Name: Asymmetrische flowveld-flow fractionering voor dimensionering van gouden nanodeeltjes in ophanging (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-09-11T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 33 s
Description: Leer asymmetrische flowveld-flow fractionering voor het bepalen van de grootteverdeling van gouden nanodeeltjes in suspensie. Deze methode biedt nauwkeurige karakterisering voor analytische chemie en nanotechnologie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen het hele ACEnano-consortium bedanken voor vruchtbare discussies in alle stadia van de voorbereiding van het hier gepresenteerde protocol. De auteurs waarderen ook de financiering uit het Horizon 2020-programma van de Europese Unie (H2020) in het kader van subsidieovereenkomst nr. 720952 in het kader van het ACEnano-project.

1. AF4 systeemopstelling
<ol><li>Monteer de AF4-cartridge en sluit alle hardwarecomponenten van het AF4-systeem en de UV-visdetector(Materialentabel)aan volgens de instructies in de gebruikershandleiding.</li>
	<li>Installeer alle benodigde softwarepakketten voor controle, gegevensverwerving, verwerking en evaluatie volgens de instructies in de gebruikershandleiding.</li>
	<li>Zorg ervoor dat alle noodzakelijke signaalverbindingen tussen het AF4-systeem en de UV-visdetector tot stand zijn gebracht.</li>
	<li>Zorg ervoor dat de gevestigde AF4-UV-vis aansluitingen strak en zonder lekkages zijn door de opstelling gedurende 15 min door te spoelen met ultrapure water (UPW) (tipdebiet 1 mL∙min-1,scherpsteldebiet 1 mL∙min-1en kruisdebiet 1,5 mL∙min-1). Open hiervoor de AF4-besturingssoftware en voer de stroomsnelheden in de respectieve panelen aan de rechterkant van de bestemmingspagina in. Draai indien nodig de betreffende connectoren (fittingen) vast en herhaal de procedure totdat er geen lekkages waarneembaar zijn. OPMERKING: De interne systeemdruk tijdens alle metingen moet worden bewaakt en moet binnen 4 tot 12 bar liggen. Als de druk hoger of lager is, moet de rugdrukslang worden aangepast. Bovendien moet de kanaaldruktrend gedurende de volledige meettijd constant zijn. OPMERKING: Als er een kanaaloven beschikbaar is, stelt u de temperatuur in op 25 °C om vergelijkbare meetomstandigheden te garanderen tijdens alle AF4-experimenten.</li>
</ol>2. Voorbereiding van oplossingen en suspensies voor AF4-UV-vis systeemkwalificatie en monsteranalyse
<ol><li>Reinigingsoplossing<ol>
<li>Voeg 8 g vast natriumhydroxide (NaOH) en 2 g natrium dodecylsulfaat (SDS) toe aan 1 L UPW en roer de oplossing tot de totale ontbinding.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Eluens<ol>
<li>Voeg 500 μL gefilterd oppervlakteactieve mengsel toe aan 2 L gefilterde en ontgaste UPW om het eluent (0,025% (v/v), pH rond 9,4) te verkrijgen. OPMERKING: Een gedetailleerde beschrijving van de verbindingen van het oppervlakteactieve mengsel is opgenomen in tabel 1 (ook tabel met materialen).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Willekeurige AuNP-groottenorm voor massaherstelbepaling<ol>
<li>Vortex een willekeurige AuNP-maatnorm (50 mg∙L-1) gedurende 2 minuten en verdun deze 1:4 met UPW om een uiteindelijke massaconcentratie van 12,5 mg∙L-1te verkrijgen. Vortex gedurende nog eens 2 minuten na verdunning om de verkregen suspensie te homogeniseren. LET OP: Noodzakelijke voorzorgsmaatregelen en geschikte beschermingsmiddelen zijn vereist bij het werken met chemicaliën, met name NaOH-pellets. OPMERKING: Het wordt over het algemeen aanbevolen om alle noodzakelijke oplossingen (met uitzondering van de reinigingsoplossing) te ontgassen en te filteren met behulp van een membraanfilter van 0,1 μm (hydrofiele PVDF of iets dergelijks) om lage deeltjesachtergronden te garanderen tijdens AF4-UV-vis-experimenten. Dit kan worden vastgesteld door een speciale vacuümfiltratie-eenheid of met behulp van spuitfilters.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. AF4-UV-vis systeemkwalificatie
<ol><li>Gebruik de software-instellingen beschreven in stap 1.4 om het systeem gedurende 30 minuten door te spoelen met de reinigingsoplossing (Tipdebiet 1 mL∙min-1,Focusdebiet 1 mL∙min-1en Kruisdebiet 1,5 ml∙min-1).</li>
	<li>Verander de betreffende eluentfles en spoel het systeem met UPW gedurende 20 min (Tipdebiet 1 mL∙min-1,Focusdebiet 1 mL∙min-1, en Kruisdebiet 1,5 ml∙min-1).</li>
	<li>Vervang de betreffende inline pompfilters.</li>
	<li>Open de AF4-cartridge en vervang het AF4-membraan. Monteer de AF4-cartridge opnieuw en sluit deze opnieuw aan op het AF4-UV-vis-systeem.</li>
	<li>Spoel het gereinigde AF4-UV-vissysteem minstens 30 minuten met het eluent om het membraan in evenwicht te brengen en het systeem te stabiliseren (Tipdebiet 1 mL∙min-1,Focusdebiet 1 mL∙min-1en Kruisdebiet 1,5 mL∙min-1). Controleer nogmaals op mogelijke lekkages (zie stap 1.4).</li>
	<li>Kwalificeer het AF4-UV-vis-systeem door het massaherstel en de variatie van de retentietijd te bepalen met behulp van een willekeurige AuNP-groottestandaard.<ol>
<li>Voer een directe injectierun uit zonder een scheidingskracht toe te dienen.<ol>
<li>Maak een nieuw meetbestand door Bestand | te openen Nieuwe | Voer de AF4-besturingssoftware uit.</li>
			<li>Definieer de beschrijving van het monster en de meting, evenals het injectievolume en de naam van het monster op het tabblad Uitvoeren. De meetcondities worden weergegeven in tabel 2.</li>
			<li>Stel de meetparameters in op de FFF-methode op het tweede tabblad volgens tabel 2.</li>
			<li>Klik op de knop Uitvoeren om de meting te starten.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Voer een fractioneringsrun uit met toepassing van een scheidingskracht (Cross flow).<ol>
<li>Definieer de fractioneringsmethode zoals beschreven in de vorige sectie met behulp van de fractioneringsvoorwaarden die zijn gespecificeerd in tabel 3.</li>
			<li>Klik op de knop Uitvoeren om de meting te starten.</li>
			<li>Voer de meting in viervoud uit. OPMERKING: De eerste run is gericht op het conditioneren van het systeem (d.w.z. het AF4-membraan) en wordt uitgesloten van de eindevaluatie van de systeemkwalificatieresultaten. OPMERKING: Het wordt aanbevolen om alle gegenereerde run-bestanden op te slaan door File | te openen Opslaan in de AF4-besturingssoftware.</li>
			<li>Overweeg het AF4-UV-vis-systeem gekwalificeerd als een massaherstel van >80% en een variatie van retentietijd <2% wordt verkregen voor de willekeurige AuNP-maatnorm.</li>
			<li>Wanneer u een autosampler als injectiesysteem gebruikt, vult u de naaldwasreservoirfles van de autosampler met dezelfde oplossing die door het AF4-UV-vis-systeem wordt gepompt (bijv. reinigingsoplossing, UPW of respectieve eluent) om optimale werkingsomstandigheden te garanderen. Bij het veranderen van het eluent wordt over het algemeen aanbevolen om de her equilibratie van het AF4-systeem te volgen door het UV-vis-detectorsignaal te controleren totdat de uitgangswaarde op een constant niveau stabiel blijft.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. AF4-UV-vis monsteranalyse
<ol><li>Bereid alle AuNP-maatnormen voor externe groottekalibratie voor door de respectieve AuNP-suspensie (20 nm, 40 nm, 80 nm, 100 nm, elk 50 mg) te vortexen. L-1) gedurende 2 minuten en verdun het 1:4 met UPW om een uiteindelijke massaconcentratie van 12,5 mg∙L-1te verkrijgen. Vortex gedurende nog eens 2 minuten na verdunning om de verkregen suspensies te homogeniseren.</li>
	<li>Bereid het onbekende AuNP-monster voor op analyse volgens dezelfde procedure als voor de kalibratienormen zoals beschreven in stap 4.1.</li>
	<li>Voer een directe injectiemeting uit van alle AuNP-maatnormen met behulp van de AF4-methode die wordt weergegeven in tabel 2.<ol>
<li>Voer hiervoor de respectieve waarden in tabel 2 in de software van de fabrikant in op de juiste posities om de scheidings- en steekproefparameters te definiëren en druk op de knop Uitvoeren om het experiment te starten.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fractioneer elke AuNP-maatstandaard afzonderlijk met behulp van de AF4-methode die in tabel 3 wordt weergegeven om de kalibratiefunctie van de externe grootte vast te stellen.<ol>
<li>Voer de respectieve waarden in tabel 3 in de software van de fabrikant op de juiste posities in. De fractioneringsmethode wordt gedefinieerd door een scherpstelstap, verschillende elutiestappen en een spoelstap. Nadat u de methode hebt ingesteld, drukt u op de knop Uitvoeren om het experiment te starten.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Voer een directe injectiemeting uit van het onbekende AuNP-monster met behulp van de AF4-methode die wordt weergegeven in tabel 2.</li>
	<li>Voer de fractionering van het onbekende AuNP-monster uit door de in tabel 3genoemde AF4-methode uit te voeren .</li>
	<li>Alle in de sectie 3 en 4 genoemde metingen in drievoud uitvoeren, tenzij anders vermeld om zinvolle en statistisch relevante resultaten te garanderen.<ol>
