Fraccionamiento flujo de campo de flujo asimétrico para dimensionamiento de nanopartículas de oro en suspensión

El uso del fraccionamiento asimétrico de flujo de campo en combinación con la calibración de tamaño externo es una herramienta poderosa para determinar con precisión la distribución de tamaño de las nanopartículas de oro en suspensión. AF4 cubre toda la gama de tamaños, desde uno hasta 1000 nanómetros. Es independiente de la composición de la muestra de los constituyentes de la muestra y se puede aplicar incluso a muestras complejas y poco dispersas.

La belleza de AF4 es su amplio rango de aplicación, que abarca no solo nanopartículas de diferentes naturalezas y tamaños, sino que también incluye proteínas, virus o macromoléculas sintéticas o naturales. Comience por vórtice 50 miligramos por litro de un estándar arbitrario de nanopartículas de oro durante dos minutos antes de diluir el estándar en una proporción de uno a cuatro con agua ultrapura. A continuación, agite la solución diluida durante dos minutos más para obtener una suspensión homogeneizada.

Después de limpiar el sistema, abra el cartucho AF4 para permitir el reemplazo de la membrana AF4. Enjuague la nueva membrana con UPW y vuelva a montar el cartucho. A continuación, vuelva a conectar el cartucho al sistema AF4-UV-vis.

Enjuague el sistema AF4-UV-vis limpio con eluyente filtrado y desgasificado durante al menos 30 minutos aplicando un caudal de punta de un mililitro por minuto, un caudal de enfoque de un mililitro por minuto y un caudal cruzado de 1,5 mililitros por minuto, para equilibrar la membrana, estabilizar el sistema y comprobar si hay posibles fugas. La presión del sistema debe alcanzar un nivel constante entre cuatro y 12 bar. Para calificar el sistema AF4-UV-vis determinando la recuperación de masa y la variación del tiempo de retención utilizando un estándar arbitrario de tamaño de nanopartícula de oro, realice una ejecución de inyección directa sin la aplicación de una fuerza de separación.

A continuación, realice una ejecución de fraccionamiento con la aplicación de una fuerza de separación. Para preparar patrones de tamaño de nanopartículas de oro para el vórtice de calibración de tamaño externo, todos los estándares de tamaño de nanopartículas de oro de 50 miligramos por litro durante dos minutos y diluir cada muestra respectiva para su análisis en agua ultrapura en una proporción de uno a cuatro. Cuando se hayan preparado los estándares de tamaño, en la pestaña Método FFF, establezca el caudal del detector en 500 microlitros por minuto, el caudal de inyección en 500 microlitros por minuto y el tiempo de inyección en 0,1 minutos.

Establezca una duración de elución de ocho minutos sin fuerza de separación definida e inyecte 10 microlitros del primer patrón en el sistema. Cuando se hayan medido todos los patrones de tamaño, inyecte 50 microlitros del primer estándar en el sistema. Ajuste el caudal del detector a 500 microlitros por minuto.

Establezca el retraso en dos minutos, el caudal de inyección en 200 microlitros por minuto durante cinco minutos y el tiempo de transición en 0,2 minutos. El caudal de enfoque se calculará automáticamente. Ajuste la duración de la elución a 60 minutos y el caudal cruzado a un mililitro por minuto.

Este método AF4 utiliza un caudal cruzado constante que es seguido por un decaimiento lineal durante 10 minutos hasta cero microlitros por minuto. Ajuste el paso de enjuague de nueve minutos con un caudal de punta de 500 microlitros por minuto. Cuando se hayan fraccionado todos los patrones de tamaño de nanopartículas de oro, prepare la muestra de nanopartículas de oro desconocidas y realice una medición de inyección directa y fraccionamiento de la muestra de nanopartículas de oro desconocidas como se acaba de demostrar.

Para analizar los datos, importe los archivos de datos en el software del sistema. Visualice las mediciones en la pestaña de resumen y seleccione la señal del detector UV-vis de la lista de detectores. Defina una región de interés y una línea de base para cada medición, ajustando la señal y la vista de la línea de base según sea necesario.

