Name: Nanomalzemeler sulu ortamda dağılımı: doğru iletişim kuralı en iyi duruma getirme (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-12-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 35 s
Description: Öğrenin, su ortamında nanomalzemelerin stabil ve homojen dağılımı için optimal sonikasyon koşullarını belirlemeyi. Gerçek zamanlı karakterizasyon ile örnek bütünlüğünü koruyarak tekrarlanabilir sonuçlar elde edin.

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

Bu sonuçlar için önde gelen araştırma NE/J010783/1'den fon aldı. Proje NanoValid araştırma, teknolojik gelişim ve hibe sözleşmesi No 263147 altında gösteri için Avrupa Birliği'nin yedinci Program fon aldı.

<ol><li>Yin, L., Wang, Y., Pang, G., Koltypin, Y., Gedanken, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonochemical+Synthesis+of+Cerium+Oxide+Nanoparticles-Effect+of+Additives+and+Quantum+Size+Effect%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Sonochemical Synthesis of Cerium Oxide Nanoparticles-Effect of Additives and Quantum Size Effect.</a> J Colloid Interface Sci. 246 (1), 78-84 (2002).</li>
<li>Mandzy, N., Grulke, E., Druffel, T. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003259100500389X">Breakage of TiO2 agglomerates in electrostatically stabilized aqueous dispersions.</a> Powder Technol. 160, (2005).</li>
<li>Nickel, C., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11051-014-2260-2">Dynamic light-scattering measurement comparability of nanomaterial suspensions.</a> J Nanopart Res. 16 (2), 12(2014).</li>
<li>Ray, T. R., Lettiere, B., de Rutte, J., Pennathur, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Characterization+of+the+Colloidal+Stability+of+Metallic+Nanoparticles+Using+UV-vis+Absorbance+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Quantitative Characterization of the Colloidal Stability of Metallic Nanoparticles Using UV-vis Absorbance Spectroscopy.</a> Langmuir. 31 (12), 3577-3586 (2015).</li>
<li>Jiang, J., Oberdöster, G., Biswas, P. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11051-008-9446-4">Characterization of size, surface charge, and agglomeration state of nanoparticle dispersions for toxicological studies.</a> J Nanopart Res. 11, (2009).</li>
<li>Wu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dispersion+Method+for+Safety+Research+on+Manufactured+Nanomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Industrial+Health%22%5BJournal%5D)">Dispersion Method for Safety Research on Manufactured Nanomaterials.</a> Industrial Health. 52 (1), 54-65 (2014).</li>
<li>Taurozzi, J. S., Hackley, V. A., Wiesner, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasonic+dispersion+of+nanoparticles+for+environmental%2C+health+and+safety+assessment+-+issues+and+recommendations%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotoxicology%22%5BJournal%5D)">Ultrasonic dispersion of nanoparticles for environmental, health and safety assessment - issues and recommendations.</a> Nanotoxicology. 5 (4), 711-729 (2011).</li>
<li>Sesis, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+Acoustic+Cavitation+on+the+Controlled+Ultrasonic+Dispersion+of+Carbon+Nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+B%22%5BJournal%5D)">Influence of Acoustic Cavitation on the Controlled Ultrasonic Dispersion of Carbon Nanotubes.</a> J Phys Chem B. 117 (48), 15141-15150 (2013).</li>
<li>Farré, M., Gajda-Schrantz, K., Kantiani, L., Barceló, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ecotoxicity+and+analysis+of+nanomaterials+in+the+aquatic+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Bioanal+Chem%22%5BJournal%5D)">Ecotoxicity and analysis of nanomaterials in the aquatic environment.</a> Anal Bioanal Chem. 393 (1), 81-95 (2009).</li>
<li>Mandzy, N., Grulke, E., Druffel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Breakage+of+TiO2+agglomerates+in+electrostatically+stabilized+aqueous+dispersions%5BTitle%5D)+AND+%22Powder+Technol%22%5BJournal%5D)">Breakage of TiO2 agglomerates in electrostatically stabilized aqueous dispersions.</a> Powder Technol. 160 (2), 121-126 (2005).</li>
<li>Meißner, T., Oelschlägel, K., Potthoff, A. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11051-013-2228-7">Dispersion of nanomaterials used in toxicological studies: a comparison of sonication approaches demonstrated on TiO2 P25.</a> J Nanopart Res. 16 (2), 1-13 (2014).</li>
<li>Cronholm, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+sonication+and+serum+proteins+on+copper+release+from+copper+nanoparticles+and+the+toxicity+towards+lung+epithelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotoxicology%22%5BJournal%5D)">Effect of sonication and serum proteins on copper release from copper nanoparticles and the toxicity towards lung epithelial cells.</a> Nanotoxicology. 5 (2), 269-281 (2011).</li>
<li>Murdock, R. C., Braydich-Stolle, L., Schrand, A. M., Schlager, J. J., Hussain, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+Nanomaterial+Dispersion+in+Solution+Prior+to+In+Vitro+Exposure+Using+Dynamic+Light+Scattering+Technique%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol+Sci%22%5BJournal%5D)">Characterization of Nanomaterial Dispersion in Solution Prior to In Vitro Exposure Using Dynamic Light Scattering Technique.</a> Toxicol Sci. 101 (2), 239-253 (2008).</li>
<li>Bihari, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+dispersion+of+nanoparticles+for+biological+in+vitro+and+in+vivo+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Particle+Fibre+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Optimized dispersion of nanoparticles for biological in vitro and in vivo studies.</a> Particle Fibre Toxicol. 5 (1), 1-14 (2008).</li>
<li>Hartmann, N. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Techniques+and+Protocols+for+Dispersing+Nanoparticle+Powders+in+Aqueous+Media-Is+there+a+Rationale+for+Harmonization%3F%5BTitle%5D)+AND+%22J+Toxicol+Environ+Health%2C+B%22%5BJournal%5D)">Techniques and Protocols for Dispersing Nanoparticle Powders in Aqueous Media-Is there a Rationale for Harmonization?</a> J Toxicol Environ Health, B. 18 (6), 299-326 (2015).</li>
<li>Murdock, R. C., Braydich-Stolle, L., Schrand, A. M., Schlager, J. J., Hussain, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+nanomaterial+dispersion+in+solution+prior+to+in+vitro+exposure+using+dynamic+light+scattering+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol+Sci%22%5BJournal%5D)">Characterization of nanomaterial dispersion in solution prior to in vitro exposure using dynamic light scattering technique.</a> Toxicol Sci. 101, (2008).</li>
<li>Hunter, R. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHunter%2C+RJ+%22Zeta+Potential+in+Colloid+Science%3A+Principles+and+Applications%22">Zeta Potential in Colloid Science: Principles and Applications</a>. , Academic Press. (1981).</li>
<li>Lyklema, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLyklema%2C+J+%22Fundamentals+of+Interface+and+Colloid+Science%22">Fundamentals of Interface and Colloid Science</a>. , (1991).</li>
<li>Sikora, A., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ay/c5ay02014j">A systematic comparison of different techniques to determine the zeta potential of silica nanoparticles in biological medium.</a> Analytical Methods. 7 (23), 9835-9843 (2015).</li>
<li>Lamberty, A., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/257629221_Interlaboratory_comparison_for_the_measurement_of_particle_size_and_zeta_potential_of_silica_nanoparticles_in_an_aqueous_suspension">Interlaboratory comparison for the measurement of particle size and zeta potential of silica nanoparticles in an aqueous suspension DISCUSSION.</a> J Nanopart Res. 13 (12), 7317-7329 (2011).</li>