<li>Bewaar 50 mg∙L-1 AuNP bouillonsuspensies bij 4–8 °C voor gebruik. Verdunde AuNP-suspensies worden idealiter binnen 30 minuten voor het aanbrengen bereid. OPMERKING: Vortexing is meestal voldoende en er is geen ultrasone trilling van de suspensies nodig.</li>
		<li>Om een correlatie van de bewaartijd van het onbekende AuNP-monster mogelijk te maken met de bewaartijden die zijn verkregen voor de AuNP-maatnormen, meet u alle monsters met dezelfde AF4-methode. OPMERKING: Om constante en geldige scheidingsomstandigheden te garanderen, moet u de fractioneringsstap opnemen/herhalen die wordt beschreven in de sectie systeemkwalificatie (zie stap 3.6.2) na een bepaald aantal monstermetingen (bijv. 10 metingen). Bovendien, record systeemdruk en UV-vis detector baseline stabiliteit. Ze moeten stabiel en constant blijven tijdens een volledige AF4-UV-vis run. OPMERKING: Vervang meestal het ultrafiltratiemembraan wanneer de UV-visdetector (of Multi Angle Light Scattering (MALS)-detector (indien beschikbaar) een verhoogd geluidsniveau of de gedefinieerde systeemkwalificatiecriteria zoals herstel, piekvorm van monsters of herhaalbaarheid mist (of het AF4-UV-vis-systeem is onderworpen aan een grondige reinigingsprocedure). Onder de hier beschreven omstandigheden is het gekwalificeerde AF4-UV-vissysteem meestal stabiel voor ten minste 50 metingen met hetzelfde membraan; het aantal mogelijke opeenvolgende metingen dat aan de gedefinieerde kwaliteitscriteria voldoet, kan echter aanzienlijk variëren, afhankelijk van de steekproef, de steekproefmatrix en de eluentsamenstelling.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. Gegevensevaluatie
<ol><li>Voer de massaherstelberekening uit met behulp van gegevensevaluatiesoftware die door de fabrikant van het AF4-UV-vis-systeem wordt geleverd of spreadsheetanalyse na uitvoer van alle benodigde ruwe gegevens (d.w.z. UV-vis-piekgebied) uit de respectieve software voor gegevensverwerving volgens de instructies in de handleiding van de fabrikant.<ol>
<li>Bereken het AuNP-massaherstel door de gebieden onder de respectieve UV-vispieken van de fractioneringsmeting(A-fractionering)en de directe injectiemeting (eendirecte injectie)te vergelijken met behulp van de volgende vergelijking: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61757/61757equ02.jpg"> OPMERKING: Tijdens een directe injectiemeting wordt geen scheidingskracht uitgeoefend en daarom kunnen mogelijke interacties van een analytsoort met de accumulatiewand worden verwaarloosd. Het gebied onder een respectieve UV-vispiek kan rechtstreeks worden gecorreleerd met de AuNP-massa met behulp van de Beer-Lambert-wet, ervan uitgaande dat geen andere soorten in het monster absorberen op de respectieve golflengte en/of i) elutes bij een andere retentietijd onder fractioneringsomstandigheden ii) wordt verwijderd door het AF4-membraan.</li>
		<li>Importeer de dat. bestanden verkregen uit zowel de directe injectie als de fractioneringsrun.</li>
		<li>Selecteer het traceringsspoor van de UV-visdetector op het tabblad Overzicht.</li>
		<li>Definieer een regio van belang (ROI) en een basislijn in de signaal- en basislijnweergave voor alle metingen.</li>
		<li>Plaats een directe injectiekalibratie via Insert.</li>
		<li>Selecteer alle directe injectieruns in de weergave Instellingen voor directe injectiekalibratie en voer een UV-extinctiecoëfficiënt in. OPMERKING: Het is belangrijk om dezelfde UV-vis extinctiecoëfficiënt te gebruiken voor zowel de kalibratie als de fractioneringsmeting.</li>
		<li>Stel de kalibratielijn vast met behulp van het gebied onder het UV-vis signaalspoor binnen de ROI en de geïnjecteerde hoeveelheid berekend op basis van de ingevoerde concentratie en het injectievolume. De verkregen kalibratie wordt weergegeven in het afzonderlijke venster Directe injectiekalibratiefunctie.</li>
		<li>Wijs de kalibratiefunctie toe aan de respectieve fractioneringsmetingen. OPMERKING: Voor elke kalibratiegroottenorm en het onbekende AuNP-monster moet een afzonderlijke kalibratiefunctie worden ingesteld vanwege de grootteafhankelijke UV-visabsorptie van AuNP. Dit nadeel van de UV-vis detector kan worden omzeild met behulp van een massagevoelige detector zoals een ICP-MS.</li>
		<li>Voer de analyses uit door een berekening van kwantitatieve resultaten in te voegen en de resultaten worden weergegeven in een tabel aan de rechterkant als concentratie- en geïnjecteerde hoeveelheidswaarden.</li>
	</ol></li>
	<li>Bereken de variatie van de bewaartijd met behulp van data-evaluatiesoftware die door de AF4-systeemfabrikant wordt geleverd of spreadsheetanalyse na uitvoer van alle benodigde ruwe gegevens (d.w.z. bewaartijden van de AuNP-kalibratienormen op de respectieve UV-vispiek maxima en respectieve leegtetijden) van de respectieve software voor gegevensverwerving volgens de instructies in de gebruikershandleiding.<ol>
<li>Open het venster Overzicht om de respectieve UV-sporen weer te geven voor alle geïmporteerde metingen.</li>
		<li>De piekdetectie wordt automatisch uitgevoerd; pas de piekdetectieparameters in de toolbox voor signaalverwerking aan om de prestaties te optimaliseren. Haal de respectievelijke piekmaxima's eruit door alle meetbestanden door telopen.</li>
		<li>Bereken de relatieve standaarddeviatie voor alle metingen met behulp van de volgende vergelijking: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61757/61757equ01.jpg"> De berekening kan ook worden uitgevoerd met behulp van een respectieve spreadsheetsoftware.</li>
	</ol></li>
	<li>Voer de groottebepaling uit met behulp van gegevensevaluatiesoftware die door de fabrikant wordt geleverd of spreadsheetanalyse na uitvoer van alle benodigde onbewerkte gegevens (bewaartijd bij UV-vis piek maximum van analyt en respectieve leegtetijd) van de respectieve software voor gegevensverwerving volgens de instructies in de handleiding van de fabrikant. Een externe groottekalibratiefunctie kan worden vastgesteld door de nietige tijd gecorrigeerde retentietijden (netto retentietijden, zie tabel 5) van de AuNP-maatnormen (20 nm, 40 nm, 80 nm, 100 nm) te plotten ten opzichte van hun hydrodynamische maten verkregen uit eerder uitgevoerde DLS-metingen (zie tabel 4). OPMERKING: De DLS-metingen moeten idealiter op dezelfde dag worden uitgevoerd als de respectieve fractioneringsmetingen om vergelijkbare monstereigenschappen te garanderen.<ol>
<li>Na het importeren van de .dat bestanden worden alle metingen weergegeven op het tabblad Overzicht. Selecteer het UV-vis detectorsignaal uit de detectorenlijst, die onder het overlayvenster wordt weergegeven. Definieer een ROI en basislijn voor elke meting, die kunnen worden aangepast in de weergave Signaal en basislijn. Gebruik de toolbox Signaalverwerking aan de rechterkant om lawaaierige signalen glad te strijken. Gebruik de functie Verwerkingsparameters toewijzen aan andere uitvoeringen om de parameters toe te wijzen aan andere metingen, respectievelijk signalen.</li>
		<li>Selecteer de deeltjesgroottekalibratie op het tabblad Invoegen.</li>
		<li>Selecteer alle kalibratieruns door op de betreffende meting te klikken in de tabel Referenties selecteren voor kalibratie rechtsboven. Alle geselecteerde metingen worden weergegeven in een onderstaande tabel. Voer de hydrodynamische straal in voor alle kalibratiemetingen die zijn gespecificeerd in tabel 4. De functie wordt weergegeven in het venster Deeltjesgrootte kalibratie – Functie en de vergelijking wordt ook weergegeven. OPMERKING: De correlatiecoëfficiënt (R2) van de gevestigde kalibratiefunctie moet ≥0,990 zijn.</li>
		<li>Wijs de kalibratiefunctie toe aan de metingen van het onbekende AuNP-monster door de respectieve fractionaties in de lijst Uitvoeringen selecteren voor toewijzing te selecteren.</li>
		<li>Geef de resultaten weer door een deeltjesgrootteverdelingsberekening te openen op het tabblad Invoegen. De eerder gemaakte deeltjesgroottekalibratie wordt vermeld als kalibratie voor de onbekende AuNP-monstermetingen, die in de rechtervensterinstellingenwordt weergegeven. De berekende grootte wordt weergegeven in het venster grootteverdeling dat is gelabeld met het piekmaximum. Schakel het selectievakje Gemiddelde signalen voor voorbeeld in om alle metingen van één monster te gemiddelden en vermeld het resultaat in het maximale pieklabel.</li>
		<li>Teken bovendien de kalibratielijn over het fractogram door het selectievakje Kalibratiecurve weergeven in te schakelen. Een cumulatieve grootteverdeling is beschikbaar door het selectievakje Cumulatieve distributie weergeven in te schakelen. OPMERKING: Wanneer u software van de fabrikant gebruikt voor gegevensevaluatie, is het raadzaam om alle resultaten aan een rapport toe te voegen, die kunnen worden gegenereerd door op Rapport op het tabblad Invoegen te klikken. Met de knop Rapport worden alle resultaten, tabellen en diagrammen aan een document toegevoegd. Onder het tabblad Rapport kunnen de rapportinstellingen worden gewijzigd door Rapportinstellingen te openen in de sectie Document.</li>
	</ol></li>
</ol>

