Name: Süspansiyonda Altın Nanopartiküllerin Boyutlandırılması için Asimetrik Akış Alanı-Akış Fraksiyonasyonu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-09-11T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 33 s
Description: Öğrenin, asimetrik akış alanı-akış fraksiyonasyonu (AF4) ile süspansiyondaki altın nanopartiküllerin boyut dağılımını nasıl belirleyeceğinizi. Bu yöntem, karmaşık örnekler için güvenilir bir analiz sağlar.

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

Yazarlar, burada sunulan protokolün hazırlanmasının tüm aşamalarında verimli tartışmalar için tüm ACEnano konsorsiyumuna teşekkür eder. Yazarlar ayrıca ACEnano projesi çerçevesinde nº 720952 hibe anlaşması kapsamında Avrupa Birliği Horizon 2020 Programı'ndan (H2020) fon sağlamayı takdir etmektedir.

1. AF4 sistem kurulumu
<ol><li>AF4 kartuşunu monte edin ve af4 sisteminin tüm donanım bileşenlerini ve UV-vis dedektörünü(Malzeme Masası)üretici kılavuzunda verilen talimatları izleyerek bağlayın.</li>
	<li>Üretici kılavuzunda verilen talimatları izleyerek kontrol, veri toplama, işleme ve değerlendirme için gerekli tüm yazılım paketlerini yükleyin.</li>
	<li>AF4 sistemi ile UV-vis dedektörü arasında gerekli tüm sinyal bağlantılarının kurulduğundan emin olun.</li>
	<li>Kurulu AF4-UV-vis bağlantılarının sıkı ve sızıntı olmadan olduğundan emin olun, kurulumu 15 dakika boyunca ultra saf su (UPW) ile yıkayın (uç akış hızı 1 mL⭐dk-1, odak akış hızı 1 mL⭐dk-1ve çapraz akış hızı 1,5 mL min-1). Bunu yapmak için AF4 kontrol yazılımını açın ve açılış sayfasının sağ üst tarafındaki ilgili panellere akış hızlarını girin. Gerekirse ilgili konektörleri (bağlantı parçaları) sıkın ve sızıntı gözlenemeyene kadar prosedürü tekrarlayın. NOT: Tüm ölçümler sırasında dahili sistem basıncı izlenmeli ve 4 ila 12 bar içinde olmalıdır. Basıncın daha yüksek veya daha düşük olması durumunda, geri basınç tüpünün ayarlanması gerekir. Ayrıca, kanal basıncı eğilimi tam ölçüm süresi boyunca sabit olmalıdır. NOT: Bir kanal fırını varsa, tüm AF4 denemeleri boyunca karşılaştırılabilir ölçüm koşulları sağlamak için sıcaklığını 25 °C olarak ayarlayın.</li>
</ol>2. AF4-UV-vis sistem kalifikasyonu ve numune analizi için çözeltilerin ve süspansiyonların hazırlanması
<ol><li>Temizleme çözümü<ol>
<li>1 L UPW'ye 8 g katı sodyum hidroksit (NaOH) ve 2 g sodyum dodecyl sülfat (SDS) ekleyin ve çözeltiyi tamamen çözünene kadar karıştırın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Eluent<ol>
<li>Unu elde etmek için 2 L filtrelenmiş ve gazsız UPW'ye 500 μL filtrelenmiş yüzey aktif madde karışımı ekleyin (%0,025 (v/v), pH yaklaşık 9,4). NOT: Yüzey aktif madde karışımının bileşiklerinin ayrıntılı bir açıklaması Tablo 1'de (ayrıca Malzeme Tablosu) verilmiştir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Toplu kurtarma belirleme için rastgele AuNP boyut standardı<ol>
<li>Vortex 2 dakika boyunca rastgele bir AuNP boyutu standardı (50 mg⭐L-1)ve 12.5 mg⭐L -1 nihai kütle konsantrasyonu elde etmek için UPW ile1:4seyreltin. Elde edilen süspansiyonu homojenize etmek için seyreltmeden sonra 2 dakika daha girdap. DİkKAT: Kimyasallarla, özellikle NaOH peletleriyle çalışırken gerekli ihtiyati tedbirler ve uygun koruyucu ekipman gereklidir. NOT: AF4-UV-vis-deneyleri sırasında düşük partikül arka planları sağlamak için genellikle 0,1 μm membran filtresi (hidrofilik PVDF veya benzeri) kullanarak gerekli tüm çözeltilerin (temizleme çözeltisi hariç) gazdan arındırılması ve filtrelenmeniz önerilir. Bu, özel bir vakum filtrasyon ünitesi veya şırınna filtreleri kullanılarak kurulabilir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. AF4-UV-vis sistem yeterliliği
<ol><li>Sistemi 30 dakika boyunca temizleme çözümüyle yıkamak için 1.4 adımında açıklanan yazılım ayarlarını kullanın (Uç akış hızı 1 mL⭐dk-1, Odak akış hızı 1 mL⭐min-1ve Çapraz akış hızı 1.5 mL⭐dk-1).</li>
	<li>İlgili yılan balığı şişesini değiştirin ve sistemi 20 dakika boyunca UPW ile yıkayın (Uç akış hızı 1 mL⭐dk-1, Odak akış hızı 1 mL⭐dk-1ve Çapraz akış hızı 1,5 mL⭐dk-1).</li>
	<li>İlgili satır içi pompa filtrelerini değiştirin.</li>
	<li>AF4 kartuşunu açın ve AF4 zarını değiştirin. AF4 kartuşunu yeniden bir araya alıp AF4-UV-vis sistemine yeniden bağlayın.</li>
	<li>Temizlenen AF4-UV-vis sistemini, membranı dengelemek ve sistemi stabilize etmek için en az 30 dakika boyunca elüent ile yıkayın (Uç akış hızı 1 mL⭐dk-1, Odak akış hızı 1 mL⭐dk-1ve Çapraz akış hızı 1,5 mL min-1). Olası sızıntıları tekrar denetleyin (bkz. adım 1.4).</li>
	<li>Rasgele bir AuNP boyutu standardı kullanarak kütle kurtarma ve tutma süresinin değişimini belirleyerek AF4-UV-vis sistemini niteleyebilirsiniz.<ol>
<li>Ayırma kuvveti uygulamadan doğrudan enjeksiyon çalışması gerçekleştirin.<ol>
<li>Dosya |'nı açarak yeni bir ölçüm dosyası oluşturma Yeni | AF4 kontrol yazılımında çalıştırın.</li>
			<li>Örnek ve ölçüm açıklamasının yanı sıra çalıştırma sekmesindeki ekleme hacmini ve örnek adını tanımlayın. Ölçüm koşulları Tablo 2'de görüntülenir.</li>
			<li>İkinci sekme FFF yöntemindeki ölçüm parametrelerini Tablo 2'ye göre ayarlayın.</li>
			<li>Ölçümü başlatmak için Çalıştır düğmesini tıklatın.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Ayırma kuvveti (Çapraz akış) uygulamasıyla kesirli bir çalışma gerçekleştirin.<ol>
<li>Tablo 3'tebelirtilen kesir koşullarını kullanarak önceki bölümde açıklandığı gibi kesir yöntemini tanımlayın.</li>
			<li>Ölçümü başlatmak için Çalıştır düğmesini tıklatın.</li>
			<li>Ölçümü dört katına çıkar. NOT: İlk çalıştırma sistemi (yani AF4 zarını) şartlandırmayı amaçlamaktadır ve sistem yeterlilik sonuçlarının nihai değerlendirmesinin dışında kalacaktır. NOT: Dosya |'i açarak oluşturulan tüm çalıştırma dosyalarını kaydetmeniz önerilir AF4 kontrol yazılımına kaydedin. </li>
			<li><li></ol></li></ol></li></ol><ol><li></li><li><li><ol><li></li></ol></li><li><ol><li></li></ol></li><li></li><li></li><li><ol><li> </li><li> </li></ol></li></ol><ol><li><ol><li> <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61757/61757equ02.jpg"> </li><li><li></li><li><li></li><li> </li><li></li><li> </li><li></li></ol></li><li><ol><li></li><li><li> <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61757/61757equ01.jpg"> </li></ol></li><li> <ol><li></li><li></li><li> </li><li></li><li></li><li> </li></ol></li></ol>

