Name: Ensaios de nanopartículas de lançamento a partir de um composto que contém Nanomaterial Usando um sistema de câmara (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 55 s
Description: Aprenda a avaliar a liberação de nanopartículas durante a abrasão de nanocompósitos usando um sistema de câmara com contadores de partículas. Este método padronizado fornece dados consistentes e repetíveis para avaliação de riscos em ambientes de trabalho.

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Esta pesquisa foi apoiada pelo "Desenvolvimento de tecnologias para avaliação de segurança e padronização de nanomateriais e nanoprodutos" (10059135)" através do Instituto de Avaliação de Tecnologia Industrial da Coreia pelo Ministério do Comércio, Indústria e Energia da Coreia.

1. Preparação de Instrumentos e Amostras <ol><li> Abrasor <ol><li> Com base em um testador de abrasão, usar um abrasor com uma etapa de rotação de amostras (140 mm de diâmetro), dois suportes de rodas de abrasão, e uma velocidade de rotação de 30 - 80 rpm. </li><li> Usar um peso para fixar a roda de abrasão até ao suporte da roda de abrasão, o que também se aplica a carga do espécime de teste. </li><li> Instalar uma entrada de ar adicional para proporcionar uma melhor suspensão para as partículas abrased, como mostrado na Figura 3. Use uma 1/8 &quot;-diâmetro tubo localizado 15 mm acima e 40 mm de distância a partir do centro da amostra de teste. </li></ol></li><li> roda de abrasão <ol><li> Enrole a roda de abrasão (55 mm de diâmetro, 13 mm de espessura) com lixa (100 grit e novo). </li></ol></li><li> espécime <ol><li> Espécime é um composto contendo nanomateriais para ensaio de abrasão. Para instalados em abrasor, a amostra deve ser wit preparadoh 140 mm de diâmetro. </li></ol></li><li> Câmara <ol><li> Use aço inoxidável para as paredes da câmara para evitar a deposição de partículas devido à força eletrostática. Coloque a abrasor no interior da câmara (volume de 1 m 3) (Tabela 1), e localizar a entrada e a saída de ar na parte superior e inferior da câmara, respectivamente. Utilizar um agitador, que consiste em três placas perfuradas, na saída de ar para atingir um fluxo de partículas uniformemente misturados. </li></ol></li><li> neutralizador <ol><li> Como partículas carregada estaticamente electro melhorar a deposição de partículas sobre as paredes da câmara, usar um neutralizador de (moles ionizador de raios-X) para minimizar o estado de carga das partículas. </li></ol></li><li> Instrumentos de medição on-line 12, 13 <ol><li> Usar um CPC e OPC para determinar a concentração do número de partículas e distribuição de tamanho de partícula de acordo com as instruções do fabricante. </li><li> Instale o CPC e OPC na outlet da câmara para medir a concentração do número de partículas e distribuição de tamanho de partícula. </li></ol></li><li> Instrumentos de amostragem de partículas <ol><li> Provar as partículas liberadas usando um amostrador de partículas que contenham meios de filtro ou uma grelha TEM analisar a morfologia e componentes de partículas. </li><li> Instalar o amostrador de partículas que contêm meios de filtro ou uma grade MET na saída da câmara de analisar a morfologia das partículas de libertação. </li></ol></li></ol> 2. Teste de abrasão para nanopartículas lançamento Usando o sistema de Câmara NOTA: As condições de ensaio de abrasão encontram-se descritos na Tabela 2. <ol><li> Localize o abrasor no centro da câmara. </li><li> Instalar o modelo de teste no palco rotação exemplar do abrasor. </li><li> Fixe as rodas de abrasão nos suportes de roda abrasão com um peso de 1.000 g para aplicar carga com o modelo de teste. </li><li> Localize o neutralizador (soft ionizador de raios-X)28 cm de distância do centro da amostra de teste com um ângulo de 45 °, como pode ser visto na Figura 2, para reduzir a deposição de partículas electro-estática sobre as paredes da câmara. NOTA: O neutralizador elimina a força eletrostática pela exposição feixe. No entanto, uma vez que as rodas de entrada de ar e à abrasão encontram-se acima da fase de rotação da amostra, isto restringe o acesso do feixe de neutralizador para a superfície do espécime de teste. Portanto, o neutralizador está localizado na diagonal para permitir que o feixe de alcançar o máximo da superfície da amostra quanto possível. </li><li> Operar o ventilador instalado na saída da câmara a uma velocidade de fluxo / min 50 L. </li><li> Fornecimento de 25 L / min de ar em suspensão isenta de partículas adicional usando um compressor de ar através da entrada de ar adicional. NOTA: As partículas, que são gerados por abrasão, foram depositados na superfície dos espécimes e rodas de abrasão, fortemente. Portanto, é difícil medir as partículas abrased. A entrada de ar adicional pode help para resolver este problema a suspensão de partículas. </li><li> Verificar a concentração do número de partículas de fundo no interior da câmara para alcançar uma concentração média do número de partículas durante 1 h abaixo de 1 # / cc usando PCC, como descrito na Figura 4. </li><li> Operar a etapa de rotação exemplar do abrasor usando um motor de passo que gira a fase de rotação da amostra a 72 rpm com 1.000 rotações. </li><li> Meça e registre a distribuição de partículas concentração em número e tamanho de partícula lançado usando o CPC e OPC. NOTA: As partículas libertadas dos nanocompósitos são suspensos e transportados pelo ar que está a ser bombeado. Estas partículas suspensas são, eventualmente, transportadas para o seguinte tomada a corrente de ar. As partículas libertadas são então detectados por CPC e OPC na saída da câmara. Um PCC e OPC são mais frequentemente utilizado para medir a concentração do número de partículas, enquanto que um OPC também pode medir a distribuição do tamanho de partícula. </li><li> farinha grossale as partículas liberadas usando um amostrador de partículas contendo meios de filtro ou uma grelha TEM. NOTA: As partículas libertadas de nanocompósitos movimento por abrasão para a saída da câmara de seguir a corrente de ar. À saída da câmara, as partículas libertadas podem ser amostrados utilizando um amostrador de partícula. As partículas liberadas recolhidos em meios de filtro ou uma grelha TEM podem ser analisados ​​usando TEM ou SEM (microscopia eletrônica de varredura). </li><li> Pare a medição e recolha de amostras quando a concentração atinge o número de partículas inferior a 0,1% da concentração de pico número de partículas. </li><li> Salvar os todos os dados (CPC, OPC) e remova todas as amostras (amostras de teste). </li><li> Use uma nova amostra e novas rodas de abrasão para cada teste, e lavar a câmara e abrasor com Kimwipes e IPA (álcool isopropílico) após cada ensaio de abrasão para confirmar repetibilidade. </li></ol>