Alle auteurs van dit manuscript zijn medewerkers van Postnova Analytics GmbH, waarvan de producten in dit protocol worden gebruikt.

De hydrodynamische grootte van een onbekende AuNP werd nauwkeurig beoordeeld door AF4 in combinatie met een UV-visdetector met behulp van goed gedefinieerde AuNP-maatnormen variërend van 20 nm tot 100 nm. De ontwikkelde AF4-methode werd geoptimaliseerd met behulp van een constant kruisstroomprofiel om een lineaire relatie tot stand te brengen tussen de gemeten retentietijd en de AuNP-grootte, waardoor een eenvoudige groottebepaling van lineaire regressieanalyse mogelijk werd. Bijzondere aandacht ging ook uit naar het bereiken van voldoende hoge herstelpercentages, wat wijst op geen significant monsterverlies tijdens fractionering, en dat de ontwikkelde AF4-methode, met inbegrip van de toegepaste eluent en het membraan, goed overeenkwam met alle gefractioneerde AuNP-monsters.
Methodeontwikkeling is misschien wel de meest kritieke stap in AF4 en verschillende parameters, waaronder kanaalafmetingen, stroomparameters en eluent-, membraan-, afstandshoogte en zelfs monstereigenschappen moeten in aanmerking worden genomen om de fractionering binnen een bepaald elutietijdvenster te verbeteren. Het doel van deze paragraaf is om de lezer te begeleiden door de kritieke stappen die zijn geoptimaliseerd om met succes de grootte van de onbekende AuNP-steekproef te bepalen die hier wordt besproken. Voor een meer gedetailleerde beschrijving van hoe een AF4-methode in het algemeen te ontwikkelen, wordt de lezer verwezen naar de AF4-sectie van 'ISO/TS21362:2018 - Nanotechnologies - Analysis of nano-objects using asymmetrical flow and centrifugal field-flow fractionation'25. Als we de toegepaste fractioneringsvoorwaarden in tabel 3nader bekijken, is de eerste kritieke stap de introductie en ontspanning van het AuNP-monster in het AF4-kanaal. Deze stap wordt bepaald door de injectiestroom, focusstroom en kruisstroom, waarvan het samenspel het monster dwingt om dicht bij het membraanoppervlak te lokaliseren en het te concentreren in een smalle band in de buurt van de injectiepoort van het AF4-kanaal en in feite het beginpunt van de fractionering definieert. Een voldoende versoepeling van het monster is verplicht, omdat tijdens deze stap monsteronderdelen van verschillende grootte zich in verschillende hoogten van het AF4-kanaal bevinden, waardoor de basis wordt geboden voor een succesvolle groottefractie. Onvolledige monsterontspanning is meestal zichtbaar door een verhoogd leegtepiekgebied als gevolg van niet-vastgehouden (d.w.z. niet-ontspannen) monsterbestanddelen. Dit effect kan worden verzacht door de injectietijd en/of het toegepaste kruisdebiet te verhogen. Beide parameters moeten echter zorgvuldig worden geoptimaliseerd, met name voor monsters die gevoelig zijn voor agglomeratie en adsorptie op het AF4-membraan, en kunnen worden bewaakt door de respectieve herstelsnelheden die zijn verkregen voor verschillende parameterinstellingen36,37. De toegepaste injectietijd van 5 min samen met een kruisdebiet van 1,0 ml∙min-1 onthulde herstelsnelheden >80% voor alle AuNP-monsters en een verwaarloosbaar leeg piekgebied dat bijna optimale ontspanningsomstandigheden aangeeft. Na voldoende ontspanning van het AuNP-monster werd de scherpstelstroom gestopt en werd monstertransport langs de AF4-kanaallengte naar de respectieve UV-visdetector geïnitieerd als vertegenwoordiger van de tweede kritieke stap. Om een voldoende hoog fractioneringsvermogen op redelijke analysemomenten te garanderen, werd een constant kruisdebiet van 1,0 mL∙min-1 gedurende 30-50 min (afhankelijk van de respectieve gefractioneerde AuNP-groottenorm) gevolgd door een lineair kruisstroombederf van 10 minuten bij een detectordebiet van 0,5 ml.min-1 toegepast. Het gebruik van een constant cross flow profiel over de scheiding van alle AuNP-groottenormen onthulde een lineaire relatie tussen retentietijd en AuNP-grootte volgens FFF-theorie22, waardoor groottebepaling van het onbekende AuNP-monster mogelijk werd door eenvoudige lineaire regressieanalyse. Andere profielen dan een constante dwarsstroom zijn echter ook gebruikt voor het dimensioneren van nanodeeltjes , wat uiteindelijk leidde tot een niet-lineaire relatie tussen retentietijd en deeltjesgrootte38,39. Bovendien is de groottebepaling in AF4 met behulp van goed gedefinieerde maatnormen niet beperkt tot AuNP, maar kan ook worden toegepast op nanodeeltjes met andere maten en elementaire samenstelling (bijv. zilver38,40 of silica nanodeeltjes41,42). Bovendien is ICP-MS bij het werken met verdunde monsters een zeer gevoelige elementaire detector, die kan worden gekoppeld aan AF4, wat bijdraagt aan de veelzijdigheid van deze analytische aanpak voor het dimensioneren van een grote verscheidenheid aan nanodeeltjes in suspensie.
Ondanks de wijdverspreide toepassing heeft externe groottekalibratie met behulp van goed gedefinieerde maatnormen in AF4 enkele eigenaardigheden waarmee rekening moet worden gehouden bij het gebruik ervan voor het nauwkeurig dimensioneren van onbekende monsters. In de eerste plaats is zij sterk afhankelijk van de toepassing van vergelijkbare voorwaarden tijdens de fractionering van de respectieve groottenormen en de werkelijke steekproef. In het hier gepresenteerde geval is het daarom verplicht dat zowel de AuNP-maatnormen als het onbekende AuNP-monster worden gefractioneerd volgens dezelfde AF4-methode en dezelfde eluent en hetzelfde membraan waardoor deze aanpak vrij inflexibel is. Bovendien is het moeilijk om te bepalen of een respectieve AF4-methode met behulp van maatnormen voldoende goed werkt of niet. Dit geldt met name voor onbekende monsters die zeer brede grootteverdelingen vertonen, waarbij het onduidelijk blijft of alle monsterbestanddelen het normale elutiepatroon volgen: fractionering van kleinere tot grotere deeltjes, of dat grotere monsterbestanddelen al in sterisch-hyperlayermodus eluteeren, waardoor mogelijk wordt samengewerkt met kleinere monsterbestanddelen43,44. Hoewel de FFF-theorie benadrukt dat AF4 zich uitsluitend scheidt op basis van verschillen in hydrodynamische grootte waarbij deeltjes als puntmassa's worden beschouwd zonder interacties met hun omgeving22, vertelt de werkelijkheid een ander verhaal met deeltjes-deeltjes- en deeltjesmembraaninteracties (zoals elektrostatische aantrekking/afstoting of van-der-Waals aantrekkingskracht) kan een aanzienlijke rol spelen en kan mogelijk een meetbare bias in groottebepalingen introduceren via externe groottekalibratie45,46. Het wordt daarom aanbevolen om maatnormen te gebruiken die idealiter overeenkomen met de samenstelling en de oppervlakte-eigenschappen (Zeta-potentiaal) van het deeltje van belang40,42 of, indien deze niet beschikbaar zijn, ten minste gebruik maken van goed gekarakteriseerde deeltjesgroottenormen (bv. polystyreen latexdeeltjes) en hun vergelijkbaarheid met het betrokken deeltje zorgvuldig evalueren, met name wat betreft hun oppervlakte Zetapotentieel in de respectieve omgeving, waarin de analyse moet worden uitgevoerd41,47.
De veelzijdigheid van AF4 wordt vaak beschouwd als de grootste sterkte, omdat het een toepassingsbereik biedt dat verder gaat dan de meeste andere gangbare maattechnieken op dit gebied22,48,49. Tegelijkertijd kan het, vanwege de bijbehorende vermoedelijke complexiteit, ook worden beschouwd als het belangrijkste nadeel ervan, vooral tegen snelle en schijnbaar gebruiksvriendelijke maattechnieken zoals DLS, Nanoparticle Tracking Analysis of ICP-MS met één deeltje. Niettemin wordt bij het relativeren van AF4 met deze populaire maattechnieken duidelijk dat alle technieken hun voor- en nadelen hebben, maar ze dragen allemaal bij aan een uitgebreider begrip van het fysisch-chemische karakter van nanodeeltjes en moeten daarom eerder als complementair dan als concurrerend worden beschouwd.
De hier gepresenteerde standaardbedrijfsprocedure (SOP) benadrukt de uitstekende toepasbaarheid van AF4-UV-vis met externe groottekalibratie voor de dimensionering van een onbekend AuNP-monster in suspensie en werd uiteindelijk toegepast als een aanbevolen richtlijn voor AF4-analyse van een onbekend AuNP-monster binnen een internationale interlaboratory comparison (ILC) die werd uitgevoerd in het kader van het Horizon 2020-project, ACEnano (het resultaat van deze ILC zal het onderwerp zijn van een toekomstige publicatie). Dit protocol draagt dus bij aan de bemoedigende en voortdurende internationale inspanningen om AF4-methodologieën25 , 50,51,52te valideren en te standaardiseren, wat het veelbelovende potentieel van AF4 op het gebied van nanodeeltjeskarakterisering onderstreept.

