Frakcjonowanie w polu przepływu asymetrycznego do wymiarowania nanocząstek złota w zawiesinie

Zastosowanie asymetrycznego frakcjonowania w polu przepływowym w połączeniu z zewnętrzną kalibracją wielkości jest potężnym narzędziem do dokładnego określania rozkładu wielkości nanocząstek złota w zawiesinie. AF4 obejmuje cały zakres rozmiarów, od jednego do 1000 nanometrów. Jest niezależny od składu próbki składników próbki i może być stosowany nawet do słabo zdyspergowanych i złożonych próbek.

Piękno AF4 polega na jego bardzo szerokim zakresie zastosowań, który obejmuje nie tylko nanocząstki o różnym charakterze i wielkości, ale także białka, wirusy czy syntetyczne lub naturalne makrocząsteczki. Zacznij od wirowania 50 miligramów na litr dowolnego wzorca wielkości nanocząstek złota przez dwie minuty, a następnie rozcieńcz wzorzec w stosunku jeden do czterech ultraczystą wodą. Następnie wirować rozcieńczony roztwór przez dodatkowe dwie minuty, aby uzyskać homogenizowaną zawiesinę.

Po wyczyszczeniu systemu otwórz wkład AF4, aby umożliwić wymianę membrany AF4. Przepłucz nową membranę za pomocą wody ultraczystej i ponownie zmontuj wkład. Następnie ponownie podłącz wkład do systemu AF4-UV-vis.

Przepłukać oczyszczony system AF4-UV-vis przefiltrowanym i odgazowanym eluantem przez co najmniej 30 minut, stosując natężenie przepływu końcówki wynoszące jeden mililitr na minutę, natężenie przepływu ogniskowego jednego mililitra na minutę i natężenie przepływu krzyżowego 1,5 mililitra na minutę, aby zrównoważyć membranę, ustabilizować system i sprawdzić, czy nie ma potencjalnych wycieków. Ciśnienie w układzie powinno osiągnąć stały poziom od czterech do 12 barów. Aby zakwalifikować system AF4-UV-vis poprzez określenie odzysku masy i zmiany czasu retencji przy użyciu dowolnego wzorca wielkości nanocząstek złota, należy przeprowadzić wtrysk bezpośredni bez przyłożenia siły rozdzielającej.

Następnie wykonaj przebieg frakcjonowania z zastosowaniem siły rozdzielającej. Aby przygotować wzorce wielkości nanocząstek złota do kalibracji rozmiaru zewnętrznego, należy wirować wszystkie wzorce wielkości nanocząstek złota o wielkości 50 miligramów na litr przez dwie minuty i rozcieńczyć każdą odpowiednią próbkę do analizy w wodzie ultraczystej w stosunku od jednego do czterech. Po przygotowaniu wzorców wielkości, w zakładce metoda FFF należy ustawić natężenie przepływu detektora na 500 mikrolitrów na minutę, natężenie przepływu wtrysku na 500 mikrolitrów na minutę, a czas wtrysku na 0,1 minuty.

Ustaw czas trwania elucji na osiem minut bez zdefiniowanej siły separacji i wstrzyknij 10 mikrolitrów pierwszego wzorca do systemu. Po zmierzeniu wszystkich wzorców wielkości wstrzyknij do systemu 50 mikrolitrów pierwszego wzorca. Ustaw natężenie przepływu detektora na 500 mikrolitrów na minutę.

Ustaw opóźnienie na dwie minuty, natężenie przepływu wtrysku na 200 mikrolitrów na minutę przez pięć minut, a czas przejścia na 0,2 minuty. Natężenie przepływu ostrości zostanie obliczone automatycznie. Ustaw czas elucji na 60 minut, a natężenie przepływu krzyżowego na jeden mililitr na minutę.

Ta metoda AF4 wykorzystuje stałe natężenie przepływu krzyżowego, po którym następuje liniowy zanik w ciągu 10 minut do zera mikrolitrów na minutę. Ustaw etap płukania na dziewięć minut przy natężeniu przepływu końcówki 500 mikrolitrów na minutę. Po frakcjonowaniu wszystkich wzorców wielkości nanocząstek złota należy przygotować próbkę nieznanych nanocząstek złota i przeprowadzić bezpośredni pomiar wtryskowy i frakcjonowanie próbki nieznanej nanocząstki złota, jak właśnie pokazano.

Aby przeanalizować dane, należy zaimportować pliki danych do oprogramowania systemowego. Wyświetl pomiary w zakładce przeglądu i wybierz sygnał detektora UV-vis z listy detektorów. Zdefiniuj obszar zainteresowania i linię bazową dla każdego pomiaru, dostosowując w razie potrzeby sygnał i widok linii bazowej.

