registrerades som 78,02 ± 1,36 nm. Laboratorium 5 rapporterade en större storlek på 109 nm, vilket breddade det totala genomsnittet och standardavvikelsen upp till 83,18 ± 12,70 nm, vilket tyder på att detta värde var en avvikande (figur 4A). Z-poängen beräknades vara mellan -0,25 och -0,56 för alla laboratorier; Det enda undantaget var för den okända storlek som rapporterats av laboratorium 6, som uppvisade den högsta positiva Z-poängen (2,03) jämfört med alla mätningar, vilket kan betraktas som ett värde som ligger långt från medelvärdet (figur 4B).
Bild 4: Okänd provstorlek och Z-poäng. A) Rapporterad storlek för varje laboratorium för det angivna okända provet. B) Beräknade Z-poäng för varje enskilt resultat mot det totala medelvärdet på 83,18 ± 12,70 nm. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Kompletterande information (SI): Klicka här för att ladda ner den här filen.
Discussion
Flera metoder finns tillgängliga för karakterisering av nanoskalerelaterade egenskaper (t.ex. analytisk ultracentrifugation (AUC), scanningelektronmikroskopi/transmissionselektronmikroskopi (SEM/TEM) och Dynamic Light Scattering (DLS)10,11). Dessa tekniker saknar dock enkelheten i UV-Vis för att få primära resultat i karakteriseringen av NMs12,13. UV-Vis är ett vanligt instrument även i inte så välutrustade laboratorier, vilket gör det till ett oslagbart verktyg för karakterisering av NMs6. När du karakteriserar NMs är det viktigt att ta hänsyn till begränsningarna, styrkorna och svagheterna i de tekniker som ska tillämpas. I UV-Vis-spektrometern passerar ljusstrålen genom provutrymmet vilket resulterar i absorptionsvärden. Till följd av detta kan yttre vibrationer, yttre ljus, föroreningar och användarens prestanda störa mätningen och resultaten4,12. På samma sätt är det viktigt att registrera alla mätningar som behövs för att konstruera kalibreringen när man ritar en kalibreringskurva för att bestämma storleken på ett okänt prov, eftersom saknade faktorer kan bidra till variationer mellan mätningar och användare.
Till exempel kan den stora variationen i det totala Absmax-medelvärdet av det okända provet vara kopplad till skillnader mellan laboratorierna på grund av beroendet mellan strålintensiteten, positionen och själva instrumentet17,18. Dessutom kan de saknade uppgifterna för storleken 100 nm från laboratorium 5, på grund av ett föroreningsproblem, också bidra till de stora skillnaderna mellan resultaten, eftersom de saknade uppgifterna kan ha påverkat kalibreringskurvan och den ritade polynomekvationen som används för att beräkna storleken på den okända AuNP-suspensionen. Visst kan reproducerbarhet mellan protokoll och laboratorier vara komplicerad, eftersom många faktorer kan bidra till bristen på konsekvens i laboratorieaktiviteter, vilket resulterar i att forskare ibland inte kan reproducera resultat från andra laboratorier, vilket kan leda till långsammare vetenskapliga framsteg, bortkastad tid, pengar och resurser19. Den framgångsrika karakteriseringen av fysikalisk-kemiska egenskaper hos NMs, särskilt storlek, kräver en lätt att utföra metod av alla deltagande laboratorier, som mestadels kan åtgärdas genom att följa en systematisk och konceptuell replikering, såsom skapandet av en SOP, instrumentutbildning och undvika användning av felidentifierade eller korsförorenade prover15,19.
På samma sätt är kvaliteten och stabiliteten hos kolloid suspensionen också viktiga faktorer att tänka på, eftersom förändringar i deras fysikalisk-kemiska egenskaper kan leda till olika resultat. För att säkerställa deras stabilitet under längre perioder bör därför nanopartiklar förvaras i mörker vid 4 °C. På samma sätt bör de alikvoterade proverna hållas kalla under leveransprocessen, eftersom långa perioder vid rumstemperatur kan leda till betydande aggregering20. För att övervinna fel i NM-karakterisering är det dessutom nödvändigt att ge åtkomst till de ursprungliga data, protokoll och viktiga forsknings material mellan samarbetande labb, särskilt när du bedömer färdigheter, konsekvens och tillförlitlighet genom en ILC15. Att göra dessa faktorer tydliga och tillgängliga är nyckeln till att uppnå en framgångsrik NM-karakterisering av alla laboratorier eller utrustning. Om man bortser från dessa aspekter kan det leda till brist på reproducerbarhet, noggrannhet och vilseledande eller felaktiga resultat15. Även om UV-Vis spektroskopi har visat sig vara guldstandarden i NM-karakterisering, kan den utnyttjas inom många andra områden eftersom det möjliggör kvantitativ bestämning av ett utökat dynamiskt utbud av lösningar i både oorganiska och organiska föreningar6,21.