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<li>Cena, L. G., Peters, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+and+control+of+airborne+particles+emitted+during+production+of+epoxy%2Fcarbon+nanotube+nanocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Occup.+Environ.+Hyg%22%5BJournal%5D)">Characterization and control of airborne particles emitted during production of epoxy/carbon nanotube nanocomposites.</a> J. Occup. Environ. Hyg. 8, 86-92 (2011).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

Os passos mais críticos quando efectuam o ensaio nanorelease de materiais nanocompósitos utilizando um teste de abrasão foram: 1) usando um sistema de câmara de feito de aço inoxidável com um neutralizador para remover a carga electrostática gerada pela abrasão e reduzir a deposição de partículas sobre as paredes da câmara; 2) o fornecimento de ar adicional para proporcionar uma melhor suspensão de partículas; e 3) a amostragem das partículas liberadas e monitoramento on-line usando um CPC e OPC da tomada que continha u...

exposição nanomaterial tem sido quase sempre estudado em relação aos trabalhadores nos locais de trabalho de fabricação, manuseio, fabricação e embalagem de nanomateriais, enquanto que a exposição do consumidor não foi estudada extensivamente. Uma análise recente da base de dados ambiental e literatura de saúde criado pelo Conselho Internacional de Nanotecnologia (ICON) também indicou que a maioria das pesquisas de segurança nanomaterial centrou-se sobre os riscos (83%) e exposição potencial (16%), com o lançamento de nanocompósitos, representando a exposição dos consumidores, representando apenas 0,8% 1. Assim, muito pouco se sabe sobre a exposição dos consumidores aos nanomateriais. Liberação de nanopartículas foi utilizado para estimar a exposição dos consumidores em estudos de simulação, incluindo a abrasão e desgaste de nanocompósitos, têxteis de lavar, ou métodos pulverulência testes, tais como o método de tambor rotativo, método vortex agitação, e outros métodos de agitação 2-3. Além disso, vários internacionaistentativas, como o nanorelease ILSI (International Institute Life Science) e NanoReg UE, têm sido feitos para desenvolver a tecnologia para compreender a libertação de nanomateriais utilizados em produtos de consumo. O produto nanorelease consumidor ILSI lançado em 2011 representa uma abordagem de ciclo de vida para liberação nanomaterial de produtos de consumo, onde a fase 1 envolve a seleção nanomaterial, a fase 2 abrange métodos de avaliação e fase 3 implementa estudos interlaboratoriais. Várias monografias e publicações sobre a segurança dos nanomateriais em produtos de consumo também foram publicados 4-6. Enquanto isso, NanoReg representa uma abordagem europeia comum ao ensaios regulamentares dos nanomateriais fabricados e fornece um programa de métodos para uso em simulação de abordagens para nanorelease de produtos de consumo 2. ISO TC 229 também está tentando desenvolver padrões relevantes para a segurança dos consumidores e apresentar uma nova proposta de item de trabalho para a segurança do consumidor. O WPMN OCDE (working partido em nanomateriais), especialmente SG8 (grupo director da avaliação de exposição e mitigação da exposição), recentemente realizou uma pesquisa sobre o sentido do trabalho futuro, especialmente do consumidor e avaliação da exposição ambiental. Portanto, à luz dessas atividades internacionais, os Ministérios coreano do