<li>Taurozzi, J. S., Hackley, V. A., Weisner, M. R. <a target="_blank" href="http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/specialpublications/nist.sp.1200-1.pdf">NIST Special Publication. Vol. 1200-1</a>. , U.S. Department of Commerce/National Institute of Standards and Technology. Washington D.C. (2012).</li>
<li>Taurozzi, J. S., Hackley, V. A., Weisner, M. R. <a target="_blank" href="http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/SpecialPublications/NIST.SP.1200-2.pdf">NIST Special Publication. Vol. 1200-2</a>. , U.S. Department of Commerce/National Institute of Standards and Technology. Washington D.C. (2012).</li>
<li>Taurozzi, J. S., Hackley, V. A., Weisner, M. R. <a target="_blank" href="http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/SpecialPublications/NIST.SP.1200-3.pdf">NIST Special Publication. Vol. 1200-3</a>. , U.S. Department of Commerce/National Institute of Standards and Technology. Washington D.C. (2012).</li>
<li>Taurozzi, J. S., Hackley, V. A., Wiesner, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+standardised+approach+for+the+dispersion+of+titanium+dioxide+nanoparticles+in+biological+media%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotoxicol%22%5BJournal%5D)">A standardised approach for the dispersion of titanium dioxide nanoparticles in biological media.</a> Nanotoxicol. 7 (4), 389-401 (2013).</li>
<li>NanoValid. www.nanovalid.eu. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.nanovalid.eu">http://www.nanovalid.eu</a> (2017).</li>
<li>Yamaguchi, K. -i, Matsumoto, T., Kuwata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proper+calibration+of+ultrasonic+power+enabled+the+quantitative+analysis+of+the+ultrasonication-induced+amyloid+formation+process%5BTitle%5D)+AND+%22Protein+Sci%22%5BJournal%5D)">Proper calibration of ultrasonic power enabled the quantitative analysis of the ultrasonication-induced amyloid formation process.</a> Protein Sci. 21 (1), 38-49 (2012).</li>
<li>Maxit, B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMaxit%2C+B+%22Particle+size+measurements+of+dark+and+concentrated+dispersions+by+dynamic+light+scattering%22">Particle size measurements of dark and concentrated dispersions by dynamic light scattering</a>. , (2010).</li>
<li>Darlington, T. K., Neigh, A. M., Spencer, M. T., Guyen, O. T. N., Oldenburg, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticle+characteristics+affecting+environmental+fate+and+transport+through+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Toxicol+Chem%22%5BJournal%5D)">Nanoparticle characteristics affecting environmental fate and transport through soil.</a> Environ Toxicol Chem. 28 (6), 1191-1199 (2009).</li>
<li>Mejia, J., Lucas, S. <a target="_blank" href="http://www.rivm.nl/en/About_RIVM/International_Affairs/International_Projects/Completed/NANoREG/deliverables%3As_ezJOgJTEaL0lCqO1cAJQ/NANoREG_D2_08_SOP_03_For_particle_size_determination_of_a_given_MNM_by_the_CLS_technique.org">Protocol for the particle determination of a given MNM by the centrifuge liquid sedimentation (CLS) technique</a>. , (2015).</li>
<li>Jenway. <a target="_blank" href="http://www.jenway.com/adminimages/6305_manual(3).pdf">Model 6305 Spectrophotometer</a>. , (2014).</li>
<li>Michen, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Avoiding+drying-artifacts+in+transmission+electron+microscopy%3A+Characterizing+the+size+and+colloidal+state+of+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Avoiding drying-artifacts in transmission electron microscopy: Characterizing the size and colloidal state of nanoparticles.</a> Sci Rep. 5, 9793(2015).</li>
<li>Contamine, R. F., Wilhelm, A. M., Berlan, J., Delmas, H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/135041779400010P">Power measurement in sonochemistry.</a> Ultrason Sonochem. 2 (1), S43-S47 (1995).</li>
<li>Kimura, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350417796000211">Standardization of ultrasonic power for sonochemical reaction.</a> Ultrason Sonochem. 3 (3), S157-S161 (1996).</li>
<li>Raso, J., Mañas, P., Pagán, R., Sala, F. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S135041779800042X">Influence of different factors on the output power transferred into medium by ultrasound.</a> Ultrason Sonochem. 5 (4), 157-162 (1999).</li>
<li>Matarredona, O., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp0365099">Dispersion of Single-Walled Carbon Nanotubes in Aqueous Solutions of the Anionic Surfactant NaDDBS.</a> J Phys Chem B. 107 (48), 13357-13367 (2003).</li>
<li>Jiang, L., Gao, L., Sun, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+aqueous+colloidal+dispersions+of+carbon+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Production of aqueous colloidal dispersions of carbon nanotubes.</a> J Colloid Interface Sci. 260 (1), 89-94 (2003).</li>
<li>Jensen, K. A., Kembouche, Y., Christiansen, E., Jacobsen, N. R., Wallin, H., Guiot, C., Spalla, O., Witschger, O. <a target="_blank" href="https://www.anses.fr/en/system/files/nanogenotox_deliverable_5.pdf">The generic NANOGENOTOX dispersion protocol-Standard operation procedure (SOP)</a>. , 32 (2011).</li>
<li>Jacobsen, N. R., Pojano, G., Wallin, H., Jensen, K. A. Nanomaterial dispersion protocol for toxicological studies in ENPRA. Internal ENPRA Project Report. , National Research Centre for the Working Environment. Copenhagen, Denmark. (2010).</li>
<li>PROSPEcT. <a target="_blank" href="http://www.nanotechia.org/sites/default/files/files/PROSPECT_Dispersion_Protocol.pdf">Protocol for nanoparticle dispersion</a>. , (2010).</li>
<li>CPS Instruments, E. urope Introduction to Differential Sedimentation. , Netherlands. Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.cpsinstruments.eu/pdf/Introduction%20Differential%20Sedimentation.pdf">http://www.cpsinstruments.eu/pdf/Introduction%20Differential%20Sedimentation.pdf</a> (2007).</li>
<li>Mavrocordatos, D., Pronk, W., Boller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+environmental+particles+by+atomic+force+microscopy%2C+scanning+and+transmission+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Analysis of environmental particles by atomic force microscopy, scanning and transmission electron microscopy.</a> Water Sci Technol. 50 (12), 9-18 (2004).</li>
<li>Moon, Y. K., Lee, J., Lee, J. K., Kim, T. K., Kim, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+Length-Controlled+Aerosol+Carbon+Nanotubes+and+Their+Dispersion+Stability+in+Aqueous+Solution%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Synthesis of Length-Controlled Aerosol Carbon Nanotubes and Their Dispersion Stability in Aqueous Solution.</a> Langmuir. 25 (3), 1739-1743 (2009).</li>
<li>Cheng, X., et al. <a target="_blank" href="https://www.hindawi.com/journals/jnm/2011/938491/">Characterization of Multiwalled Carbon Nanotubes Dispersing in Water and Association with Biological Effects.</a> J Nanomat. 2011, 12(2011).</li>
<li>Dassios, K. G., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcc.5b01349">Optimization of Sonication Parameters for Homogeneous Surfactant-Assisted Dispersion of Multiwalled Carbon Nanotubes in Aqueous Solutions.</a> J Phys Chem C. 119 (13), 7506-7516 (2015).</li>
<li>Domingos, R. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterizing+Manufactured+Nanoparticles+in+the+Environment%3A+Multimethod+Determination+of+Particle+Sizes%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Characterizing Manufactured Nanoparticles in the Environment: Multimethod Determination of Particle Sizes.</a> Environ Sci Technol. 43 (19), 7277-7284 (2009).</li>
</ol>

Yazarlar rakip mali ilgilenmiyorum. IK ve EVJ ortaklaşa çalışma IK'ın tasarım ile gebe, gerçekleştirilen deneyler, veri analiz ve el yazması hazır. LJE ve IR TEM görüntüleme dışarı taşıdı. SA, MLM ve MC CNTs sağlanan ve co-yazar geri kalanı ele ve tüm aşamaları ve yazması düzenleme doğru katkıda RT el yazması yorumladı.

