Fractionnement asymétrique de flux de champ-flux pour le dimensionnement des nanoparticules d’or dans la suspension

L’utilisation du fractionnement asymétrique du champ d’écoulement en combinaison avec l’étalonnage de taille externe est un outil puissant pour déterminer avec précision la distribution granulométrique des nanoparticules d’or en suspension. AF4 couvre toute la gamme de tailles, de un à 1000 nanomètres. Il est indépendant de la composition de l’échantillon et peut être appliqué même à des échantillons peu dispersés et complexes.

La beauté de l’AF4 réside dans son très large champ d’application, qui couvre non seulement les nanoparticules de différentes natures et tailles, mais aussi les protéines, les virus ou les macromolécules synthétiques ou naturelles. Commencez par vortex 50 milligrammes par litre d’un étalon de taille de nanoparticules d’or arbitraire pendant deux minutes avant de diluer l’étalon dans un rapport de un à quatre avec de l’eau ultrapure. Ensuite, tourbillonnez la solution diluée pendant deux minutes supplémentaires pour obtenir une suspension homogénéisée.

Après avoir nettoyé le système, ouvrez la cartouche AF4 pour permettre le remplacement de la membrane AF4. Rincez la nouvelle membrane avec de l’UPW et remontez la cartouche. Reconnectez ensuite la cartouche au système AF4-UV-vis.

Rincez le système AF4-UV-vis nettoyé avec un éluant filtré et dégazé pendant au moins 30 minutes en appliquant un débit de pointe d’un millilitre par minute, un débit de focalisation d’un millilitre par minute et un débit transversal de 1,5 millilitre par minute, pour équilibrer la membrane, stabiliser le système et vérifier les fuites potentielles. La pression du système doit atteindre un niveau constant entre quatre et 12 bars. Pour qualifier le système AF4-UV-vis en déterminant la récupération de masse et la variation du temps de rétention à l’aide d’une norme de taille arbitraire de nanoparticules d’or, effectuez un cycle d’injection directe sans l’application d’une force de séparation.

Effectuez ensuite un cycle de fractionnement avec l’application d’une force de séparation. Pour préparer des étalons de taille de nanoparticules d’or pour l’étalonnage de taille externe, vortex tous les étalons de taille de nanoparticules d’or de 50 milligrammes par litre pendant deux minutes et diluer chaque échantillon respectif pour l’analyse dans de l’eau ultrapure dans un rapport de un à quatre. Lorsque les normes de taille ont été préparées, sous l’onglet Méthode FFF, réglez le débit du détecteur à 500 microlitres par minute, le débit d’injection à 500 microlitres par minute et le temps d’injection à 0,1 minute.

Réglez une durée d’élution de huit minutes sans force de séparation définie et injectez 10 microlitres du premier étalon dans le système. Lorsque toutes les normes de taille ont été mesurées, injectez 50 microlitres de la première norme dans le système. Réglez le débit du détecteur à 500 microlitres par minute.

Réglez le délai à deux minutes, le débit d’injection à 200 microlitres par minute pendant cinq minutes et le temps de transition à 0,2 minute. Le débit de mise au point sera calculé automatiquement. Réglez la durée d’élution sur 60 minutes et le débit transversal sur un millilitre par minute.

Cette méthode AF4 utilise un débit transversal constant qui est suivi d’une décroissance linéaire sur 10 minutes jusqu’à zéro microlitre par minute. Réglez l’étape de rinçage de neuf minutes avec un débit de pointe de 500 microlitres par minute. Lorsque tous les étalons de taille des nanoparticules d’or ont été fractionnés, préparez l’échantillon de nanoparticules d’or inconnues et effectuez une mesure par injection directe et un fractionnement de l’échantillon de nanoparticules d’or inconnues, comme nous venons de le démontrer.

Pour analyser les données, importez les fichiers de données dans le logiciel système. Affichez les mesures dans l’onglet Vue d’ensemble et sélectionnez le signal du détecteur UV-vis dans la liste des détecteurs. Définissez une région d’intérêt et une ligne de base pour chaque mesure, en ajustant le signal et la vue de base si nécessaire.