Dessutom kan UV-Vis enkelt kombineras med andra verktyg för att mäta ett stort antal attribut, vilket förbättrar kvaliteten på alla analyser22. Baserat på dessa egenskaper används UV-Vis i stor utsträckning inom många områden, t.ex. inom det biofarmaceutiska området genom att mäta UV-Vis-spektra i proteinlösningar med hög koncentration, i miljökontroll när man jämför likheter mellan föroreningar och deras produktrelaterade föroreningar i realtid, i industriella avloppsreningsverk som en del av reglerna för bestämning av avloppsvattenfärg och acceptansnivå22, 23. Visst, när tekniken fortskrider och mer avancerade funktioner och erfarenheter blir tillgängliga i spektrofotometri, kommer ytterligare breddning av applikationer och parametrar som kan mätas med denna teknik att ske22. Till exempel, i fältapplikationer, on-line UV-Vis spektrometri är ett värdefullt verktyg för övervakning av många parametrar i realtid och i olika typer av vätskor, vilket är en exceptionell egenskap bland online sensorsystem22.
ILC som beskrivs här utformades som ett test av SOP utvecklat för UV-Vis bland sex deltagande laboratorier involverade i H2020 ACEnano-projektet. Analysen av resultaten visade att en ILC ger värdefull information för att möjliggöra tekniskt förtroende för en intern metod för NM-karakterisering av varje deltagarlaboratorium. Datainsamling i en etablerad mall bekräftade konsekvens och snabbare tolkning av resultaten och gav en modell för uppskattning av storleken på ett okänt AuNP-prov, som också visade repeterbarhet mellan resultaten när tillräckliga punkter i kalibreringskurvan inkluderades. Dessutom validerade resultaten effektiviteten av UV-Vis för NM-karakterisering samt vikten av att skapa protokoll för bästa praxis. Ett sådant tillvägagångssätt ger ytterligare en möjlighet för det genomförda förfarandet att bidra till utvecklingen av en rättslig ram genom reproducerbara nmkarakteriseringsprotokoll baserade på metodval och datatolkning som är relevanta för ackrediteringstillsynsmyndigheter och forskningsförvaltningsorgan.
Disclosures
Författarna förklarar att de inte har några konkurrerande intressen.
Acknowledgments
ACQ vill tacka National Council for Science and Technology (CONACyT) i Mexiko för att ha finansierat hennes doktorandstudier. Alla författare bekräftar stöd från Europeiska unionens Horisont 2020-program (H2020) inom ramen för bidragsavtal no 720952, projekt ACEnano (ring NMBP-26-2016).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Absorption Ultra-Micro-cuvette, 200 µL | Hellma | 105.201-QS | |
| Cary 5000 spectrophotometer (Spectrophotometer C) | Agilent | Cary 5000 | |
| Gold nanoparticles 5 nm | BBI solutions | EM.GC5 | |
| Gold nanoparticles 20 nm | BBI solutions | EM.GC20 | |
| Gold nanoparticles 40 nm | BBI solutions | EM.GC40 | |
| Gold nanoparticles 60 nm | BBI solutions | EM.GC60 | |
| Gold nanoparticles 80 nm | BBI solutions | EM.GC80 | |
| Gold nanoparticles 100 nm | BBI solutions | EM.GC100 | |
| Agilent / HP 8453 (Spectrophotometer E) | |||
| Jenway 6800 spectrophotometer (Spectrophotometer A) | Jenway | UV6800 | |
| Polystyrene cuvette, 1.5 mL, micro 10 mm pathlength | Sigma | 759015 | |
| Polystyrene cuvette, 3 mL (10 mm x 10 mm x 45 mm) | Sarstedt Inc | 67.742 | |
| Semi-micro quartz cuvette, 1mL (1 mm x 10 mm x 45 mm) | Agilent | 6610001 | |
| Ultrapure water (UPW) (18.2 MΩcm). | / | / | |
| UV-1800 spectrophotometer (Spectrophotometer B) | Shimadzu | UV1800 | |
| Varian Cary 50 spectrophotometer (Spectrophotometer D) | Agilent | Cary 50 |
References
- Rauscher, H., Rasmussen, K., Sokull-Klüttgen, B.