Çalışmanın suda dağıtıcıları Nanomalzemeler, seçili bir dizi yapmak için en uygun sonication koşulları tanımlaması sağlayacak bir strateji geliştirmek için amacıdır. Bir girişim burada dikkatle Protokolü adımları ve parametreleri belge sonication sırasında daha önce İncelemeler de son15dakika içinde yapılan önerileri izleyin olarak tanımlanmış boşluklar yerine getirilmesi için yapılır. En iyi dağılım koşulları dağıtıcılar her sonication döngüsü sonra karakterize ve örnek istikrar ve bütünlüğü denetimi tanımlanır. Nanomalzemeler, anahtar fizikokimyasal özellikleri karakteristik değişiklikler çeşitli analitik teknikler tarafından belirlenen temel etkisi sonication yordamlar ve istikrar durumu değerlendirildi: DLS, ELS, UV-vis ve TEM. Nanomalzemeler son edebiyat ve diğer araştırma projeleri21,22,37,38,39 bazı dağılım için adapte bir metodoloji geçerli protokolüdür değişiklikler ve anahtar boşluklar, adımları ve onların uygulanabilirliği daha geniş Nanomalzemeler benzer yüzey Adresleme ayrıntılandırmaları profil7. Ancak, dikkatli ayarlamalar sonication zaman, güç ve diğer Nanomalzemeler onların uygulama türü açısından gereklidir. Ayrıca, daha fazla çalışma sonication yordam ve Nanomalzemeler biyolojik aktivitesi arasında bir ilişki kurmak için gereklidir. Nanomaterial insanlara altı farklı tür değerlendirilir ve ultrasonik bir banyo ve bir şişe tweeter ayarlamak zaman noktalarda ile donatılmış bir ultrasonik sonda kullanarak öncelikle onların istikrar için karşılaştırıldığında. Süspansiyon saflık ve kirlilik nedeniyle neden olduğu herhangi bir istenmeyen değişiklikler korumak için sonda sonication burada önlenmiş olur. Şişe tweeter tüpleri kapalı kalabilir. Bu örneklerin herhangi bir çapraz bulaşma ortadan kaldırır.
Sonicators bir dizi farklı frekans, genlik ve yetkileri ile kullanılabilir olduğundan sonicators kalibrasyonu önemli bir faktördür. Süspansiyon için teslim etkili akustik enerji belirlemek için sonicators kalibrasyonu Kalorimetre kullanılarak yapılır. Akustik güç teslim şişe tweeter için % 70 genlik ayarı yanı sıra bunun % 100 ultrasonik banyo ayar için olmak için hesaplanır için < 1 W (0,75 ± 0,04 W ve 0.093 ± 0,04 W, sırasıyla). Ancak, güç çıkışları şişe tweeter için üreticileri tarafından belirtilen ve banyo sonicator 200 W ve 80 W, sırasıyla vardır. Bu rağmen yüksek güç kaynağı, enerji çoğunu cavitational kabarcıklar oluşturma sırasında kaybolur ve yalnızca küçük bir bölümü aslında dağılımı tedavi26altında teslim gösterir. Son yıllarda yapılan çalışmalarda cavitational ölçüm kontrolü ile karşılaştırıldığında daha iyi bir dağılım kontrol için sonicator giriş gücü önem sırasında sonication8çizer. Metodoloji CNTs gibi son derece hassas Nanomalzemeler kontrollü dağılımı için umut verici görünüyor ve gelecekteki çalışmaları için önerilir.
Çalışmada kullanılan her teknik sınırlamalar tüm ile farklı ilkeleri temel alır. DLS küresel sigara süspansiyonlar yanı sıra son derece polydisperse sistemleri için ideal bir teknik değildir. Bu şartlar altında DCS yüksek çözünürlüklü, doğruluk ve hassas40nedeniyle önerilir. DCS tamamen %3 kadar az tarafından farklı çok dar boyutu dağıtım doruklarına ayırabilirsiniz. TEM görsel görüntülerin doğrudan nano tanecikleri sağlar ve toplama, dağılım, boyutu ve şekli parçacıkların belirlenmesi için harika bir araçtır, ancak örnek hangi eserler41olarak neden olabilir kurutma tekniği gerektirir. 4.5.3. adımda anlatıldığı gibi Izgaralar ultrasaf su ile yıkayarak bu ortadan kaldırılabilir.
Diğerleri arasında metodoloji şişeleri protokolü, daldırma derinlik ve şişeleri konumunu ultrasonik banyo hem de şişe tweeter kullanılan tür gibi kritik bazı adımlar vurgular. Sıcaklık kontrolü sırasında ajitasyon sisteminin önemli bir parametredir. Sık sık su değişiklikleri ultrasonik banyo ve darbeli modunda şişe tweeter söz konusu olduğunda çalıştırmak böylece herhangi bir örnek değişiklikler kaçınarak sonication sırasında herhangi bir ısı birikimini önlemek için tavsiye edilir. Çinko oksit gibi hidrofobik örnekleri için ön ıslatma adım parçacıklar dispersiyonu yardımcı olur ama bu bazı istenmeyen değişiklikler neden olabilir. Sonication zaman ve enerji yüksek olmalıdır partikülleri de-aglomera yeterli ama çok fazla değil bu parçacıklar tatili. Sonuçlar aglomera kırılma parçacık türüne bağlı olduğunu gösterir.
Sonuçları sonicator tipi gibi faktörler tarafından yönetilen gibi anahtar FİZİKO-kimyasal özellikleri potansiyel sonication sürecinde değiştirilmesi gösterdiği gibi bizim bulgular ayrıntılı dağılım Protokolü sahip olmanın önemi vurgulamak sonication süresi zaman ve güç çıkışı. Sonuçları örnek bütünlük potansiyel olarak yüksek yoğunluk ajitasyon tehlikeye göstermiştir. Sonuçları kırılmaları son derece sonication süresi ve gücü değiştiğinde ortaya olasılığı çok CNTs ajitasyon için çok hassas olduğunu göstermektedir. CNTs dağılımı için optimum ayarlar yakın 2-15 dk ultrasonik banyoda ve sadece 2 dk ultrasonik sonda kullanarak arasında değişir. Ancak, ultrasonication hala bazı nanotüp doğru burada sayısal olamaz shortenings neden olabilir. DLS CNTs karakterizasyonu için ideal bir tekniği olabilir ama hala hidrodinamik çapı nanotüpler ve bu verileri CNTs uzunluğu dağılımları arasında çeşitli farklılıkları bilgilendirici olabilir örnekleri16, -ebilmek sağlamak o 42,43. Son çalışmalar gibi yüzey aktif moleküller üzerinde böylece kopmalara sonication35, nedeniyle bir bariyer sağlayan nanotüp monolayer emilir CNTs dağılım protokolünden büyük ölçüde yüzey aktif maddeleri ilavesi ile gelişmiş olabilir olduğunu göstermek 44. hiçbir yüzey aktif maddeleri bu durumda söz konusu gibi Ancak, bu doğrudan mevcut iletişim kuralı için karşılaştırılamaz. En boy oranını kez belirli toksikolojik yanıtıyla ilişkilidir uzunluğu boyutu dağıtım CNTs durumunda sağlanması çok önemli olduğunu unutmamak gerekir. Buna ek olarak, CeO2 ultrasonik banyo ya da sonda kullanarak kez uzun süreli hangi sonication içinde CNTs göre farklı sonuçlar verdi, birincil parçacıklar oluşumuna yol. Bulgular CNT ve CeO2 örnekleri arasındaki farkı dağılım protokolleri örneğinterzi, sonication zaman ve güç çıkışı, uygun malzeme başlangıç için en iyi duruma getirmek için önemini vurgular Yani, nanomaterial tozlar türü. Orada-ecek var olmak gibi Aglomerasyon toz içinde farklı derecesini her nanomaterial toz örnek türü farklıdır. Bazı durumlarda, de-Aglomerasyon işleminin başarıyla TEM görüntülerde şekilli diğer parçacıklar ortaya çıkması tarafından belirgin olarak birincil parçacıklar seviyeye kadar de-Aglomerasyon hangi sonication adım önce görünür değildi sonuçlandı. Uzun süreli sonication Seryum oksit aglomeralar böylece çok yönlü parçacıklar için önde gelen farklı açılarda sürekli kırılması sonuçlandı.
Ticari olarak aldım sulu örnek Ag NPs dağıtıcıları olması durumunda, bizim bulgular da uzun vadeli istikrar ve bütünlüğü değerlendirme ihtiyacını vurgulamak. Özellikle uzun süreli depolama durumlarda kullanılacak önceden insanlara yeterince karakterize sağlamak için bir ihtiyaç. Ancak, Nanomalzemeler çok kısa bir raf ömrüne sahip. Onlar zamanla yaş ve sonra uzun süreli depolama taze hazırlanmış bir dağılım ile karşılaştırıldığında farklı davranabilir.
Sonuçları buraya farklı Nanomalzemeler için en iyi duruma getirilmiş bir iletişim kuralı tanımlamak uygulayabileceğiniz bir strateji gerekliliğini vurgulamak. Sunulan önerilen strateji sonication yönteminde farklı varyasyonları yapmak ve insanlara farklı zaman noktalarda yeterince tamamlayıcı analitik yöntemlerle karakterize edilmektedir emin olmak için var. Önemi karakterize ve dağılım kalite zaman ve farklı deneysel koşullar üzerinden izlemek için bir çok yöntem yaklaşım kullanımı konusunda son işçiler45tarafından vurgulanmış bulunmaktadır. Sonication için çeşitli yöntemler belirli nanomaterial dağılımı çalışmada karşılamak üzere sunulan rağmen onlar temel olarak su (Toplam benzer yüzey özelliklerini) diğer metal ve metal oksit Nanomalzemeler dağıtmak için kullanılabilir. Ancak, herhangi bir değişiklik ya da nanomaterial sahip türü ya da sıvı orta dikkatli uyum çeşitli faktörler örneğin, sonication zaman, güç ve sonicator türü tarafından yapılabilir temel protokolü en iyi duruma getirmek için gereken gerektirir. Ne olursa olsun iletişim kuralı seçilmiş ve en iyi, orada olarak tanımlanan her zaman düzeni ve step-wise sıra sonication dağılım yordam ayrıntılı bir rapor için bir ihtiyaç vardır. Bu interpretability ve karşılaştırılabilir geliştirmek önemlidir. Bu iletişim kuralı uygulamaların verileri karşılaştırılabilir gelecekteki çalışmaları için uygulayabileceğiniz ve standartlaştırılmış bir yaklaşım önde gelen diğer labs arasında kolaylaştırmaktır. Geçerli Metodolojisi ve denetim parametrelerini-ebilmek var olmak kullanmak için dispersiyon diğer ortamlarda su dışında ve karşılaştırmalar ayrı ayrı bir davada çizilebilir.