Gouden nanodeeltjes (AuNP) in de vorm van colloïdaal goud maakten al lang deel uit van de menselijke cultuur voordat er inzicht was in wat nanodeeltjes waren en voordat de term nanodeeltjes zijn weg had gevonden in de hedendaagse, wetenschappelijke woordenschat. Zonder duidelijke kennis van hun nanoschaal uiterlijk, geschorste AuNP was al gebruikt voor medische en andere doeleinden in het oude China, Arabië, en India in de V-VI eeuwen voor Christus1, en ook de oude Romeinen profiteerden van hun robijnrode kleur om beroemd vlekken op hun aardewerk in de Lycurgus Cup tentoonstelling in het British Museum2. In de westerse wereld, door de eeuwen heen, van de Middeleeuwen tot de Moderne Tijd, werden hangende AuNP voornamelijk gebruikt als kleurstoffen voor glas en glazuur (Paars van Cassius)3 en om een verscheidenheid aan ziekten te behandelen (Drinkbaar Goud), vooral syfilis4.
Al deze studies hadden zich echter voornamelijk gericht op de toepassing van opgeschorte AuNP en het was aan Michael Faraday in 1857 om de eerste rationele benadering in te voeren om hun vorming, hun aard en hun eigenschappen te onderzoeken5. Hoewel Faraday zich er al van bewust was dat deze AuNP zeer minieme dimensies moeten hebben, was het pas bij de ontwikkeling van elektronenmicroscopie toen expliciete informatie over hun grootteverdeling toegankelijk was6,7, waardoor uiteindelijk de correlatie tussen grootte en andere AuNP-eigenschappen mogelijk werd.
Tegenwoordig, dankzij hun vrij eenvoudige en eenvoudige synthese, opmerkelijke optische eigenschappen (oppervlakteplasmonresonantie), goede chemische stabiliteit en dus kleine toxiciteit, evenals hun hoge veelzijdigheid in termen van beschikbare maten en oppervlakteaanpassingen, heeft AuNP wijdverspreide toepassingen gevonden op gebieden zoals nano-elektronica8,diagnostiek 9,kankertherapie10of medicijnafgifte11. Uiteraard is voor deze toepassingen nauwkeurige kennis van de grootte en grootteverdeling van de toegepaste AuNP een fundamentele voorwaarde om een optimale werkzaamheid12 te garanderen en is er een aanzienlijke vraag naar robuuste en betrouwbare hulpmiddelen om deze cruciale fysisch-chemische parameter te bepalen. Tegenwoordig is er een overvloed aan analytische technieken die aunp in suspensie kunnen dimensioneren, waaronder, bijvoorbeeld UV-vis Specroscopie (UV-vis)13, Dynamic Light Scattering (DLS)14 of Single Particle Inductively-Coupled Plasma Mass Spectrometry (spICP-MS)15 met Field-Flow Fractionation (FFF) als sleutelspeler op dit gebied16,17,18,19,20.
FFF werd voor het eerst geconceptualiseerd in 1966 door J. Calvin Giddings21en omvat een familie van op elutie gebaseerde fractioneringstechnieken, waarbij scheiding plaatsvindt binnen een dun, lintachtig kanaal zonder stationaire fase22,23. In FFF wordt scheiding veroorzaakt door de interactie van een monster met een extern krachtveld dat loodrecht op de richting van een laminaire kanaalstroom werkt, waarbij het monster stroomafwaarts meestal naar de respectieve in-line detectoren wordt getransporteerd. Onder deze gerelateerde FFF-technieken is Asymmetrische Flow Field-Flow Fractionation (AF4), waarbij een tweede stroom (cross flow) fungeert als het krachtveld, het meest gebruikte subtype24geworden . In AF4 is de kanaalbodem (accumulatiewand) uitgerust met een semipermeabel ultrafiltratiemembraan dat het monster kan vasthouden terwijl tegelijkertijd de dwarsstroom door het membraan kan gaan en het kanaal via een extra uitlaat kan verlaten. Op deze manier kan de dwarsstroom het monster naar de accumulatiewand duwen en zo de diffusie-geïnduceerde flux (Browniaanse beweging) tegengaan. In een resulterend evenwicht van veld- en diffusie-geïnduceerde fluxen; kleinere monsterbestanddelen met hogere diffusiecoëfficiënten worden dichter bij het kanaalcentrum uitgelijnd, terwijl grotere monsteronderdelen met lagere diffusiecoëfficiënten dichter bij de accumulatiewand worden gevonden. Vanwege het parabolische stromingsprofiel in het kanaal worden daarom kleinere monsterbestanddelen getransporteerd in de snellere laminae van de kanaalstroom en elute vóór grotere monsterbestanddelen. Met behulp van FFF-retentieparameter en Stokes-Einstein diffusiecoëfficiëntvergelijkingen kunnen de elutietijd en respectievelijk het elutievolume van een monster in AF4 vervolgens rechtstreeks worden vertaald in zijn hydrodynamische grootte22. Hier verwijst het beschreven elutiegedrag naar de normale elutiemodus en is meestal geldig voor AF4 binnen een deeltjesgroottebereik tussen ongeveer 1-500 nm (soms tot 2000 nm afhankelijk van deeltjeseigenschappen en fractioneringsparameters), terwijl sterisch-hyperlayer-elutie meestal boven deze groottedrempelvoorkomt 25.
Er zijn drie veelvoorkomende manieren om grootte-informatie af te leiden na scheiding door FFF. Aangezien FFF een modulair instrument is, kan het stroomafwaarts worden gecombineerd met meerdere detectoren zoals maatgevoelige lichtverstrooiingsdetectoren op basis van het principe van Multi-Angle Light Scattering (MALS)26,27, Dynamic Light Scattering (DLS)28,29, of zelfs een combinatie van beide om aanvullende vorminformatie te verkrijgen30,31. Aangezien het retentiegedrag van een monster in een FFF-kanaal echter over het algemeen wordt bepaald door goed gedefinieerde fysische krachten, kan de grootte ook worden berekend met behulp van een wiskundige benadering (FFF-theorie), waarbij een eenvoudige concentratiedetector (bijvoorbeeld een UV-visdetector) voldoende is om de aanwezigheid van een elutingmonster aan te geven32,33.
Als derde optie rapporteren we hier de toepassing van een externe groottekalibratie34,35 met behulp van goed gedefinieerde AuNP-normen in het groottebereik van 20-100 nm voor het dimensioneren van een onbekend gouden nanodeeltjesmonster in suspensie met behulp van AF4 in combinatie met UV-visdetectie. Deze eenvoudige experimentele opzet werd met opzet gekozen om zoveel mogelijk laboratoria in staat te stellen deel te nemen aan een internationale interlaboratory comparison (ILC), die later werd uitgevoerd in het kader van het Horizon 2020-project ACEnano van de Europese Unie op basis van het hier gepresenteerde protocol.