- Hassellöv, M., Kaegi, R. Environmental and Human Health Impacts of Nanotechnology. Lead, J. R., Smith, E. , Blackwell Publishing Ltd. 211-266 (2009).
- Shafiq, M., Anjum, S., Hano, C., Anjum, I., Abbasi, B. H. An overview of the applications of nanomaterials and nanodevices in the food industry. Foods. 9 (2), (2020).
- Venkatachalam, S. Spectroscopy of Polymer Nanocomposites. Thomas, D., Rouxel, D., Ponnamma, D. , 130-157 (2016).
- Bharmoria, P., Ventura, S. Nanomaterials for healthcare, energy and environment. Bhat, A. H., et al. , Springer. Singapore. 1-29 (2019).
- Amendola, V., Meneghetti, M. Size evaluation of gold nanoparticles by UV-vis spectroscopy. The Journal of Physical Chemistry C. 113 (11), 4277-4285 (2009).
- Yeh, Y. C., Creran, B., Rotello, V. M. Gold nanoparticles: preparation, properties, and applications in bionanotechnology. Nanoscale. 4 (6), 1871-1880 (2012).
- European Commission. Analytical and Characterisation Excellence in nanomaterial risk assessment: A tiered approach. , Available from: https://cordis.europa.eu/project/id/720952 (2019).
- Ikhmayies, S. J.
- Mourdikoudis, S., Pallares, R. M., Thanh, N. T. K. Characterization techniques for nanoparticles: comparison and complementarity upon studying nanoparticle properties. Nanoscale. 10 (27), 12871-12934 (2018).
- Mayeen, A., Shaji, L. K., Nair, A. K., Kalarikkal, N. Characterization of Nanomaterials. Bhagyaraj, S. M., Oluwafemi, O. S., Kalarikkal, A. K., Thomas, S. , Woodhead Publishing. 335-364 (2018).
- Tomaszewska, E., et al. Detection limits of DLS and UV-Vis spectroscopy in characterization of polydisperse nanoparticles colloids. Journal of Nanomaterials. 2013, 10 (2013).
- Singer, A., Barakat, Z., Mohapatra, S., Mohapatra, S. S., et al. Nanocarriers for Drug Delivery. Mohapatra, S. S., et al. , Elsevier. 395-419 (2019).
- Perkampus, H. H. UV-VIS spectroscopy and its applications. , Springer-Verlag. (1992).
- Delčev, S., Zaimović-Uzunović, N., Basić, H. Participation of accredited laboratories in proficiency testing schemes and interlaboratory comparisons. Key Engineering Materials. 637, (2015).
- Hayes, A. Financial ratios: Z-Scores values. , Available from: https://www.investopedia.com/terms/z/zscope.asp (2020).
- Oliveira, O. N., Li, L., Kumar, J., Tripathy, S. K. Photoreactive Organic Thin Films. Sekkat, Z., Knoll, W. , Academic Press. 429 (2002).
- Sakhno, O., Goldenberg, L. M., Wegener, M., Stumpe, J. Deep surface relief grating in azobenzene-containing materials using a low-intensity 532 nm laser. Optical Materials: X. 1, 100006 (2019).
- Six factors affecting reproducibility in life science research and how to handle them. ATCC. , Available from: https://www.nature.com/articles/d42473-019-00004-y#ref-CR16 (2020).
- Balasubramanian, S. K., et al. Characterization, purification, and stability of gold nanoparticles. Biomaterials. 31 (34), 9023-9030 (2010).
- Łobiński, R., Marczenko, Z.
- Ojeda, C. B., Rojas, F. S. Process analytical chemistry: applications of ultraviolet/visible spectrometry in environmental analysis: an overview. Applied Spectroscopy Reviews. 44 (3), 245-265 (2009).
- Rolinger, L., Rüdt, M., Hubbuch, J. A critical review of recent trends, and a future perspective of optical spectroscopy as PAT in biopharmaceutical downstream processing. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 412 (9), 2047-2064 (2020).