Comércio, Indústria e Energia lançou um projeto em camadas em 2013 centrou-se na &quot;Desenvolvimento de tecnologias para a avaliação da segurança e padronização de nanomateriais e nanoprodutos&quot;. Além disso, vários estudos relevantes para a segurança dos consumidores para padronizar liberação nanomaterial de produtos de consumo também foram publicados 7-8. Um ensaio de abrasão é uma das abordagens de simulação incluídos na nanorelease ILSI e NanoReg 2-3 para a determinação do nível de emissão de potencial de nanopartículas de diferentes produtos compostos comerciais. A perda de peso é massa deduzida com base na diferença no peso da amostra antes e depois da abrasde iões utilizando uma abrasor. A amostra de nanocompósito é desgastada, a uma velocidade constante, um amostrador suga-se o aerossol, e as partículas são então analisados ​​utilizando dispositivos de contagem de partículas, tais como uma condensação contador de partículas (CPC) ou contador de partículas óptico (OPC), e recolhidos numa TEM (microscopia eletrônica de transmissão) grade ou membrana, para posterior análise visual. No entanto, a realização de um teste de abrasão de materiais nanocompósitos requer uma libertação consistente de nanopartículas, o que é difícil devido a partículas de carga como resultado de abrasão e quando a amostragem de partículas é realizado perto do ponto de emissão 2-3, 9-11. Assim, este trabalho apresenta um sistema de câmara como um novo método para avaliar liberação nanomaterial no caso de abrasão dos materiais nanocompósitos. Quando comparado com outros testes de abrasão e de simulação, o sistema de câmara proposta fornece dados de libertação de nanopartículas consistentes no caso de abrasão. Além disso, este novo método de testetem sido amplamente utilizada no campo da qualidade do ar interior e da indústria de semi-conduta como número total de partículas método de contagem 12, 13. Por isso, prevê-se que o método proposto pode ser desenvolvido em um método padronizado para a liberação de testes de nanopartículas de produtos de consumo que contenham nanomateriais.

<table><tbody><tr><td>Foamex</td><td>Taeyoung, R. da Coreia</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MWCNT (nanotubo de carbono de paredes múltiplas) composto</td><td>Hanwha, Incheon, R. da Coréia</td><td></td><td>2% MWCNTs em polietileno de baixa densidade</td></tr><tr><td>Papel de abrasão</td><td>Derfos, R. da Coréia</td> <td># 100</td><td>Lixa de 100 grãos</td></tr><tr><td>Contador de Partículas de Condensação (CPC)</td> <td>TSI Inc, Shoreview, MN</td><td>UCPC 3775</td><td></td></tr><tr><td>Optical Paritcle Contador (OPC)</td><td>Grimm, Ainring, Alemanha</td><td>1.109</td><td></td></tr><tr><td>Mini Particle Sampler</td><td>Ecomesure, Saclay, França</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Filme de Carbono Quantifoil Holey</td><td>TED PELLA Inc. USA</td><td>1.2/1.3</td><td></td></tr><tr><td>Suporte de</td><td></td><td></td> Filtro de <td></td></tr><tr><td>Policarbonato feito sob medida&nbsp;</td><td>Millipore, EUA</td><td>CAT No. </td><td></td>GTTP02500</tr><tr><td>Ionizador de raios X macios (neutralizador)</td><td>SUNJE, R. da Coreia</td><td>SXN-05U</td><td></td></tr><tr><td>Microscópio eletrônico de varredura de emissões de campo (FE-SEM)</td><td>Hitachi</td><td>S-4300</td><td></td></tr></tbody></table>

ensaios de nanopartículas de lançamento a partir de um composto que contém nanomaterial usando um sistema de câmara