<table><tbody><tr><td>0.1 &micro;m Membrane Filters (hydrophilic PVDF)</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>Z-FIL-TEF-002</td><td>Gebruikt voor filtratie van waterige oplossingen</td></tr><tr><td>0.22 &micro;m PVDF Spuitfilter (d = 33 mm)</td><td>Merck Millipore</td><td>Durapore Millex</td><td>Gebruikt voor filtratie van NovaChem100</td></tr><tr><td>Verstelbare volume pipetten (1000 &micro;L)</td><td>Eppendorf AG</td><td>Research Plus</td><td>Gebruikt om verdunde AuNP suspensies te bereiden</td></tr><tr><td>AF4 cartridge</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>AF2000 MF - AF4 Analytische Kanaal</td><td>Onderdeel van de AF2000 MF - MultiFlow FFF setup, die in het manuscript wordt beschreven als AF4-systeem</td></tr><tr><td>AF4 Membraan - Geregenereerd Cellulose (10 kDa MWCO)</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>Z-AF4-MEM-612-10KD</td><td>Onderdeel van de AF2000 MF - MultiFlow FFF setup, die in het manuscript wordt beschreven als AF4-systeem</td></tr><tr><td>Analytische Weegschaal (0.1 mg precisie)</td><td>Sartorius</td><td>ENTRIS124I-1S</td><td>Gebruikt om SDS en NaOH pellets te wegen voor de bereiding van reinigingsoplossing</td></tr><tr><td>Autosampler</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN5300</td><td>Onderdeel van de AF2000 MF - MultiFlow FFF setup, die in het manuscript wordt beschreven als AF4-systeem</td></tr><tr><td>Kanaal Oven</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN4020</td><td>Onderdeel van de AF2000 MF - MultiFlow FFF setup, die in het manuscript wordt beschreven als AF4-systeem</td></tr><tr><td>Crossflow Module</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>AF2000 MF Control Module</td><td>Onderdeel van de AF2000 MF - MultiFlow FFF setup, die in het manuscript wordt beschreven als AF4-systeem</td></tr><tr><td>Wegwerp Pipettips (1000 &micro;L)</td><td>Eppendorf AG</td><td>ep T.I.P.S</td><td>Gebruikt om verdunde AuNP suspensies te bereiden</td></tr><tr><td>Kolven (bijv. 2 liter volume)</td><td>neoLab</td><td>1-0199</td><td>Gebruikt voor het opslaan van eluent</td></tr><tr><td>Focus Pomp</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN1131</td><td>Onderdeel van de AF2000 MF - MultiFlow FFF setup, die in het manuscript wordt beschreven als AF4-systeem</td></tr><tr><td>Glazen Vials (bijv. 1.5 mL volume)</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>VIA-002</td><td>Gebruikt voor het opslaan van monsters</td></tr><tr><td>Goud Nanodeeltje Grootte Standaarden (20 nm, 40 nm, 80 nm, 100 nm)</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>NovaCal Gold</td><td>50 mg L-1 elk, gebruikt om de grootte kalibratie functie vast te stellen</td></tr><tr><td>Magneet Stirrer</td><td>IKA</td><td>VIBRAX-VXR</td><td>Gebruikt om de oplossing van SDS en NaOH pellets in UPW te versnellen</td></tr><tr><td>Persoonlijke Computer (PC)</td><td>Dell Technologies</td><td>/</td><td>Eenheid om AF4 runs te controleren, verzamelde gegevens op te nemen en te evalueren, voor de noodzakelijke hardware en software vereisten wordt de lezer verwezen naar de Postnova AF2000 handleiding</td></tr><tr><td>Persoonlijke beschermingsmiddelen (handschoenen, labjas, bril etc.)</td><td>/</td><td>/</td><td>In overeenstemming met respectieve laboratorium veiligheidsregels voor het werken met chemicaliën inclusief ontworpen nanomaterialen</td></tr><tr><td>Schroefdop voor glazen vials (bijv. 1.5 mL volume)</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>Z-VIA-09150868</td><td>Gebruikt voor het opslaan van monsters</td></tr><tr><td>Natriumdodecylsulfaat (SDS), &ge;99 %, Blotting Grade</td><td>Carl Roth GmbH &amp; Co KG</td><td>2326.1</td><td>Gebruikt voor de bereiding van de reinigingsoplossing</td></tr><tr><td>Natriumhydroxide (NaOH) Pellets, &ge;98 %, p.a</td><td>Carl Roth GmbH &amp; Co KG</td><td>6771.1</td><td>Gebruikt voor de bereiding van de reinigingsoplossing</td></tr><tr><td>Software Pakket voor Controle en Gegevens Acquisitie</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>NovaFFF AF2000 Software</td><td>Software voor het uitvoeren van Af4 runs en gegevens acquisitie, voor de noodzakelijke hardware en software vereisten wordt de lezer verwezen naar de Postnova AF2000 handleiding</td></tr><tr><td>Software Pakket voor Gegevens Evaluatie</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>NovaAnalysis Software</td><td>Software voor AF4 gegevens evaluatie, voor de noodzakelijke hardware en software vereisten wordt de lezer verwezen naar de Postnova NovaAnalysis handleiding</td></tr><tr><td>Software Pakket voor de laatste Gegevens Verwerking</td><td>OriginLab Corporation</td><td>Origin 2019</td><td>Gebruikt voor de laatste gegevens verwerking</td></tr><tr><td>Solvent Degasser</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN7520</td><td>Onderdeel van de AF2000 MF - MultiFlow FFF setup, die in het manuscript wordt beschreven als AF4-systeem</td></tr><tr><td>Solvent Selector</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN7310</td><td>Onderdeel van de AF2000 MF - MultiFlow FFF setup, die in het manuscript wordt beschreven als AF4-systeem</td></tr><tr><td>Solvent Organizer</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN7140</td><td>Onderdeel van de AF2000 MF - MultiFlow FFF setup, die in het manuscript wordt beschreven als AF4-systeem</td></tr><tr><td>Surfactant Mixtuur</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>NovaChem100</td><td>Mengsel van verschillende oppervlakteactieve stoffen en zouten gebruikt voor de bereiding van eluent</td></tr><tr><td>Tip Pomp</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN1130</td><td>Onderdeel van de AF2000 MF - MultiFlow FFF setup, die in het manuscript wordt beschreven als AF4-systeem</td></tr><tr><td>Onbekende AuNP sample</td><td>BBI Solutions</td><td>EM.GC60</td><td>60 nm AuNP sample gebruikt voor grootte bepaling via grootte kalibratie functie</td></tr><tr><td>UV-vis Detector</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN3211</td><td>UV-vis detector Voor downstream koppeling met het AF4 systeem</td></tr><tr><td>Vacuum Filtratie Unit</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>Eluent Filtratie Systeem</td><td>Gebruikt om lage deeltjes achtergrond en verwijdering van opgelost lucht in de gebruikte eluenten te garanderen om optimale AF4 fractioneringscondities te garanderen</td></tr><tr><td>Vortex</td><td>IKA</td><td>Vortex Genie 2</td><td>Gebruikt voor homogenisatie van verdunde AuNP suspensies</td></tr><tr><td>Waterzuiveringssysteem</td><td>Merck Millipore</td><td>Milli-Q Integral 5</td><td>Gebruikt om ultrapuur water (UPW, 18.2 M&Omega;cm weerstand) te genereren voor de bereiding van reinigingsoplossing, eluenten en verdunning van AuNP suspensies</td></tr></tbody></table>

asymmetrische flowveld-flow fractionering voor dimensionering van gouden nanodeeltjes in ophanging

Asymmetrical Flow Field-Flow Fractionation for Sizing of Gold Nanoparticles in Suspension

Deeltjesgrootte is misschien wel de belangrijkste fysisch-chemische parameter die geassocieerd wordt met het begrip nanodeeltje. Nauwkeurige kennis van de grootte en grootteverdeling van nanodeeltjes is van het grootste belang voor verschillende toepassingen. Het groottebereik is ook belangrijk, omdat het de meest "actieve" component van een nanodeeltjesdosis definieert.
Asymmetrische Flow Field-Flow Fractionation (AF4) is een krachtige techniek voor het dimensioneren van deeltjes in suspensie in het groottebereik van ongeveer 1-1000 nm. Er zijn verschillende manieren om grootte-informatie af te leiden uit een AF4-experiment. Naast het online koppelen van AF4 met maatgevoelige detectoren op basis van de principes van Multi-Angle Light Scattering of Dynamic Light Scattering, is er ook de mogelijkheid om de grootte van een monster te correleren met de retentietijd met behulp van een gevestigde theoretische benadering (FFF-theorie) of door deze te vergelijken met de retentietijden van goed gedefinieerde deeltjesgroottenormen (externe groottekalibratie).
We beschrijven hier de ontwikkeling en interne validatie van een standaard operationele procedure (SOP) voor het dimensioneren van een onbekend gouden nanodeeltjesmonster door AF4 in combinatie met UV-visdetectie met behulp van externe groottekalibratie met gouden nanodeeltjesstandaarden in het groottebereik van 20-100 nm. Deze procedure biedt een gedetailleerde beschrijving van de ontwikkelde workflow, waaronder monstervoorbereiding, AF4-instrumentopstelling en -kwalificatie, AF4-methodeontwikkeling en fractionering van het onbekende goudnanodeeltjesmonster, evenals de correlatie van de verkregen resultaten met de vastgestelde kalibratie van de externe grootte. De hier beschreven SOP werd uiteindelijk met succes gevalideerd in het kader van een interlaboratory vergelijkingsstudie die de uitstekende robuustheid en betrouwbaarheid van AF4 benadrukte voor het dimensioneren van nanodeeltjesmonsters in suspensie.

