切向流超滤(TFU),是一个循环的生物样品的重量为基础的分离方法。 TFU适于大小选择(1-20 nm直径)和高度集中大量的多分散性的银纳米颗粒(4 L的15.2微克毫升<sup> -1</sup8,539.9微克毫升下降到4毫升<sup> -1</sup>),以最小的聚集。
如今,AGNPS被广泛用于制造消费类产品,水消毒剂,2疗法,1,3和生物医学设备由于其强大的抗菌性能。3-6这些纳米粒子的应用,我们强烈的AgNP大小和聚集状态的影响。存在许多挑战在受控制造7和未官能化的,同质的银奈米粒子从化学侵蚀性的上限/稳定剂或有机溶剂是免费的基于大小的隔离4,8 7-13摆脱限制成本高的毒性试剂,或减少的AgNP合成或分离方法( 例如 ,离心,尺寸相关的溶解度,尺寸排阻色谱法,等)的效率。10,14-18为了克服这一点,我们最近发现,TFU允许更大的控制权的大小,浓度和(300克赖顿农业非点源污染的聚集态毫升15.3微克毫升-1 198.7微克毫升-1)下降到10毫升的19比传统的隔离方法,如超速离心。
TFU是常用的重量为基础的分离的蛋白质,病毒和细胞的再循环方法。20,21简单地说,该液体样品通过中空纤维膜的孔径范围从1,000 kD的10 kD的一系列。较小的悬浮或溶解的样品中的成分将通过多孔隔板与溶剂(滤液)一起,而较大的成分被保留(滞留)。 TFU可能被认为是“绿色”的方法,因为它既不损害样品,也不需要额外的溶剂,以消除有毒过量的试剂和副产品。此外,TFU可能被应用到了大量的各种纳米粒子,作为疏水性和亲水性两种过滤器是可用的。
本研究的两个主要目标是:1)说明实验方面的的TFU方法通过一个被邀请的视频体验和2)表现出较大的胶体纳米粒子的体积和更小的体积,截留TFU方法的可行性。首先,unfuctionalized银奈米粒子(4升,15.2微克毫升-1)的合成通过用NaBH 4还原的AgNO 3使用既定克莱顿方法22,23。 AgNP多分散性,然后最小化通过使用50纳米的过滤器(460厘米2),以除去银奈米粒子和AgNP-聚集体由两个100 kD的滤波器(200厘米2和20厘米2)大于50nm,接着的3个步骤TFU集中银奈米粒子。有代表性的样品进行了表征,利用透射电子显微镜,紫外 – 可见吸收光谱法,拉曼光谱法,电感耦合等离子体发射光谱。最终阻滞高度集中(4毫升,8,539.9微克毫升-1),但卑微的汇总和均匀银奈米粒子为1-20纳米的直径。这对应于约62%的银浓度收率。
胶体银奈米粒子的紫外 – 可见吸收光谱法和拉曼光谱
这是众所周知的,数量的表面等离子体共振一种胶体的吸收光谱的峰的对称性的AGNPS增加而减小。此外,AgNP聚合导致的外观更广泛或红移的峰。25,26的存在下,在394 nm处的一个单一的,尖锐的和对称的SPR峰值表示中度聚集和粒度分布的小的,球形的银奈米粒子。
前和超滤后的胶体样品的纯度,证明…
The authors have nothing to disclose.
资金由美国国家科学基金会通过NUE工程和领导的联盟程序表示感谢。
Silver nitrate (AgNO3) | Acros Organics Inc. | CAS: 7761-88-8 | |
Sodium borohydride (NaBH4) | Acros Organics Inc. | CAS: 16940-66-2 | |
Nitric acid (HNO3, Optima) | Fisher Scientific Inc. | A467-1 | Trace metal grade for ICP analysis |
10,000 μg ml-1 silver standard, EnviroConcentrate | Ultra Scientific | US-IAA-047 | |
KrosFlo Research IIi Tangential Flow Filtration System | Spectrum Laboratories Inc. | SYR2-U20-01N | |
0.05 μm PS (0.5 mm) 460 cm2 | Spectrum Laboratories Inc. | X30S-900-02N | |
Midi 100 kD PS 200 cm2 | Spectrum Laboratories Inc. | X3-100S-901-02N | |
Micro100 kD PS 20 cm2 | Spectrum Laboratories Inc. | X1AB-300-10N | |
MasterFlex C-Flex tubing L/S Size 17 | Cole-Palmer Instrument Co. | 06424-17 | |
MasterFlex C-Flex tubing L/S Size 14 | Cole-Palmer Instrument Co. | 06424-14 | |
Cary 50 UV-VIS-NIR spectrophotometer | Varian Inc. | ||
LabRam HR 800 system | Horiba Jobin Yvon Inc. | ||
Varian 710ES ICP-OES | Varian Inc. |
Table 1. Specific reagents and equipment.