Sonication oluşturma, büyüme, içerir ve sıvı yüksek yoğunluklu ultrason1ışınlama nedeniyle oluşan (sıcak noktalar adı da verilir) baloncuklar daraltmak, kavite, oluşturma işlemidir. Bir laboratuvar ortamda sonication yöntemi bir sonicator kullanarak gerçekleştirilir. Tüm bireysel (veya birincil) tanecik olarak sıvı ortamda dağıtmak parçacıkları, de-agglomerating genel işleve sahip farklı sonicators vardır. Sonication uygulayarak, örnek Homojenizasyon, potansiyel bir çok dar parçacık boyutu dağılımı elde artırabilir. Dağılma sürecinde göz önünde önemli bir istikrar son dispersiyonu yönüdür. Burada, süspansiyon kararlılığını nerede parçacıklar değil razı veya dağınık durumlarına ve ortalama hidrodinamik çapı ölçümleri fazla % 10 oranında sırasında alınan beş tekrarlanan ölçüler arasında değişir değil aşağı tortu olarak tanımlanmıştır. zaman (yaklaşık 10 dakika)2,3. Dağılım istikrar ölçmek için çeşitli yolları vardır. Bu parçacıklar elektroforetik hareketliliğini ölçümü ile zeta potansiyel (ZP) tahmini içerir. Başka bir nano tanecikleri karakteristik emilimini UV spektral Aralık4ölçmek etmektir.
Dağılım adım anahtar fizikokimyasal özelliklerine, parçacık boyutu/boyutu dağıtım, şekil, toplama/Aglomerasyon, yüzey gibi belirleyecek gibi nanotoxicology alanında, dağılım kalite kontrole sahip yeteneği çok önemlidir şarj edin, vb bu içinde dönüş sonuçta parçacıklar test medya ile etkileşim ve çeşitli vitro ve in vivo deneyler sonucu Nanomalzemeler potansiyel tehlikeleri anlamak için etkiler.
Sonication sık yapılmaktadır tarafından ikisinden biri istimal bir sonda-tipi (doğrudan) veya bir ultrasonik banyo, ya da bir şişe tweeter (dolaylı sonication) ile ultrasonik sonda. Sonication her türlü şiddeti bir dizi mevcuttur ve güç ayarlarını, bazen sonotrode veya gereksinimleri, belirli işlemler için farklı bir tür adapte çıkış ve sıvı birimleri 2 ila 250 mL aralığında değişen için uygundur. Sonda ultrasonication banyo sonication daha iyi performans yüksek yerelleştirilmiş yoğunluğu5nedeniyle bilinen ancak, banyo sonication kez sonda-türü toksikolojik test süspansiyonları hazırlanması için üzerinden nedeniyle mümkün olan tercih edilir belgili tanımlık uç, titanyum sonda erozyon yoluyla bulaşma riski ipucu uzun süreli kullanımda ve sonda daldırma derinlik tutarsızlıkları sonra. Benzer şekilde, bir şişe tweeter ile donatılmış bir ultrasonik sonda ekipman işlem kolaylığını yanı sıra yukarıda belirtilen kirlenme riski nedeniyle doğrudan soruşturma üzerinde avantajlıdır. Birkaç şişe aynı anda ve aynı yoğunlukta sonicated. Bu sadece zaman kazandırır ama tüm örnekleri eşit olarak, hangi sonuçları örnekleri arasında daha güvenilir ve karşılaştırılabilir yapar kabul edilir sağlar. Emanet araştırma Nanomalzemeler, kirlenme her zaman önlenmiş olur. Ancak, sonda sonicator bu gereksinime uygun olmayan ve test edilmemiştir. Yanı sıra dağılım koşulları değişiklikler için lider, bu nedenle veri tekrarlanabilirlik6, ödün enerji çıkışı azaltılmış sonda sonicators ipucu erozyon nedeniyle örnek kirlenme gibi kaçınılmaz bazı yan etkileri neden olduğu bilinmektedir 7 , 8. Ayrıca, örnekleri ortaya kaplarda sıvı kaybı nedeniyle buharlaşma önde gelen genellikle çalıştırılır yanı sıra toz biriktirme. Bu istenmeyen değişiklikleri önlemek amacıyla, son yıllarda yapılan çalışmalarda onların etkili enerji teslim yanı sıra süspansiyon saflık güvence6dayalı alternatif dolaylı sonicators öneririz.
Sigara optimize sonication sonuçları üzerinde zararlı bir etkisi olabilir. Büyük olasılıkla, boyut, boyut dağılımı, morfoloji ve yüzey ücret2,9gibi Nanomalzemeler anahtar fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirebilirsiniz. Önceki edebiyat sonication süreci ve nano-TiO25,10,11, nano-ZnO6ve nano-bakır12 gibi parçacık parametreleri üzerindeki etkisini kontrol etmek için böyle başarısızlıkları bildirdi . Ayrıca, son çalışmalar sonication işlemi sadece parçacık özelliklerini değiştirir, ancak Ayrıca toksikolojik testleri12,13, sonucunu belirler olduğunu göstermiştir.
Dağılım işlemi üzerinde denetim sağlamak için izlemek ve sonicator türü, araç güç ve süresi, birimler, vb, etkileyebilir dağılım kalite olarak ne kadar farklı faktörleri anlamak önemlidir. Bu nedenle, dağılım sonication sürecinin farklı zaman noktalarda parçacıkların anahtar fizikokimyasal özellikleri analiz için sistematik bir yordam için bir ihtiyaç vardır. Böyle konuları dikkate birkaç araştırmacılar tarafından alınmış olması, bu alanda sınırlı olsa da. Bihari ve ark. , farklı nanomaterial insanlara farklı ultrason enerjiler ile çeşitli dağılım stabilizörler14kullanılarak yapılan dağılım kararlılığını eğitimi aldı. Son kullanici tarafindan Hartmannn ve ark. vurgulanan her ne kadar iş nanomaterial dağılım kalite örneğinetkileyen farklı faktörleri anlamak için yapılmıştır, sonicator türü kullanılan, sonication zaman, vb, hala yok iyi tanımlanmış ve evrensel olarak kabul edilen sonication yordam şu anda nanotoxicological test ve İncelemeler7,15destekler.
Çeşitli analitik karakterizasyonu teknikler dağılım kalite izlemek için kullanılır. Bunlar kullanımını içerir: dinamik ışık saçılma (DL), disk Santrifüjü, elektroforetik ışık saçılma (ELS), ultraviyole (UV-VIS) görünür spektroskopisi ve transmisyon elektron mikroskobu (TEM), parçacık boyutu/boyutu dağıtım ölçülmesi, Zeta potansiyeli, dağılım istikrar ve Morfoloji özellikleri, anılan sıraya göre. DLS kez parçacıklar ve polydispersity dizin (PDI) nanomaterial dispersiyonu hidrodinamik çapı (Z-ortalama) belirlemek için kullanılır. DLS tarafından Multimodal boyutu dağılımı söz konusu olduğunda, Z-ortalama elde edilen yoğunluk ağırlıklı boyutu dağıtım yoğunluğu ile kabul olmayabilir. Bu nedenle, yoğunluk ağırlıklı boyutu dağılımın ortalaması alıntı. PDI yansıtır açıklığı ile bir ölçek arasında değişen boyut dağılımının örnek 0 - 1, 0 monodispersed örnek olmak ve son derece polydisperse olan 116. Disk Santrifüjü santrifüj sedimantasyon sıvı ortamda kullanarak parçacık boyutu dağılımı belirlemek için kullanılan bir ayırma tekniğidir. Bir optik açık ve döner disk ve disk kenarına ulaştığında moleküller tarafından dağınık ışık miktarını içinde parçacıklar tortu kaydedilir ve parçacık boyutu dağıtım Stokes hukuk kullanarak dönüştürülür. Multi-Modal partikül dağıtım gidermek için diski santrifüj gibi teknikleri alet içinde entegre bir ayırma mekanizması öğesi olması daha uygun. Zeta potansiyel (ζ -potansiyel) parçacıkların onların kesme veya normal yapışkan davranışından gösterilen (toplu) sıvı ayıran elektrik çift katman içinde kavramsal bir sınırdır kayan uçak, Elektrik potansiyeli olarak tanımlanır Sert tabaka, ağırlıklı olarak sayaç iyonları oluşur ve parçacık ile taşımak için kabul bir katmanı. Zeta potansiyeli parçacıklar ve bu nedenle parçacıklar arasındaki Elektrostatik etkileşim (Yani, itme/atraksiyonlar) yüzey şarj için doğrudan ilgilidir. Bu parametre bu nedenle nanomaterial dağılım istikrarı temel bir göstergesi olarak kabul edilir. Geleneksel olarak, zeta potansiyel değeri -25 mV ve 25 yukarıda mV istikrarlı17,18olarak kabul edilir. Konsantrasyon ve türü iyonlar hem de çözüm pH şiddetle zeta potansiyel19etkiler. ELS dağılım parçacıklar elektroforetik hareketliliğini ölçmek için kullanılır ve bu hareketlilik zeta Henry denklem ve Smoluchowski'nin veya Hückel modelleri ile potansiyel dönüştürülür. UV-VIS spektroskopisi emilir ve bir örneği belirli bir dalga boyu'tarafından dağınık ışık ölçmek için kullanılan bir tekniktir. Genellikle Nanomalzemeler karakteristik emilimini UV bölgede ölçerek dağılım istikrar izlemek için kullanılır. Son olarak, TEM kez görselleştirmek ve boyut, boyut dağılımı, Aglomerasyon ve nano tanecikleri5,14,15,20şeklinde çözümlemek için kullanılır.
Biz altı farklı nanomaterial dağıtıcılar ultrasonik banyo ve bir şişe tweeter ile donatılmış bir ultrasonik prob kullanılarak yapılan karşılaştırmalı bir çalışma mevcut. Böylece benzer probları ve ultrasonik banyo deneysel ayarlarını anlaşılmaktadır olabilir parçacık konsantrasyonu, sıcaklık, sonicator türü ve çalışmada kullanılan ayarlar iletişim kuralında, belirtilir. Aşağıdaki Nanomalzemeler kullanılır: Gümüş (Ag), Seryum oksit (CeO2), çinko oksit (ZnO, NM110-hydrophylic ve NM111 hidrofobik) ve karbon temelli Nanomalzemeler karbon nanotüpler (A32 ve Malzemeler tablobkz: A106) gibi.
Değerlendirme dağılım kalite sonication süreci boyunca farklı zaman noktalarda çeşitli karakterizasyonu teknikleri, yani DLS parçacık boyut/boyut dağılımı, disk Santrifüjü boyutu dağıtılmak için kullanarak ELS zeta potansiyel için yapılır, Partikül şekli ve homojenliği için UV-VIS spektroskopisi kararlılığı ve TEM. Farklı Nanomalzemeler karbon bazlı metal oksitler arasında değişen bir dizi değerlendirilir. Karşılaştırma için sitrat kapatma ile stabilize gümüş nano tanecikleri (Ag NPs) ticari sulu süspansiyon paralel olarak beklenen uzun vadeli istikrar ilgili piyasada süspansiyonun anlamak için kullanılır. Belli ki, bu Ag NPs model doğrudan dağılım yordamlardan birini ilgili değil ama sadece yeniden solüsyon içeren temizleyicide veya değişiklikleri gibi yeniden Topaklanmayı sırasında gerçekleşmesi için bağlı olarak süspansiyonlar depolama bir süre sonra yeniden dengelemek gerek belirtmek için davranır depolama. Süspansiyon buzdolabında iki ay boyunca tutulur. Bu dönemde, dispersiyon parçacıkların potansiyel Aglomerasyon tanımlamak için karakterizedir. İlk sonuçlar kararsız bir süspansiyon ( sonuçları bölümünde anlatıldığı gibi) gösterir. Daha sonra bu dağılım daha da farklı sonication tedaviler, çalışmada kullanılan diğer Nanomalzemeler benzer tabi tutulur. Çalışmada aynı sonication protokolü üzerinden akış ile süspansiyon de-aglomera emin olmaktır. Ag NPs modeli böylece parçacıkların en iyi duruma getirilmiş biçimde yeniden dağılım gösteren uzun vadeli çalışmalar için kriter olarak ilişkili olabilir.
Burada sunulan dağılım protokolleri benzerlikler bu önceki literatürde Yayınlandı paylaşmak ve bazı geçmiş işçiler7,21,22tarafından,23 daha önce yapılmış birkaç öneriler içermektedir ,24,25. Bu çalışmada, sistematik ve step-wise bir yaklaşım dağılım kalitesi dağılım Protokolü boyunca izlemek için kullanılır. Bu yaklaşım nanomaterial dağıtıcılar, gerçek zamanlı karakterizasyonu amacıyla en iyi deneysel dağılım koşulları (şekil 1) belirlemek için taahhüt eder.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56074/56074fig1.jpg"> Şekil 1. Düzeni ve step-wise dağılım iletişim kuralı sırasını gösteren Akış şeması. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56074/56074fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