Ten eerste werden de AuNP-maatnormen gefractioneerd door AF4 en gedetecteerd door UV-vis die de absorptie van de AuNP meet bij een golflengte van 532 nm (oppervlakteplasmonresonantie van AuNP). Een overlay van de verkregen fractogrammen wordt weergegeven in figuur 1. De retentietijden van elke AuNP op het respectieve UV-vispiekmaximum verkregen uit driedubbele metingen zijn vermeld in tabel 5. De relatieve standaarddeviatie van alle retentietijden lag onder de 1,1% met een afnemende meetvariatie met toenemende grootte. Over het algemeen werd een uitstekende herhaalbaarheid bereikt. Een constante scheidingskracht werd toegepast, wat resulteerde in een lineaire relatie van elutietijd en hydrodynamische grootte. De kalibratielijn van de externe grootte werd vastgesteld door de opgegeven hydrodynamische straal te plotten tegen de gecorrigeerde elutietijd (nettoretentietijd). Een lineaire regressieanalyse resulteerde in een lineaire kalibratiefunctie met een interceptie a = -3.373 nm ± 1.716 nm en een helling b = 1.209 nm∙min-1 ± 0.055 nm∙min-1. Het lineaire gedrag van de elutie werd bevestigd met een kwadraat correlatiecoëfficiënt R2 van 0,9958. De betreffende kalibratiefunctie wordt visueel weergegeven in figuur 2.
Het tweede deel had betrekking op de analyse van de onbekende AuNP-steekproef. Drie aliquots van het monster werden bereid volgens de procedure beschreven in de protocolsectie (punt 4.2). Elk van de drie aliquots werd in drievoud onderzocht met behulp van dezelfde AF4-fractioneringsmethode die ook werd toegepast voor de AuNP-maatnormen. Alle negen AF4-UV-vis fractogrammen die van het onbekende AuNP-monster zijn verkregen , worden gepresenteerd in figuur 3 en hun respectieve evaluaties zijn samengevat in tabel 6. De relatieve standaardafwijking van de respectieve retentietijden was aanzienlijk laag en varieerde tussen 0,1% en 0,5%. Met behulp van de deeltjesgroottekalibratiefunctie die is verkregen uit de fractionering van de AuNP-maatnormen en deze correleert met de verkregen retentietijden van het onbekende AuNP-monster op het UV-vispiekmaximum, kan een totale gemiddelde hydrodynamische straal van 29,4 nm ± 0,2 nm worden berekend. Bovendien werd een redelijk massaherstel van 83,1% ± 1,2% verkregen, wat wijst op geen significante agglomeratie of ontbinding van het AuNP-monster of een aanzienlijke adsorptie van deeltjes op het membraanoppervlak. Figuur 4 toont de verkregen deeltjesgrootteverdeling met alle negen UV-vis signaalsporen die gemiddeld de uitstekende robuustheid van de toegepaste AF4-methode benadrukken.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61757/61757fig01.jpg"> Figuur 1: AF4-UV-vis fractogrammen verkregen uit drievoudige analyse van de vier individuele AuNP-maatkalibratienormen met genormaliseerde signaalintensiteiten en toegepast constant kruisdebiet (zwarte lijn). De leegte piek is gemarkeerd in grijs op ongeveer 5.9 min. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61757/61757fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61757/61757fig02.jpg"> Figuur 2: Verkregen kalibratiefunctie van de externe grootte, met inbegrip van foutbalken die zijn afgeleid van de respectieve standaardafwijkingen van de DLS-metingen (tabel 4) en afwijkingen in de verkregen AF4-retentietijden (tabel 5), na het plotten van de gespecificeerde hydrodynamische straal ten opzichte van de retentietijd van elke afzonderlijke Kalibratienorm van de AuNP-grootte op het respectieve piekmaximum. Een lineaire kalibratiefunctie met standaardfouten in de vorm van y = a + bx met a = -3.373 nm ± 1.716 nm en b = 1.209 nm·min-1 ± 0,055 nm·min-1 werd berekend op basis van een lineaire regressieanalyse. Een kwadraat correlatiecoëfficiënt met R2 = 0,9958 werd bepaald, wat wijst op een lineaire relatie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61757/61757fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61757/61757fig03.jpg"> Figuur 3: AF4-UV-vis fractogrammen van drievoudige metingen van drie aliquots die de onbekende AuNP weergeven. Het toegepaste constante dwarsdebiet gedurende de meettijd wordt geïllustreerd als een zwarte lijn. De leegte piek op ongeveer 5,9 min is gemarkeerd in grijs. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61757/61757fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61757/61757fig04.jpg"> Figuur 4: Overlay van de verkregen gemiddelde deeltjesgrootteverdeling (rood) van het onbekende AuNP-monster en de toegepaste lineaire kalibratiefunctie (stippellijn). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61757/61757fig04large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="2">Component</td>
			<td>CAS-Nr</td>
			<td>Gewicht (%)</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Water</td>
			<td>7732-18-5</td>
			<td>88.8</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">9-Octadecenoïnezuur (Z)-, verbinding met 2,2',2''-nitrilotris[ethanol](1:1)</td>
			<td>2717-15-9</td>
			<td>3.8</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Natriumcarbonaat</td>
			<td>497-19-8</td>
			<td>2.7</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Alcoholen, C12-14-secundair, ethoxylated</td>
			<td>84133-50-6</td>
			<td>1.8</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Tetrasodium EDTA</td>
			<td>64-02-8</td>
			<td>1.4</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Polyethyleenglycol</td>
			<td>25322-68-3</td>
			<td>0.9</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Natriumoleaat</td>
			<td>143-19-1</td>
			<td>0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Natriumbicarbonaat</td>
			<td>144-55-8</td>
			<td>0.1</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: Lijst van de bestanddelen van het oppervlakteactieve mengsel dat wordt gebruikt om het eluent te bereiden (zie ook Tabel met materialen).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>AF4-UV-vis parameters</td>
			<td>Eenheid</td>
			<td>Waarde</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spacer dikte</td>
			<td>Μm</td>
			<td>350</td>
		</tr>
<tr>
<td>Detectordebiet</td>
			<td>ml min-1
</td>
			<td>0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Dwarsdebiet</td>
			<td>ml min-1
</td>
			<td>0 (constant gedurende 8 minuten)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Focus debiet</td>
			<td>ml min-1
</td>
			<td>0</td>
		</tr>
<tr>
<td>Vertragingstijd / stabilisatietijd</td>
			<td>Min</td>
			<td>0</td>
		</tr>
<tr>
<td>Injectiedebiet</td>
			<td>ml min-1
</td>
			<td>0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Overgangstijd</td>
			<td>Min</td>
			<td>0</td>
		</tr>
<tr>
<td>Injectietijd</td>
			<td>Min</td>
			<td>0.1</td>
		</tr>
<tr>
<td>De stap van de elutie</td>
			<td>Min</td>
			<td>8</td>
		</tr>
<tr>
<td>Staptijd spoelen</td>
			<td>Min</td>
			<td>0.1</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spoelstapdebiet</td>
			<td>ml min-1
</td>
			<td>0.1</td>
		</tr>
<tr>
<td>Injectievolume</td>
			<td>µl</td>
			<td>10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Monsterconcentratie</td>
			<td>mg L-1
</td>
			<td>12.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Membraantype</td>
			<td></td>
			<td>Geregenereerde cellulose</td>
		</tr>
<tr>
<td>Membraan moleculair gewichtsafsnul</td>
			<td>kDa</td>
			<td>10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Eluens</td>
			<td></td>
			<td>0,025% (v/v) oppervlakteactieve mengsel</td>
		</tr>
<tr>
<td>UV-vis golflengte</td>
			<td>Nm</td>
			<td>532</td>
		</tr>
<tr>
<td>UV-vis gevoeligheid</td>
			<td>-</td>