Testing of Nanoparticle Release from a Composite Containing Nanomaterial Using a Chamber System

Com o rápido desenvolvimento da nanotecnologia como uma das tecnologias mais importantes do século 21, o interesse na segurança de produtos de consumo contendo nanomateriais também está aumentando. Avaliando a liberação nanomaterial a partir de produtos que contêm nanomateriais é um passo crucial na avaliação da segurança desses produtos, e resultou em vários esforços internacionais para desenvolver tecnologias consistentes e confiáveis ​​para padronizar a avaliação da liberação nanomaterial. Neste estudo, a liberação de nanomateriais de produtos que contêm nanomateriais é avaliada utilizando um sistema de câmara que inclui um contador de partículas de condensação, contador de partículas óptico, e amostragem portas para recolher amostras de filtro para análise de microscopia eletrônica. O sistema de câmara proposto é testado usando um abrasor e do tipo de disco espécimes material nanocompósito para determinar se a liberação nanomaterial é repetível e consistente dentro de uma faixa aceitável.Os resultados do teste indicam que o número total de partículas em cada ensaio está dentro de 20% a partir da média depois de várias tentativas. As tendências de libertação são semelhantes e mostram muito boa repetibilidade. Portanto, o sistema de câmara proposto pode ser eficazmente usada para testes de libertação de produtos que contenham nanomaterial nanomateriais.

Teste de Abrasão Reprodutibilidade Utilizando Sistema de Câmara Os números de partículas totais eram consistentes durante 8 testes de abrasão, tal como mostrado na Tabela 3. O CPC medido uma média de 3,67 x 10 9 partículas, enquanto que o OPC contadas uma média de 1,98 x 10 9 partículas (&gt; 0,3 uM). Os desvios estavam dentro de 20%, o que representou uma libertação consistente de partícula...

A liberação de nanopartículas é testada usando um sistema de câmara que inclui um contador de partículas de condensação, um contador óptico de partículas e portas de amostragem para coletar amostras de filtro para análise de microscopia. O sistema de câmara proposto pode ser usado efetivamente para testes de liberação de nanomateriais com uma faixa de dados repetível e consistente.

Ensaios de nanopartículas de lançamento a partir de um composto que contém Nanomaterial Usando um sistema de câmara

With the rapid development of nanotechnology as one of the most important technologies in the 21st century, interest in the safety of consumer products ...

O objetivo geral deste procedimento é avaliar a liberação de nanomateriais no caso de abrasão de materiais nanocompósitos. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais na área de higiene ocupacional, como avaliação de riscos e ambiente de trabalho. A principal vantagem desta técnica é que ela permite avaliar a liberação de nanomateriais no caso de abrasão de materiais nanocompósitos.Para este experimento, utilize uma abrasadora com uma plataforma de rotação de amostra de 140 milímetros de diâmetro, capaz de girar de 30 a 80 rotações por minuto, e dois suportes para rodas de abrasão. Instale uma amostra com formato de disco na plataforma de rotação de amostra. Utilize um peso para fixar as rodas de abrasão, revestidas com lixa de grão 100, ao suporte da roda de abrasão, o qual também aplica carga à amostra em teste.Utilize aço inoxidável para as paredes da câmara para evitar a deposição de partículas devido à força eletrostática. Posicione a entrada e a saída de ar na parte superior e inferior da câmara, respectivamente. Coloque o abrasador no interior da câmara e instale uma entrada adicional de ar no abrasador, a 15 milímetros acima e a 40 milímetros de distância do centro do corpo de prova, para proporcionar uma melhor suspensão das partículas abrasadas.Em seguida, posicione o neutralizador a 28 centímetros do centro do espécime em teste, em um ângulo de 45 graus, para reduzir a deposição de partículas eletrostáticas nas paredes da câmara. Instale um CPC e um OPC na saída da câmara para medir, respectivamente, a concentração numérica de partículas e a distribuição do tamanho das partículas. Opere o soprador instalado na saída da câmara com uma vazão de 50 litros por minuto.A seguir, forneça 25 litros por minuto de ar adicional de suspensão livre de partículas usando um compressor de ar através da entrada de ar adicional. Verifique a concentração de partículas no fundo dentro da câmara para atingir uma concentração média de partículas por hora inferior a um número por centímetro cúbico, utilizando o contador de partículas por condensação. Em seguida, opere o estágio de rotação do corpo de prova do abrasador usando um motor de passo que gira o estágio de rotação do corpo de prova a 72 rotações por minuto com 1000 rotações.Meça e registre a concentração do número de partículas liberadas e a distribuição do tamanho das partículas utilizando o CPC e o OPC, respectivamente. Agora, colete as partículas liberadas usando um amostrador de partículas contendo meio filtrante ou uma grade de MET. Interrompa a medição e a coleta quando a concentração do número de partículas atingir menos de 0,1% da concentração máxima do número de partículas.Após salvar os dados, remova as amostras do instrumento. A alteração típica na concentração de partículas durante o teste de abrasão é mostrada aqui. Durante a abrasão, observou-se um aumento na concentração de partículas, seguido por uma diminuição após a abrasão.O CPC mediu uma média de 3,67 vezes 10 elevado a nove partículas, e os desvios estavam dentro de 20%, o que representou uma liberação consistente de partículas durante a abrasão. O OPC mediu uma média de 1,98 vezes 10 elevado a nove partículas, e os desvios estavam dentro de 20%, o que representou uma liberação consistente de partículas durante a abrasão. Após a abrasão, os espécimes de teste originais perderam aproximadamente 0,6 gramas ou 1,56%. O número total de partículas liberadas do nanocompósito contendo nanotubos de carbono pelo teste de abrasão é mostrado aqui.O nanocompósito contendo nanotubos de carbono liberou 12,6% mais partículas de condensação e 1,9% mais partículas ópticas do que o compósito controle. A maioria das partículas foi fragmentada devido à abrasão, e a microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo revelou nenhuma estrutura livre de nanotubos de carbono no nanocompósito contendo 2% de nanotubos de carbono nas amostras de filtro ou em muitas amostras coletadas por amostradores de partículas após a abrasão. Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como avaliar a liberação de nanomateriais no caso de abrasão de materiais nanocompósitos.

