La ultrafiltración de flujo tangencial: "en verde" Método para la selección del tamaño y concentración de las nanopartículas de plata coloidal

El objetivo general de este procedimiento es demostrar la viabilidad del método de ultrafiltración de flujo tangencial para volúmenes más grandes de nanopartículas coloidales y volúmenes más pequeños de Tate. Primero sintetizar cuatro litros de nanopartículas de plata coloidal cretina. Verifique la calidad del coloide determinando la resonancia del plasma superficial mediante absorción UV vis, telemetría espectrofónica.

A continuación, utilice el flujo tangencial, la ultrafiltración para dimensionar, seleccionar y concentrar este coloide en cuatro mililitros de agua. Luego, con espectroscopía de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente, cuantifique la cantidad de plata en el coloide original y las muestras representativas del proceso de ultrafiltración. En última instancia, microscopía electrónica de transmisión junto con el procesamiento de imágenes.

En la imagen J se utiliza el software para mostrar la distribución del tamaño de las nanopartículas de plata en el coloide original y la ultrafiltración final. Las personas nuevas en la cuantificación de nanomateriales utilizando I-C-P-O-E-S deberán aprender los procedimientos de limpieza de la cristalería críticos para garantizar que la cristalería esté libre de cualquier contaminación por trazas de metales. También es importante el tiempo que se requiere para digerir correctamente las muestras coloidales y para preparar los patrones de calibración I-C-P-O-E-S.

A diferencia de otros métodos como el tamaño de ficación, la solubilidad dependiente, el tamaño, la cromatografía de exclusión, la cristalización fraccionada y la electroforesis en gel, este método evita problemas como la agregación, la toxicidad de la síntesis, los reactivos, los recubrimientos no deseados, el alto costo y/o la ineficiencia reducida, La demostración de la síntesis de las nanopartículas de Colorado Suen y su caracterización por Optometría espectral vis sub social e I-C-P-O-E-S será Austin Williams, Joshua Baker y Catherine Anders, estudiantes de investigación de mi laboratorio. Hola, soy el Dr. Woolley y realizaré la filtración de flujo tangencial y Jackie Cisco realizará la microscopía electrónica meticulosamente limpia. Toda la cristalería se describe en el texto adjunto.

Usando agua de autoclave enfriada a 10 grados centígrados, prepare 300 mililitros de una solución de hidruro de sodio de dos milimolares y 100 mililitros de una solución de nitrato de plata de un milimolar. Ahora agregue 300 mililitros de la solución de hidrato de sodio a un matraz de reacción Erlin Meyer de 500 mililitros que contiene una barra agitadora. Envuelva el matraz con papel de aluminio para evitar la oxidación de la plata y revuelva con hielo.

Para preparar una bureta de 25 mililitros, enjuague con una columna completa de agua ultrapura, seguida de un enjuague de columna completa con nitrato de plata. Luego envuelva la bureta con papel de aluminio y llénela con una solución de nitrato de plata. En una habitación oscura, agregue 50 mililitros de solución de nitrato de plata a la solución de sodio o hidruro.

Cubra la sección central del aparato con una cubierta de aluminio para minimizar la exposición a la luz. Reponga el baño de hielo periódicamente durante este tiempo. Continúe revolviendo la solución coloidal sobre hielo durante 45 a 50 minutos más.

La formación de nanopartículas de plata está señalizada por un cambio de color de incoloro a amarillo dorado, que es característico del plasma de superficie en resonancia máxima de nanopartículas de plata Refrigere el coloide resultante. Llene un Q vet desechable de un mililitro con coloide Creighton y agua ultrapura en una proporción de volumen de uno a 10. Para una corrección de la línea de base en blanco, llene otro Q Vet con agua ultrapura.

Limpie el exterior de ambos veterinarios Q con una toallita Kim. Ajuste el espectrofotómetro al modo de absorbancia desde un mínimo Y de menos 0,5 hasta un máximo Y de 1,0. Además, configure la ventana de escaneo X de 200 a 800 nanómetros y seleccione una velocidad de escaneo rápida con corrección de línea de base.

Inserte el Q vet lleno de agua en el instrumento y realice una exploración de referencia. Repita si es necesario hasta que se logre un control de referencia distinto de cero. Sustituya el Q.Vet en blanco por el Q vet de muestra e inicie un escaneo absorbente para la recogida del espectro de absorción UV vis de la muestra coloidal.

Conecte el tubo de alimentación flexible maestro 17 a la bomba peristáltica como se describe en el texto adjunto, seleccione la dirección de la bomba en sentido contrario a las agujas del reloj usando el botón DIR y verifique que el botón de modo esté en INT. Ajuste la velocidad de la bomba a menos de 300 mililitros por minuto. A continuación, cebe el sistema creando un vacío en el circuito de filtración.

Una vez que el líquido fluya libremente a través del sistema, apague la bomba y cierre el puerto en la unión de la tubería y retire la abrazadera. Vuelva a encender la bomba y controle el circuito de la tubería en busca de fugas. Ahora aumente el caudal de la bomba de acuerdo con el tamaño de la tubería.