Użyj zestawu narzędzi do przetwarzania sygnału, aby wygładzić wszelkie zaszumione sygnały i użyj funkcji przypisywania parametrów przetwarzania do innych przebiegów, aby umożliwić przypisanie parametrów do innych pomiarów. Aby wykonać obliczenia odzysku masy, otwórz pomiary wtrysku bezpośredniego i dane frakcjonowania. Wstaw kalibrację wtrysku bezpośredniego i wybierz odpowiednie pomiary wtrysku bezpośredniego z widoku ustawień kalibracji wtrysku bezpośredniego.

Objętość i stężenie iniekcji próbki zostaną wykorzystane do skorelowania obszaru piku z wstrzykniętą ilością. Następnie należy użyć funkcji przypisania do wybranych cząstek, aby przypisać uzyskaną funkcję kalibracji do odpowiednich pomiarów frakcjonowania. Następnie użyj równania, aby obliczyć odzysk masy nanocząstek złota, porównując obszar pod odpowiednimi pikami UV-vis pomiarów frakcjonowania i wtrysku bezpośredniego.

Aby wyświetlić wyniki, otwórz obliczenie wyników ilościowych. Przedstawione zostanie stężenie masy w oparciu o powierzchnię piku. Odzysk masy można uzyskać, porównując tę wartość ze stężeniem wstrzykiwanym.

W zakładce wielkości cząstek w oknie kalibracji wielkości cząstek kliknij każdy odpowiedni pomiar w tabeli wyboru referencji do kalibracji, aby wybrać wszystkie przebiegi kalibracji. Pomiary zostaną wyświetlone w tabeli w takiej postaci, w jakiej zostały wybrane. Wprowadź promień hydrodynamiczny dla wszystkich pomiarów kalibracyjnych.

Funkcja i równanie zostaną wyświetlone w oknie funkcji kalibracji wielkości cząstek. Aby przypisać funkcję kalibracji do pomiarów nieznanej próbki nanocząstek złota, wybierz odpowiednie frakcjonowanie z listy wyboru przebiegów do przypisania i otwórz obliczenie rozkładu wielkości cząstek, aby wyświetlić wyniki. Obliczony rozmiar zostanie wyświetlony w oknie rozkładu rozmiarów, oznaczony etykietą do maksimum szczytu.

Poprzednio utworzona kalibracja wielkości cząstek zostanie wymieniona jako kalibracja dla nieznanych pomiarów próbki nanocząstek złota. Aby uśrednić wszystkie pomiary jednej próbki, zaznacz pole wyboru uśrednianie sygnałów dla próbki. Wynik zostanie wyświetlony na etykiecie maksimum szczytu.

Pokazano tu reprezentatywną nakładkę wzorców wielkości nanocząstek złota frakcjonowanych przez AF4 i wykrywanych za pomocą spektroskopii UV-vis pomiaru absorbancji cząstek przy długości fali 532 nanometrów. Względne odchylenie standardowe wszystkich czasów retencji dla każdej nanocząstki przy odpowiednim maksimum piku spektroskopii UV-vis uzyskane z potrójnych pomiarów wyniosło poniżej 1,1%Analiza regresji liniowej tych danych dała liniową funkcję kalibracyjną o kwadratowym współczynniku korelacji R-kwadrat wynoszącym 0,9958. Gdy następnie uzyskano dziewięć fraktogramów spektroskopii AF4-UV-vis z nieznanych próbek nanocząstek złota, względne odchylenie standardowe odpowiednich czasów retencji było znacznie niskie, wahając się od 0,1 do 0,5% Korzystając z funkcji kalibracji wielkości cząstek uzyskanej z frakcjonowania wzorców wielkości nanocząstek złota i korelując te dane z uzyskanymi czasami retencji nieznanej próbki nanocząstek złota przy maksimum piku spektroskopii UV-vis, Można obliczyć ogólny średni promień hydrodynamiczny

Ponadto można uzyskać rozsądny odzysk masy wskazujący na brak znaczącej aglomeracji lub rozpuszczenia próbek nanocząstek złota lub znacznej adsorpcji cząstek na powierzchni membrany. W przypadku korzystania z zewnętrznej kalibracji wielkości i analizy AF4 niezwykle ważne jest, aby ta sama metoda AF4 była konsekwentnie stosowana do wszystkich wzorców wielkości i samej próbki. AF4 umożliwia naukowcom lepsze zrozumienie właściwości próbek nanocząstek.

Jest to zatem ważne narzędzie kontroli jakości, które ostatecznie przyczynia się do poprawy skuteczności produktów wykorzystujących nanotechnologie.