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Neste artigo, um protocolo experimental para investigar aerossolização de partículas de um produto sob a abrasão e sob intemperismo ambiental é apresentada. Resultados sobre a emissão de nanomateriais, sob a forma de aerossóis são apresentados. O específica experimental set-up é descrito em detalhes.

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Aqui, apresentamos um protocolo passo a passo para a dispersão de nanomateriais em meios aquosos com caracterização em tempo real para identificar as condições ideais sonication, intensidade e duração para melhor estabilidade e uniformidade de nanopartículas dispersões sem afetar a integridade da amostra.

Dispersão de nanomateriais em meios aquosos: para otimização de protocolo

Uma câmara de toxicidade de inalação somente nariz capaz de testar a toxicidade de inalação em quatro concentrações de exposição diferente foi desenhada e validada para a uniformidade do campo de fluxo e a contaminação cruzada entre os portos de exposição para cada concentração. Aqui, apresentamos um protocolo para confirmar que a câmara projetada é eficaz para testes de toxicidade de inalação.

Desenvolvimento de uma câmara de teste de toxicidade de inalação somente nariz que fornece quatro concentrações de exposição de partículas nanométricas

Para uma síntese contínua e escalável de nanocompósitos baseados em metal-nobre, é desenvolvido um reator fotocatalítico romance e sua estrutura, princípios de operação e estratégias de otimização de qualidade de produto são descritas.

Um reator de fluxo contínuo fotocatalítico para a deposição controlada precisamente de nanopartículas metálicas

Descrito é o método de cultura celular e exposição de um modelo brônquico in vitro para exposição realista e repetida de inalação a partículas para testes de toxicidade.

Um modelo epitelial de interface ar-líquido para exposição de inalação realista e repetida a partículas aéreas para testes de toxicidade

O protocolo aqui descrito visa medir o diâmetro hidrodinâmico das nanopartículas esféricas, mais especificamente nanopartículas de ouro, em meio aquoso por meio da Análise de Rastreamento de Nanopartículas (NTA). Este último envolve rastrear o movimento das partículas devido ao movimento browniano e implementar a equação de Stokes-Einstein para obter o diâmetro hidrodinâmico.

Análise de rastreamento de nanopartículas de nanopartículas de ouro na mídia aquosa através de uma comparação inter-laboratorial

Aprenda a avaliar a liberação de nanopartículas durante a abrasão de nanocompósitos usando um sistema de câmara com contadores de partículas. Este método padronizado fornece dados consistentes e repetíveis para avaliação de riscos em ambientes de trabalho.

Ensaios de nanopartículas de lançamento a partir de um composto que contém Nanomaterial Usando um sistema de câmara

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