			<td>0.001</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 2: Samenvatting van de AF4-UV-vis fractioneringsmethodeparameters om de directe injectierun uit te voeren zonder toepassing van een scheidingskracht.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>AF4-UV-vis parameters</td>
			<td>Eenheid</td>
			<td>Waarde</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spacer dikte</td>
			<td>Μm</td>
			<td>350</td>
		</tr>
<tr>
<td>Detectordebiet</td>
			<td>ml min-1
</td>
			<td>0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Dwarsdebiet</td>
			<td>ml min-1
</td>
			<td>1 (60 min constant, 10 min lineair)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Focus debiet</td>
			<td>ml min-1
</td>
			<td>1.3</td>
		</tr>
<tr>
<td>Vertragingstijd / stabilisatietijd</td>
			<td>Min</td>
			<td>2</td>
		</tr>
<tr>
<td>Injectiedebiet</td>
			<td>ml min-1
</td>
			<td>0.2</td>
		</tr>
<tr>
<td>Overgangstijd</td>
			<td>Min</td>
			<td>0.2</td>
		</tr>
<tr>
<td>Injectietijd</td>
			<td>Min</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>De stap van de elutie</td>
			<td>Min</td>
			<td>70 (60 min constant, 10 min lineair)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spoelstap</td>
			<td>Min</td>
			<td>9</td>
		</tr>
<tr>
<td>Spoelstapdebiet</td>
			<td>ml min-1
</td>
			<td>0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Injectievolume</td>
			<td>µl</td>
			<td>50</td>
		</tr>
<tr>
<td>Monsterconcentratie</td>
			<td>mg L-1
</td>
			<td>12.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Membraantype</td>
			<td></td>
			<td>Geregenereerde cellulose</td>
		</tr>
<tr>
<td>Membraan moleculair gewichtsafsnul</td>
			<td>kDa</td>
			<td>10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Eluens</td>
			<td></td>
			<td>0,025% (v/v) oppervlakteactieve mengsel</td>
		</tr>
<tr>
<td>UV-vis golflengte</td>
			<td>Nm</td>
			<td>532</td>
		</tr>
<tr>
<td>UV-vis gevoeligheid</td>
			<td>-</td>
			<td>0.001</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 3: Samenvatting van de AF4-UV-vis fractioneringsmethodeparameters om de fractioneringsrun uit te voeren met toepassing van een dwarsstroom als scheidingskracht.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Kalibratiestandaard</td>
			<td>Aftoppingsagent</td>
			<td>Gemiddelde grootte (TEM) (nm)</td>
			<td>CV (gemiddelde grootte TEM) (%)</td>
			<td>Zeta potentieel (mV)</td>
			<td>SD (zetapotentieel) (mV)</td>
			<td>Hydrodynamische radius (DLS) (nm)</td>
			<td>SD (hydrodynamische radius) (nm)</td>
			<td>Pdi</td>
			<td>SD (PDI)</td>
		</tr>
<tr>
<td>AuNP 20 nm</td>
			<td>Citraat</td>
			<td>20.1</td>
			<td>≤ 8</td>
			<td>-48.9</td>
			<td>1.5</td>
			<td>10.95</td>
			<td>0.12</td>
			<td>0.082</td>
			<td>0.009</td>
		</tr>
<tr>
<td>AuNP 40 nm</td>
			<td>Citraat</td>
			<td>40.8</td>
			<td>≤ 8</td>
			<td>-30.4</td>
			<td>1.0</td>
			<td>20.30</td>
			<td>0.13</td>
			<td>0.127</td>
			<td>0.006</td>
		</tr>
<tr>
<td>AuNP 80 nm</td>
			<td>Citraat</td>
			<td>79.2</td>
			<td>≤ 8</td>
			<td>-51.5</td>
			<td>1.3</td>
			<td>38.85</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.138</td>
			<td>0.013</td>
		</tr>
<tr>
<td>AuNP 100 nm</td>
			<td>Citraat</td>
			<td>102.2</td>
			<td>≤ 8</td>
			<td>-50.9</td>
			<td>0.9</td>
			<td>52.30</td>
			<td>0.37</td>
			<td>0.078</td>
			<td>0.009</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 4: Samenvatting van de fysisch-chemische parameters van de toegepaste AuNP-kalibratienormen, met inbegrip van aftoppingsmiddel, TEM-gemiddelde grootte, Zeta-potentiaal bepaald in de native suspensie en DLS hydrodynamische radius, en polydispersiteitsindex (PDI) bepaald in het eluent.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Kalibratiestandaard</td>
			<td>Uitvoeren</td>
			<td>Retentietijd op piekmaximum (min)</td>
			<td>Netto retentietijd op piekmaximum (min)</td>
			<td>Gemiddelde netto retentietijd (min)</td>
			<td>SD (%) (netto retentietijd)</td>
			<td>SD (min) (netto retentietijd)</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">AuNP 20 nm</td>
			<td>1</td>
			<td>17.368</td>
			<td>11.468</td>
			<td rowspan="3">11.56</td>
			<td rowspan="3">1.02</td>
			<td rowspan="3">0.12</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td>17.409</td>
			<td>11.509</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td>17.589</td>
			<td>11.689</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">AuNP 40 nm</td>
			<td>1</td>
			<td>25.316</td>
			<td>19.416</td>
			<td rowspan="3">19.49</td>
			<td rowspan="3">0.68</td>
			<td rowspan="3">0.13</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td>25.32</td>
			<td>19.42</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td>25.548</td>
			<td>19.648</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">AuNP 80 nm</td>
			<td>1</td>
			<td>42.095</td>
			<td>36.195</td>
			<td rowspan="3">36.29</td>
			<td rowspan="3">0.23</td>
			<td rowspan="3">0.08</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td>42.219</td>
			<td>36.319</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td>42.257</td>
			<td>36.357</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">AuNP 100 nm</td>
			<td>1</td>
			<td>50.975</td>
			<td>45.075</td>
			<td rowspan="3">45.06</td>
			<td rowspan="3">0.07</td>
			<td rowspan="3">0.03</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td>50.924</td>
			<td>45.024</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td>50.986</td>
			<td>45.086</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 5: Retentietijden van de AuNP-kalibratienormen op het respectieve UV-Vis-piekmaximum afgeleid van de respectieve AF4-UV-vis fractogrammen volgens de in tabel 3beschreven methode .
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Aliquote</td>
			<td>Uitvoeren</td>
			<td>Retentietijd piek maximum (min)</td>
			<td>Gemiddelde retentietijd op piekmaximum (min)</td>
			<td>Netto retentietijd op piekmaximum (min)</td>
			<td>SD (%) bewaartijd</td>
			<td>Hydrodynamische straal (nm)</td>
			<td>Herstel (%)</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">1</td>
			<td>1</td>
			<td>32.689</td>
			<td rowspan="3">32.70</td>
			<td>26.789</td>
			<td rowspan="3">0.07</td>
			<td rowspan="3">29.03</td>
			<td rowspan="3">85.34</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td>32.687</td>
			<td>26.787</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td>32.719</td>
			<td>26.819</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">2</td>
			<td>1</td>
			<td>32.989</td>
			<td rowspan="3">33.08</td>
			<td>27.089</td>
			<td rowspan="3">0.37</td>
			<td rowspan="3">29.49</td>
			<td rowspan="3">81.73</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td>33.073</td>
			<td>27.173</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td>33.187</td>
			<td>27.287</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">3</td>
			<td>1</td>
			<td>33.053</td>
			<td rowspan="3">33.14</td>
			<td>27.153</td>
			<td rowspan="3">0.49</td>
			<td rowspan="3">29.56</td>
			<td rowspan="3">82.14</td>
		</tr>
<tr>
<td>2</td>
			<td>33.071</td>
			<td>27.171</td>
		</tr>
<tr>
<td>3</td>
			<td>33.291</td>
			<td>27.391</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 6: Samenvatting van de retentietijden op het respectieve UV-Vis-piekmaximum, de hydrodynamische straal berekend op basis van de kalibratie van de externe grootte (figuur 2) en de terugwinningssnelheid van het onbekende AuNP-monster verkregen uit AF4-UV-vis-analyse.