<table><tbody><tr><td>Seryum oksit nanopowder</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>544841</td><td>< 25&nbşk; nm parçacık boyutu (BET)</td></tr><tr><td>Çinko oksit</td><td>Avrupa Komisyonu Ortak Araştırma Merkezi (JRC)</td><td>NM110</td><td>hidrofilik</td></tr><tr><td>Çinko oksit</td><td>Avrupa Komisyonu Ortak Araştırma Merkezi (JRC)</td><td>NM111</td><td>hidrofobik</td></tr><tr><td>Çok duvarlı karbon nanotüpler</td><td>NanoMile projesi (Avrupa Komisyonu'nun 7. Çerçeve Programı kapsamında Büyük İşbirliği Projesi)</td><td>A32 (MWCNT1)</td><td>3.0&plusmn; 1.8 ve mikro; m uzunluğunda,% 4.5 O / C oranı</td></tr> <tr><td>Çok duvarlı karbon nanotüpler</td><td>NanoMile projesi</td><td>A106 (MWCNT2)</td> <td>3.3 & plusmn; 2.4 ve mikro; m uzunluğunda, O/C oranı %7</td></tr> <tr><td>Gümüş dispersiyonlu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>730785</td><td>10&nbsp; nm parçacık boyutu (TEM), 0.02&nbsp; mg/mL</td></tr><tr><td>Zetasizer nano</td><td>Malvern Instruments</td><td></td><td>Partikül boyutu ve zeta-potansiyel ölçümleri&nbsp;</td></tr><tr><td>Disk Santrifüj</td><td>CPS aletleri A.Ş.</td><td>Model DC 24000</td><td>Santrifüj sedimantasyon ile parçacık boyutu dağılımı</td></tr><tr><td>Transmisyon elektron mikroskobu</td><td>JEOL USA</td><td>Jeol 1200EX TEM</td><td>Parlak alan görüntüleri, parçacık boyutu, şekil, aglomerasyon</td></tr><tr><td>Flakon tweeter ile donatılmış ultrasonik prob</td><td>Hielscher</td><td>UIS250V</td><td>Sonicator</td></tr><tr><td>Ultrasonik banyo</td><td>Branson&nbsp;</td><td>Model 1510</td><td>Sonicator</td></tr><tr><td>Eppendorf şişeleri</td><td>Eppendorf</td><td>2236411-1</td><td>1.5ml kapasiteli</td></tr><tr><td>UV-vis spektrofotometre</td><td>Jenson uçuş güvertesi</td><td>Model 6800</td><td>SPR tepe noktaları, süspansiyon stabilitesi</td></tr><tr><td>Tek kullanımlık katlanmış kılcal hücre</td><td>Malvern Instruments</td><td>DTS 1070</td><td>elecr</td></tr><tr><td>Zeta- potansiyel standardı</td><td>Malvern Instruments</td><td>DTS 1235 ölçümü için</td><td></td></tr><tr><td>Kuvars küvet</td><td>Jasco</td><td>1103-0042</td><td>Dikdörtgen kuvars hücresi 10 x 100 Spektröz Kuvars, kapaklı 190 -2700 nm</td></tr></tbody></table>