Continúe la filtración hasta que el líquido en la botella del depósito esté casi agotado y apague la bomba, baje la velocidad de la bomba y recoja el tato del circuito de filtración. El tato está formado por nanopartículas de más de 50 nanómetros. A continuación, recoja el filtrado, que consiste en nanopartículas de menos de 50 nanómetros.

El Tate puede ser seguro para análisis posteriores y el filtrado se utiliza en el siguiente paso. Junto a seleccionar nanopartículas de menos de 20 nanómetros de diámetro. Enjuague el tubo con ácido nítrico al 2% en agua ultrapura.

Repita el proceso de filtración con un filtro CROs de 100 kilodalton. Recoja el reten del circuito de filtración. La muestra se puede concentrar aún más utilizando el filtro micross más pequeño de cien KD y el tubo de tamaño más pequeño 14 con las tasas de bombeo más bajas de 30 mil y 90 mil para los pasos de cebado y filtración.

Este método está diseñado para cuantificar la plata a través de los pasos de purificación de la preparación de nanopartículas de plata. Utilice recipientes de polipropileno de baja densidad para evitar la lixiviación de plata de las muestras. Primero digierir químicamente las muestras con ácido nítrico concentrado.

Prepare también una curva de calibración de plata utilizando ocho estándares. Ahora proceda a los parámetros del conjunto de instrumentos I-C-P-O-E-S de la longitud de onda de la plata, la potencia de radiofrecuencia, el flujo de plasma, el flujo auxiliar y la presión del nebulizador. Configure también el instrumento para medir muestras por triplicado con un tiempo de réplica de 10 segundos.

Utilícelo entre el tiempo de estabilización de la medición de 15 segundos y un retraso de captación de la muestra de 30 segundos. Además, asegúrese de introducir un método en blanco entre cada muestra para reducir la posible contaminación cruzada. Ahora, cargue las muestras y mida diluir la muestra de 100 kilodalton tate con agua ultrapura.

Ahora deposite 20 microlitros del coloide original y el tato diluido de 100 kilodalton en 300 rejillas de oro recubiertas de barra en forma de malla. Coloque las rejillas para que se sequen al aire. Establezca el potencial de aceleración del instrumento TEM: agregue hasta 70 kilovoltios para visualizar las nanopartículas de plata, capture micrografías electrónicas utilizando la cámara de alta resolución y guárdelas como formato de archivos de imagen etiquetados.

En esta preparación de cuatro litros de creto y nanopartículas de plata coloidal, el coloide final tenía un color amarillo dorado característico. El espectro de absorción UV vis de este coloide tenía un pico típico de plasmina superficial simétrico y agudo a 394 nanómetros. El espectro Raman del coloide cretino original y el Tate final de 100 kilodalton presentó solo tres modos vibratorios.

El modo de flexión a 1, 640 y los modos de estiramiento simétrico y asimétrico del agua. El flujo tangencial de tres pasos, el proceso de ultrafiltración para el tamaño, la selección y la concentración de las nanopartículas de plata produjeron un resultado final de 100 kilodalton, ocho de cuatro mililitros. La mayoría de los subproductos de la síntesis y el exceso de reactivos se eliminaron a través del disolvente acuático.

A continuación, se determinó la cantidad de plata utilizando la curva de calibración I-C-P-O-E-S. Aquí, el rendimiento real está muy cerca del rendimiento teórico típico de 15,4 partes por millón. Para la reacción de cretina, la concentración extrema de nanopartículas de plata se reflejó por un cambio dramático en el color de dorado y amarillo para el coloide original a marrón oscuro para las mediciones finales de I-C-P-O-E-S, confirmó las observaciones visuales y reveló una concentración de plata para la tasa final de 100 kilodalton.

Estas micrografías TEM del coloide de cretino original y el tato final de 100 kilodalton indican que, en su estado no agregado, las nanopartículas de plata aparecen como áreas redondas negras sobre un fondo gris más claro. Estos histogramas de tamaño TEM se construyeron analizando aproximadamente 800 nanopartículas de plata para las nanopartículas de plata originales de creonte y los 100 kilodalton finales. Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo realizar la filtración de flujo tangencial para la selección de la concentración y el tamaño de las nanopartículas de plata.

Se pueden concentrar varios volúmenes con una agregación mínima. También debe tener una buena comprensión de cómo caracterizar las nanopartículas. Una vez dominada, esta técnica se puede realizar en seis horas o menos.

Al intentar este procedimiento, es importante recordar que las suspensiones coloidales altamente concentradas tendrán una vida útil limitada incluso después de la refrigeración. Esta limitación puede manejarse a través de una cuidadosa investigación, planificación y preparación. Recuerde, cuando se trabaja con reactivo de ácido nítrico caliente durante la digestión química para I-C-P-U-S, el análisis puede ser peligroso y se deben tomar las precauciones adecuadas, como trabajar en la capucha química o usar el equipo de protección adecuado mientras se realiza este procedimiento.