Dit protocol beschrijft het gebruik van Asymmetrische Flow Field-Flow Fractionation in combinatie met UV-vis detectie voor de bepaling van de grootte van een onbekend goud nanodeeltje monster.

Asymmetrische flowveld-flow fractionering voor dimensionering van gouden nanodeeltjes in ophanging

Particle size is arguably the most important physico-chemical parameter associated with the notion of a nanoparticle. Precise knowledge of the size and ...

Het gebruik van asymmetrische flowveld-flowfractiefractie in combinatie met externe groottekalibratie is een krachtig hulpmiddel voor het nauwkeurig bepalen van de grootteverdeling van gouden nanodeeltjes in suspensie. AF4 bestrijkt het hele groottebereik, van één tot 1000 nanometer. Het is onafhankelijk van de monstersamenstelling van de monsterstof en kan zelfs worden toegepast op slecht gedispergeerde en complexe monsters.De schoonheid van AF4 is het zeer brede toepassingsgebied, dat niet alleen nanodeeltjes van verschillende aarden en groottes omvat, maar ook eiwitten, virussen of synthetische of natuurlijke macromoleculen. Begin met het vortexen van 50 milligram per liter van een willekeurige gouden nanodeeltjesgroottestandaard gedurende twee minuten voordat u de standaard verdunt tot een verhouding van één tot vier met ultrapuur water. Vortex vervolgens de verdunde oplossing gedurende nog eens twee minuten om een gehomogeniseerde suspensie te verkrijgen.Na het reinigen van het systeem opent u de AF4-cartridge om de AF4-membraan te vervangen. Spoel de nieuwe membraan met UPW en bouw de cartridge weer in elkaar. Sluit vervolgens de cartridge opnieuw aan op het AF4-UV-vis-systeem.Spoel het gereinigde AF4-UV-vis-systeem minimaal 30 minuten door met gefilterd en ontgast eluaat door een tip-stroomsnelheid van één milliliter per minuut, een focusstroomsnelheid van één milliliter per minuut en een cross-stroomsnelheid van 1,5 milliliter per minuut toe te passen, om de membraan te gelijken, het systeem te stabiliseren en te controleren op mogelijke lekken. De systeemdruk moet een constant niveau tussen vier en 12 bar bereiken. Om het AF4-UV-vis-systeem te kwalificeren door de massaherstel en variatie van de retentietijd te bepalen met behulp van een willekeurige gouden nanodeeltjesgroottestandaard, voert u een directe injectie-run uit zonder toepassing van een scheidingskracht.Voer vervolgens een fractioneringsrun uit met toepassing van een scheidingskracht. Om gouden nanodeeltjesgroottestandaarden voor de externe groottekalibratie voor te bereiden, vortext u alle 50 milligram per liter gouden nanodeeltjesgroottestandaarden gedurende twee minuten en verdunt u elk respectief monster voor analyse in ultrapuur water met een verhouding van één tot vier. Wanneer de groottestandaarden zijn voorbereid, stelt u onder het FFF-methodetab de detector-stroomsnelheid in op 500 microliter per minuut, de injectiestroomsnelheid op 500 microliter per minuut en de injectietijd op 0,1 minuten.Stel een elutieduur van acht minuten in zonder gedefinieerde scheidingskracht en injecteer 10 microliter van de eerste standaard in het systeem. Wanneer alle groottestandaarden zijn gemeten, injecteert u 50 microliter van de eerste standaard in het systeem. Stel de detector-stroomsnelheid in op 500 microliter per minuut.Stel de vertraging in op twee minuten, de injectiestroomsnelheid op 200 microliter per minuut gedurende vijf minuten en de overgangstijd op 0,2 minuten. De focusstroomsnelheid wordt automatisch berekend. Stel de elutieduur in op 60 minuten en de cross-stroomsnelheid op één milliliter per minuut.Deze AF4-methode gebruikt een constante cross-stroomsnelheid die wordt gevolgd door een lineaire afname gedurende 10 minuten tot nul microliter per minuut. Stel de spoelfase van negen minuten in met een tip-stroomsnelheid van 500 microliter per minuut. Wanneer alle gouden nanodeeltjesgroottestandaarden zijn gefractioneerd, bereidt u het onbekende gouden nanodeeltjesmonster voor en voert u een directe injectiemeting en fractionering van het onbekende gouden nanodeeltjesmonster uit zoals zojuist is gedemonstreerd.Om de gegevens te analyseren importeert u de gegevensbestanden in de systeemsoftware. Geef de metingen weer in het overzichtstab en selecteer het UV-vis-detectorsignaal uit de detectielijst. Definieer een interessegebied en baseline voor elke meting en pas de signaal- en baselineweergave zo nodig aan.Gebruik de signaalverwerkingstoolbox om eventuele lawaaierige signalen glad te strijken en gebruik de functie toewijzen van verwerkingsparameters aan andere runs om de parameters toe te wijzen aan andere metingen. Om een massaherstelberrekening uit te voeren, opent u de directe injectiemetingen en fractioneringsgegevens. Voeg een directe injectiekalibratie toe en selecteer de respectieve directe injectiemetingen uit de directe injectiekalibratie-instellingenweergave.Het injectievolume en de concentratie van het monster worden gebruikt om het piekoppervlak te correleren met de geïnjecteerde hoeveelheid. Gebruik vervolgens de functie toewijzen aan geselecteerde deeltjespresets om de verkregen kalibratiefunctie toe te wijzen aan de respectieve fractioneringsmetingen. Gebruik vervolgens de vergelijking om de massaherstel van gouden nanodeeltjes te berekenen door het gebied onder de respectieve UV-vis-pieken van de fractionerings- en directe injectiemetingen te vergelijken.Om de resultaten weer te geven, opent u de berekening van de kwantitatieve resultaten. Er wordt een massaconcentratie gepresenteerd op basis van het piekoppervlak. De massaherstel kan worden verkregen door deze waarde te vergelijken met de geïnjecteerde concentratie.Onder het tabblad deeltjesgrootte in het venster voor deeltjesgroottekalibratie, klikt u op elke geschikte meting in de selectiereferenties voor kalibratietabel om alle kalibratieruns te selecteren. De metingen worden in een tabel weergegeven naarmate ze worden geselecteerd. Voer de hydrodynamische straal in voor alle kalibratiemetingen.De functie en vergelijking worden weergegeven in het venster voor de functie voor deeltjesgroottekalibratie. Om de kalibratiefunctie toe te wijzen aan de metingen van het onbekende gouden nanodeeltjesmonster, selecteert u de respectieve fractioneringen binnen de selecteer runs voor toewijzingslijst en opent u een berekening van de deeltjesgrootteverdeling om de resultaten weer te geven. De berekende grootte wordt getoond in het venster voor de deeltjesgrootteverdeling, gelabeld op het piekmaximum.En de eerder gemaakte deeltjesgroottekalibratie zal worden vermeld als de kalibratie voor de metingen van het onbekende gouden nanodeeltjesmonster. Om alle metingen van één monster te gemiddelen, selecteert u het selectievakje gemiddelde signalen voor monster. Het resultaat

asymmetrical-flow-field-flow-fractionation-for-sizing-gold

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Tangentiële stroming ultrafiltratie (TFU) is een recirculatie methode voor het gewicht gebaseerde scheiding van biosamples. TFU werd aangepast op maat-select (1-20 nm diameter) en zeer geconcentreerd een grote hoeveelheid polydisperse zilveren nanodeeltjes (4 L van 15,2 ug...

Tangentiële Flow Ultrafiltratie: Een &quot;groene&quot; Methode voor de keuze uit verschillende maten en concentratie van colloïdaal zilver nanodeeltjes

In deze video beschrijven we eerst de fabricage en de werking procedures van een surface acoustic wave (SAW) akoestische tegenstroom apparaat. Vervolgens tonen een experimentele situatie dat zowel stromingsvisualisatie kwalitatieve en kwantitatieve analyse van complexe stromen binnen de SAW pompinrichting.

Fabricage, bediening en Flow Visualization in Surface-akoestische-wave-driven Acoustic-tegenstroom Microfluidics

Millifluidic apparaten worden gebruikt voor gecontroleerde synthese van nanomaterialen tijdsopgeloste analyse van reactiemechanismen als continu katalyse.

Millifluidics voor chemische synthese en Tijdopgeloste mechanistische studies

Confocale microscopie wordt gebruikt om beelden rustige en vloeiende colloïd-polymeer mengsels die worden bestudeerd als modelsystemen voor aantrekkelijke schorsingen. Beeldanalyse algoritmen worden gebruikt om structurele en dynamische parameters voor de colloïdale deeltjes die veranderingen vanwege geometrische opsluiting meten berekenen.

Confocale beeldvorming van Confined Quiescent en Vloeiende colloïd-polymeermengsels

De generatie van microfluïdische dubbele emulsies omvat doorgaans apparaten met een patroon van bevochtigbaarheid of op maat gemaakte glazen onderdelen. Hier beschrijven we de fabricage en het testen van een geheel uit polydimethylsiloxaan (PDMS) bestaande dubbele emulsiegenerator die geen oppervlaktebehandeling of gecompliceerde fabricageprocessen vereist en die in staat is om dubbele emulsies tot 14 µm te produceren.

Dubbele Emulsion Generation Met een Polydimethylsiloxaan (PDMS) Co-axiale Flow Focus Device

Dit protocol beschrijft het gebruik van een inertiale-microfluidics gebaseerde buffer wisselkoersstrategie micro / nanodeeltjes gemanipuleerde cellen te zuiveren efficiënte uitputting van ongebonden deeltjes.

Microfluïdische Buffer Exchange voor Interference-free Micro / nanodeeltjes Cel engineering

Dit protocol beschrijft de werking van een vloeistofstroom monsterhouder voor het scannen van transmissie elektronenmicroscopie van AuNPs in water, zoals gebruikt voor de observatie van nanoschaal dynamische processen.

Het bestuderen van dynamische processen van Nano-sized Objecten in Vloeistof met behulp van Scanning Transmission Electron Microscopy

Een protocol voor de studie van de verspreiding van passieve verklikstoffen in laminaire druk gestuurde stroom wordt gepresenteerd. De procedure is van toepassing op verschillende capillaire buis geometrieën.

De verspreiding van passieve verklikstoffen in Shear laminaire Flow

Het hier beschreven protocol heeft tot doel de hydrodynamische diameter van bolvormige nanodeeltjes, meer bepaald gouden nanodeeltjes, in waterige media te meten door middel van Nanoparticle Tracking Analysis (NTA). Dit laatste omvat het volgen van de beweging van deeltjes als gevolg van Browniaanse beweging en het implementeren van de Stokes-Einstein-vergelijking om de hydrodynamische diameter te verkrijgen.

Nanodeeltjes tracking analyse van gouden nanodeeltjes in waterige media door middel van een interlaboratorium vergelijking

Een protocol voor het synthetiseren van ~12 nm diameter gouden nanodeeltjes (Au nanodeeltjes) in een organisch oplosmiddel wordt gepresenteerd. De gouden nanodeeltjes zijn afgedekt met oleylamine liganden om agglomeratie te voorkomen. De gouden nanodeeltjes zijn oplosbaar in organische oplosmiddelen zoals tolueen.

Gouden nanodeeltjessynthese

Extracellulaire blaasjes zijn veelbelovend voor biomedische toepassingen, maar de huidige isolatiemethoden zijn tijdrovend en onpraktisch voor klinisch gebruik. In deze studie presenteren we een microfluïdisch apparaat dat de directe isolatie van extracellulaire blaasjes uit grote hoeveelheden biovloeistoffen op een continue manier met minimale stappen mogelijk maakt.

Isolatie in één stap van extracellulaire blaasjes uit monsters met een groot volume met een gespleten A4F-microfluïdisch apparaat

Leer asymmetrische flowveld-flow fractionering voor het bepalen van de grootteverdeling van gouden nanodeeltjes in suspensie. Deze methode biedt nauwkeurige karakterisering voor analytische chemie en nanotechnologie.

Asymmetrische flowveld-flow fractionering voor dimensionering van gouden nanodeeltjes in ophanging

Meer video's verkennen