nanomalzemeler sulu ortamda dağılımı: doğru iletişim kuralı en iyi duruma getirme

Dispersion of Nanomaterials in Aqueous Media: Towards Protocol Optimization

Sonication işlemi de-agglomerating ve Nanomalzemeler sulu tabanlı ortamda, homojenliği ve süspansiyon kararlılığını geliştirmek için gerekli malzemeleri için yaygın olarak kullanılır. Bu çalışmada, istikrarlı bir dağılım elde etmek için en uygun sonication koşulları tanımlamak için step-wise yaklaşımla yürütülmektedir. Bu yaklaşım, kabul ve birkaç Nanomalzemeler deiyonize (DI) suda dağınık (Seryum oksit, çinko oksit ve karbon nanotüpler) için uygun olduğu gösterilmiştir. Ancak, nanomaterial türü veya dispersiyon orta herhangi bir değişiklik ile orada temel Protokolü duruma getirilmesi güç ve sonicator yazın sonication zamanı gibi çeşitli faktörler ayarlama yanı sıra sıcaklık artışı işlemi sırasında olması gerekir. Yaklaşım dağılım süreci ayrıntılı olarak kaydeder. Bu hangi böylece yüzey özelliklerini etkileyen parçacık yüzey hasarı gibi istenmeyen değişiklikler olabilir sonication işlemi sırasında zaman Puan yanı sıra diğer yukarıda belirtilen koşulları tanımlamak gereklidir. Hedefimiz final, üretilen dağılım kalitesini kontrol edebilirsiniz uyumlu bir yaklaşım sunmaktır. Böyle bir dağılım kalite tekrarlanabilirlik Nanobilim toplumda nanotoxicology alanında özellikle sağlamada enstrümantal kılavuzdur.