Utilice la caja de herramientas de procesamiento de señales para suavizar las señales ruidosas y utilice la función de asignación de parámetros de procesamiento a otras ejecuciones para permitir que los parámetros se asignen a otras mediciones. Para realizar un cálculo de recuperación de masa, abra las mediciones de inyección directa y los datos de fraccionamiento. Inserte una calibración de inyección directa y seleccione las mediciones de inyección directa respectivas en la vista de ajustes de calibración de inyección directa.

El volumen de inyección y la concentración de la muestra se utilizarán para correlacionar el área del pico con la cantidad inyectada. A continuación, utilice la función de asignación a los ajustes preestablecidos de partículas seleccionadas para asignar la función de calibración obtenida a las mediciones de fraccionamiento respectivas. A continuación, utilice la ecuación para calcular la recuperación de masa de la nanopartícula de oro comparando el área bajo los respectivos picos de UV-vis de las mediciones de fraccionamiento e inyección directa.

Para visualizar los resultados, abra la determinación cuantitativa de resultados. Se presentará una concentración de masa basada en el área del pico. La recuperación de masa se puede obtener comparando este valor con la concentración inyectada.

En la pestaña Tamaño de partícula en la ventana de calibración del tamaño de partícula, haga clic en cada medición apropiada en la tabla Seleccionar referencias para calibración para seleccionar todas las ejecuciones de calibración. Las medidas se mostrarán en una tabla a medida que se seleccionen. Introduzca el radio hidrodinámico para todas las mediciones de calibración.

La función y la ecuación se mostrarán en la ventana de la función de calibración del tamaño de partícula. Para asignar la función de calibración a las mediciones de la muestra de nanopartículas de oro desconocidas, seleccione los fraccionamientos respectivos dentro de la lista de selección de ejecuciones para asignación y abra un cálculo de distribución de tamaño de partícula para mostrar los resultados. El tamaño calculado se mostrará en la ventana de distribución de tamaños, etiquetado como el máximo máximo.

Y la calibración del tamaño de partícula creada anteriormente se enumerará como la calibración para las mediciones de muestras de nanopartículas de oro desconocidas. Para promediar todas las mediciones de una muestra, seleccione la casilla de verificación Señales promedio para muestra. El resultado se mostrará en la etiqueta de máximo máximo.

Aquí, se muestra una superposición representativa de patrones de tamaño de nanopartículas de oro fraccionados por AF4 y detectados por espectroscopia UV-vis de la absorbancia de las partículas a una longitud de onda de 532 nanómetros. La desviación estándar relativa de todos los tiempos de retención de cada nanopartícula en su respectivo pico máximo de espectroscopia UV-vis obtenido a partir de mediciones por triplicado fue inferior al 1,1%Un análisis de regresión lineal de estos datos dio como resultado una función de calibración lineal con un coeficiente de correlación al cuadrado, R cuadrado, de 0,9958. Cuando se obtuvieron nueve fractogramas de espectroscopia AF4-UV-vis a partir de muestras de nanopartículas de oro desconocidas, la desviación estándar relativa de los respectivos tiempos de retención fue significativamente baja, oscilando entre el 0,1 y el 0,5% Utilizando la función de calibración del tamaño de partícula obtenida del fraccionamiento de los estándares de tamaño de nanopartículas de oro y correlacionando estos datos con los tiempos de retención obtenidos de la muestra de nanopartículas de oro desconocidas en el máximo máximo de la espectroscopia UV-vis, Podría calcularse un radio hidrodinámico medio general.

Además, se pudo obtener una recuperación de masa razonable que indica que no hay aglomeración o disolución significativa de las muestras de nanopartículas de oro ni una adsorción considerable de las partículas en la superficie de la membrana. Cuando se utiliza una calibración de tamaño externa y un análisis de AF4, es de suma importancia que el mismo método de AF4 se aplique de forma coherente a todos los patrones de tamaño y a la propia muestra. AF4 permite a los investigadores comprender mejor las propiedades de sus muestras de nanopartículas.

Por lo tanto, es una importante herramienta de control de calidad que, en última instancia, ayuda a mejorar la eficacia de los productos nanohabilitados.