Utilisez la boîte à outils de traitement du signal pour lisser les signaux bruyants et utilisez la fonction d’affectation des paramètres de traitement à d’autres exécutions pour permettre l’attribution des paramètres à d’autres mesures. Pour effectuer un calcul de récupération de masse, ouvrez les mesures d’injection directe et les données de fractionnement. Insérez un étalonnage d’injection directe et sélectionnez les mesures d’injection directe respectives dans la vue des paramètres d’étalonnage d’injection directe.

Le volume d’injection et la concentration de l’échantillon seront utilisés pour corréler la surface du pic avec la quantité injectée. Ensuite, utilisez la fonction d’affectation aux préréglages de particules sélectionnées pour attribuer la fonction d’étalonnage obtenue aux mesures de fractionnement respectives. Ensuite, utilisez l’équation pour calculer la récupération de masse des nanoparticules d’or en comparant la zone sous les pics UV-vis respectifs des mesures de fractionnement et d’injection directe.

Pour afficher les résultats, ouvrez le calcul des résultats quantitatifs. Une concentration massique basée sur la surface du pic sera présentée. La récupération de masse peut être obtenue en comparant cette valeur à la concentration injectée.

Sous l’onglet Taille des particules de la fenêtre d’étalonnage de la taille des particules, cliquez sur chaque mesure appropriée dans le tableau de sélection des références pour l’étalonnage pour sélectionner tous les cycles d’étalonnage. Les mesures seront affichées dans un tableau au fur et à mesure de leur sélection. Entrez le rayon hydrodynamique pour toutes les mesures d’étalonnage.

La fonction et l’équation seront affichées dans la fenêtre de la fonction d’étalonnage de la taille des particules. Pour affecter la fonction d’étalonnage aux mesures de l’échantillon de nanoparticules d’or inconnues, sélectionnez les fractionnements respectifs dans la liste de sélection pour l’affectation et ouvrez un calcul de distribution granulométrique pour afficher les résultats. La taille calculée sera affichée dans la fenêtre de distribution des tailles, étiquetée au maximum maximal.

Et l’étalonnage de la taille des particules précédemment créé sera répertorié comme l’étalonnage pour les mesures d’échantillons de nanoparticules d’or inconnues. Pour faire la moyenne de toutes les mesures d’un échantillon, cochez la case Moyenne des signaux pour l’échantillon. Le résultat sera répertorié dans l’étiquette du maximum de pointe.

Ici, une superposition représentative d’étalons de taille de nanoparticules d’or fractionnées par AF4 et détectées par spectroscopie UV-vis mesure de l’absorbance des particules à une longueur d’onde de 532 nanomètres est présentée. L’écart-type relatif de tous les temps de rétention de chaque nanoparticule à son pic de spectroscopie UV-vis respectif obtenu à partir de mesures en trois exemplaires était inférieur à 1,1 %Une analyse de régression linéaire de ces données a abouti à une fonction d’étalonnage linéaire avec un coefficient de corrélation au carré, R au carré, de 0,9958. Lorsque neuf fractogrammes de spectroscopie AF4-UV-vis ont ensuite été obtenus à partir d’échantillons de nanoparticules d’or inconnues, l’écart-type relatif des temps de rétention respectifs était significativement faible, variant entre 0,1 et 0,5 %En utilisant la fonction d’étalonnage de la taille des particules obtenue à partir du fractionnement des étalons de taille de nanoparticules d’or et en corrélant ces données avec les temps de rétention obtenus de l’échantillon de nanoparticules d’or inconnues au maximum maximal de la spectroscopie UV-vis, Un rayon hydrodynamique moyen global a pu être calculé.

De plus, une récupération de masse raisonnable a pu être obtenue, indiquant qu’il n’y a pas d’agglomération ou de dissolution significative des échantillons de nanoparticules d’or ou d’adsorption considérable des particules sur la surface de la membrane. Lors de l’utilisation d’un étalonnage de taille externe et d’une analyse AF4, il est de la plus haute importance que la même méthode AF4 soit appliquée de manière cohérente à tous les étalons de taille et à l’échantillon lui-même. AF4 permet aux chercheurs de mieux comprendre les propriétés de leurs échantillons de nanoparticules.

Il s’agit donc d’un outil de contrôle de la qualité important qui contribue en fin de compte à améliorer l’efficacité des produits nanotechnologiques.