Burada, Nanomalzemeler dağılımı için step-wise bir protokol sulu ortamda en uygun sonication koşulları, şiddeti ve süresi için geliştirilmiş kararlılık ve nanoparçacık tekdüzelik tanımlamak için gerçek zamanlı karakterizasyonu mevcut insanlara örnek bütünlüğünü etkileyen olmadan.

Nanomalzemeler sulu ortamda dağılımı: doğru iletişim kuralı en iyi duruma getirme

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and ...

Bu prosedürün genel amacı, sulu ortamlarda kararlı ve homojen nanomalzeme dispersiyonları elde etmek için optimal sonikasyon koşullarını, yoğunluğunu ve süresini belirlemek amacıyla gerçek zamanlı karakterizasyon kullanmaktır. Bu yöntem, nanobilimde, özellikle de nanotoksikoloji alanında, örnek bütünlüğünü bozmadan nanopartikül dispersiyonunun nasıl optimize edileceğine dair temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu optimizasyon stratejisinin temel avantajı, tekrarlanabilirliğin sağlanmasında kritik rol oynayan nihai dispersiyon kalitesi üzerindeki kontrolü artırmasıdır.Prosedüre başlamak için, vial bloğu sonitrob ile donatılmış prob sonikatörü kalibre edin. Ardından, temiz bir metal spatula kullanarak, seçilen nanotozun iki miligramını, birden üçe kadar numaralandırılmış üç adet temiz 10 veya 20 mililitrelik cam vialin her birine ölçerek ekleyin. Her bir vialin iç duvarları boyunca bir mililitre deiyonize su pipetleyin.Hidrofobik numuneler için, bunun yerine deiyonize su içinde hacimce %0,5'lik etanolden bir mililitre kullanın. Her numuneyi koyu bir macun kıvamına gelene kadar karıştırın. Ardından, nihai numune konsantrasyonu 0,2 mg/mL olacak şekilde macuna yeterli miktarda deiyonize su ekleyin.İç duvarlara yapışan nanopowder parçalarını sökmek için tüpleri yatay olarak dairesel hareketlerle sallayın. Her bir nanopowder dispersiyonundan 1,5 milliliters miktarını, ilgili numaralarla etiketlenmiş temiz mikrosantrifüj tüplerine aktarın. Tüpleri sıkıca kapatın ve nanopowder'ı iç duvarlardan sökmek için dairesel hareketlerle sallayın.Ardından, örnekleri sonitroba yerleştirin. Örnekleri 1,1 watt gücünde, iki dakika boyunca bir saniye açık ve bir saniye kapalı olacak şekilde darbeli olarak sonike edin. Sonra, birinci örneği bloktan çıkarın.Dispersiyonun üst kısmından bir mililitreyi başka bir temiz mikrosantrifüj tüpüne aktarın. Örnek konsantrasyonunu 0.02 miligram/mililitre seviyesine getirmek için tüpe deiyonize su ekleyin. Örnek karakterizasyonuna derhal başlayın.İlk sonikasyon işleminin bitiminden 10 dakika sonra, kalan örnekleri aynı genlik ve darbe ayarlarını kullanarak dört dakika boyunca sonike edin. İkinci örneği deiyonize su ile 0,02 mg/mL konsantrasyona seyreltin ve karakterizasyona başlayın. İkinci sonikasyon işleminin bitiminden 10 dakika sonra, üçüncü örneği aynı ayarlarda dört dakika daha sonike edin.Üç numaralı örneği 0,02 mg/mL olacak şekilde seyreltin ve karakterizasyona başlayın. İlk olarak, bir ultrasonik banyoyu banyo sensörüne göre kalibre edin. Ardından, temiz bir spatula kullanarak, seçilen nanopudranın 2 mg'ını dört ile yedi arasında numaralandırılmış dört temiz cam şişenin her birine yerleştirin.Her bir flakonun çeperleri boyunca bir mililitre deiyonize su pipetleyin ve tozları koyu macunlar haline gelene kadar karıştırın. Her bir flakonda 0,2 mg/mL örnek konsantrasyonu elde etmek için deiyonize su ekleyin. Flakonların kapaklarını kapatın ve iç yüzeylere yapışan nano tozları sökmek için flakonları dairesel hareketlerle çalkalayın.Viyalleri kalibre edilmiş ultrasonik banyonun merkezine yerleştirin. Su seviyesinin viyallerin yarısına kadar geldiğinden emin olun. Örneği oda sıcaklığında, 80 watt gücünde 15 dakika boyunca sonike edin.Ardından, örnek dördün bir alikotunu temiz bir viyale aktarın. Alikotu deiyonize su ile 0,02 mg/mL konsantrasyona seyreltin ve karakterizasyona başlayın. Dispersiyonları etkileyebilecek ısı birikimini önlemek için ultrasonik banyonun suyunu oda sıcaklığındaki taze su ile değiştirin.Dinamik ışık saçılması ile partikül boyutu değerlendirmesine başlamak için cihaz yazılımını açın ve bir boyut ölçüm dosyası oluşturun. Dengelenme süresini, sıcaklığı, küvet tipini ve deney modunu doldurun. Boyut ölçüm dosyasını kaydedin.Ardından, nominal boyutu 100 nanometre olan standart lateks boncuk örneği üzerinde bir DLS doğrulama ölçümü gerçekleştirin. Cihaz performansının uygun standartları karşıladığını onaylayın. Sonra, hava kabarcığı oluşmamasına dikkat ederek, bir mililitre seyreltilmiş nanopudra dispersiyonunu temiz, düşük hacimli tek kullanımlık bir küvete yavaşça pipetleyin.Küveti cihaza yerleştirin ve veri toplamayı başlatın. Örnek başına en az beş ölçüm yapın. Ardından, tüm ölçümleri seçin ve her bir örnek için ortalamayı hesaplayın.Ölçüm verilerini daha detaylı analiz için bir hesap tablosu programına aktarın. Ardından, UV-vis spektroskopisi ile örnek karakterizasyonuna başlamak için cihaz yazılımını açın ve yeni bir sayfa hazırlayın. Temiz, standart bir kuvars küvete iki ila üç mililitre seyreltilmiş nanopudra dispersiyonu pipetleyin.Ardından, cihazın dalga boyu aralığını 700 nanometre ile 200 nanometre arası olacak şekilde ayarlayın. Arka plan çıkarma işlemi için bir solvent körü (blank) ölçümü yapın. Örnek başına en az üç spektrum alın ve verileri daha ileri analizler için dışa aktarın.Ardından, geçirimli elektron mikroskobu ile örnek karakterizasyonuna başlamak için, seyreltik bir nanotoz dispersiyonundan bir damlayı temiz, 300 mesh gözenekli karbon filme yerleştirin. Örneği, havadan gelecek kontaminasyonlardan koruyarak ortam koşullarında kurumaya bırakın. Daha sonra, düzensiz kurumadan kaynaklanan etkileri gidermek için ızgarayı ultra saf su ile yıkayın.TEM görüntülerini edinin ve ileri analizler için dışa aktarın. Dispersiyon öncesinde, hidrofilik veya hidrofobik yüzey profillerine sahip çinko oksit nanomalzemeler, büyük ortalama partikül boyutları ve yüksek polidispersite göstermiştir. Hidrofilik çinko oksitin partikül boyutu ve polidispersitesi, ultrasonik banyoda 15 dakikalık sonikasyon sonrası azalmış, ancak sonikasyon devam ettikçe artmıştır.TEM görüntüleri, sonikasyonun devam etmesiyle partiküllerin yeniden aglomere olduğunu doğrulamaktadır. Hidrofobik çinko oksit partiküllerinin ultrasonik banyo işlemi, partikül boyutunda ve polidispersitede bir azalmaya yol açmış ve bu durum 30. dakikada platoya ulaşmıştır. Hidrofobik çinko oksitlerin TEM görüntülerinde kuruma etkileri gözlemlenmiş olup, bu durum etanol ile ön ıslatmanın tozun karbon ızgara üzerine immobilize edilmesini zorlaştırdığını göstermektedir.Hidrofilik tozun ultrasonik prob ile işlenmesi, iki dakika sonra homojen ve stabil bir dispersiyonla sonuçlanmıştır. Sonikasyonun devam ettirilmesi, hızlı bir yeniden aglomerasyona yol açmıştır. Hidrofobik tozda da benzer bir davranış gözlemlenmiştir.Polidispersite değerlerine dayanarak, hidrofilik ve hidrofobik çinko oksit tozları için optimal dispersiyon koşullarının sırasıyla 60 ve 30 dakikalık ultrasonik banyo işlemi olduğu belirlenmiştir. Sonikasyon, nanomalzemelerin sulu ortamlarda aglomeresi ve dispersiyonu için yaygın olarak kullanılır. Ancak, nanomalzeme türündeki veya dispersiyon ortamındaki herhangi bir değişiklik için optimizasyon stratejisinin yeniden optimize edilmesi gerekir.Bu prosedürü uygularken, süspansiyona iletilen etkili akustik enerjiyi belirlemek için sonikatörleri kalibre etmeyi unutmayın. Değerlendirilen tüm sonikasyon parametrelerini ve zaman noktalarını kaydettiğinizden emin olun. Bu teknikte uzmanlaşıldığında; işlem sırasındaki sıcaklık artışlarını dikkate alarak sonikasyon tipi, süresi ve gücü tek tek ayarlanarak, nanomalzemelerin su veya diğer ortamlardaki dispersiyonu için kullanılabilir.

dispersion-nanomaterials-aqueous-media-towards-protocol

Research

JoVE Journal

Environment

Çevre

Organik boya molekülleri ve oleik asit kaplı yukarı dönüştürücü nanopartiküller suda çözünür değildir. Bu protokol, organik boya moleküllerinin transferini ve partiküllerin başlangıçtaki hidrofobik çözücülerinden suya yukarı dönüştürülmesini sağlayan bir 'tak ve çalıştır' yöntemini tanımlar.

A &#39;Tak ve&#39; Yöntem, bir Amfifilik Polimer, Organik maddeler ve upconverting Nanopartiküller İçeren Su dağılabilir Nanoassemblies oluşturma

Yüksek derecede kararlı ağaç lifi bazlı tüylü nanopartiküller ve fonksiyonel selüloz bazlı biyopolimerler hazırlamak için sentez şemaları detaylandırılmıştır.

Son derece kararlı, Fonksiyonel Tüylü Nanoparçacıklar ve Ahşap Elyaf Biyopolimerler: Sürdürülebilir Nanoteknoloji Doğru

nanosheets katmanlı malzeme, sıvı pul pul dökülme için bir protokol, mikroskopik ve spektroskopik tekniklerle boyutu seçimi ve boyut ölçümü sunulmuştur.

Sıvı dağılmış Geçiş Metal dikalkogenid Kontrollü Boyutu Nanosheets ve Kalınlığının Hazırlanması: Sanat Protokolü Bir Devlet

Burada, karbon nanomalzemelerinin sulu ortamlarda işlevselleştirilmesi ve kararlı şekilde dağılması için yeni bir yöntem anlatılmıştır. Ozon, doğrudan yüksek güçlü bir ultrasonik hücre vasıtasıyla devridaim edilen sulu bir karbon nanomateryal dispersiyonuna enjekte edilir.

Çevre Dostu Ultrasonik Ozonoliz İşlemi Kullanarak Karbon Nanomalzemelerin İşlevsellik ve Dağılımı

Kovalent çapraz nano tanecikleri doğrusal polyester kolye işlevleri içeren üzerinden boyutu ve crosslinking yoğunluğunu ayarlama için bir süreç bu makalede. Sentez parametreleri (polimer molekül ağırlığı, kolye işlevselliği birleşme ve crosslinker eşdeğerleri) uyarlayarak, istenen nanopartikül boyutu ve crosslinking yoğunluğu ilaç teslim uygulamalar için elde edilebilir.

Nanosponge ayar boyutu ve Crosslinking yoğunluğu

Flash NanoPrecipitation (FNP) polimer çekirdek-kabuk nano tanecikleri üretmek için ölçeklenebilir bir yaklaşımdır. Laboratuvar ölçekli formülasyonları hidrofobik veya hidrofilik therapeutics Kapsülleme için açıklanmıştır.

Hidrofobik ve hidrofilik bileşikler polimer nano tanecikleri Kapsülleme için NanoPrecipitation flash

Burada açıklanan protokol, nanopartikül izleme analizi (NTA) ile sulu ortamda küresel nanopartiküllerin, daha spesifik olarak altın nanopartiküllerin hidrodinamik çapını ölçmeyi amaçlamaktadır. İkincisi, Brownian hareketi nedeniyle parçacıkların hareketini izlemeyi ve hidrodinamik çapı elde etmek için Stokes-Einstein denklemini uygulamayı içerir.

Laboratuvarlar Arası Karşılaştırma yoluyla Sulu Medyada Altın Nanopartiküllerin Nanopartikül Takip Analizi

Yüzey analizi için nanopartiküllerin hazırlanması için bir dizi farklı prosedür sunulmaktadır (damla dökümü, spin kaplama, tozlardan biriktirme ve kriyofixation). Her yöntemin zorluklarını, fırsatlarını ve olası uygulamalarını, özellikle farklı hazırlama yöntemlerinin neden olduğu yüzey özelliklerindeki değişikliklerle ilgili olarak tartışıyoruz.

ToF-SIMS ve XPS Analizi için Nanopartiküllerin Hazırlanması

Organik bir çözücüde ~12 nm çapında altın nanopartiküllerin (Au nanopartikülleri) sentezlenmesi için bir protokol sunulmuştur. Altın nanopartiküller aglomerayı önlemek için oleylamin ligandları ile kaplanmıştır. Altın nanopartiküller toluen gibi organik çözücülerde çözünür.

Altın Nanopartikül Sentezi

Lipid nanopartikülleri mRNA ve DNA kapsülleme için mikroakışkan karıştırma platformu yaklaşımı kullanılarak geliştirilmiştir.

Mikroakışkan Karıştırma Platformu Kullanarak Gen Teslimatı için Lipid Nanopartiküllerinin Formülei ve Karakterizasyonsu

Bu protokol, üçlü füzyon yukarı dönüşüm kolaylaştırılmış hacimsel 3D baskı için fotopolimerize edilebilir reçinelerde daha sonra kullanılmak üzere yukarı dönüşüm nanokapsüllerinin sentezini detaylandırır.

Üçlü Füzyon Yukarı Dönüşüm Nanokapsül Sentezi

Öğrenin, su ortamında nanomalzemelerin stabil ve homojen dağılımı için optimal sonikasyon koşullarını belirlemeyi. Gerçek zamanlı karakterizasyon ile örnek bütünlüğünü koruyarak tekrarlanabilir sonuçlar elde edin.

Nanomalzemeler sulu ortamda dağılımı: doğru iletişim kuralı en iyi duruma getirme

Daha fazla video keşfet