Bu makalenin tüm yazarları, ürünleri bu protokolde kullanılan Postnova Analytics GmbH çalışanlarıdır.

Bilinmeyen bir AuNP'nin hidrodinamik boyutu, AF4 tarafından 20 nm ila 100 nm arasında iyi tanımlanmış AuNP boyut standartları kullanılarak bir UV-vis dedektörü ile birlikte doğru bir şekilde değerlendirildi. Geliştirilen AF4 yöntemi, ölçülen tutma süresi ile AuNP boyutu arasında doğrusal bir ilişki kurmak için sabit bir çapraz akış profili kullanılarak optimize edildi ve böylece doğrusal regresyon analizinden basit bir boyut belirlemesi sağladı. Özellikle odak noktası, fraksiyonasyon sırasında önemli bir numune kaybı olmadığını gösteren yeterince yüksek geri kazanım oranları elde etmek ve uygulanan yılan balığı ve membran da dahil olmak üzere geliştirilen AF4 yönteminin tüm fraksiyone edilmiş AuNP örnekleriyle iyi eşleşmesiydi.
Yöntem geliştirme, AF4'teki tartışmasız en kritik adımdır ve belirli bir elüasyon süresi penceresinde fraksiyonasyonu iyileştirmek için kanal boyutları, akış parametrelerinin yanı sıra atık su, membran, ara parça yüksekliği ve hatta örnek özellikleri de dahil olmak üzere çeşitli parametrelerin dikkate alınması gerekir. Bu paragrafın amacı, burada tartışılan bilinmeyen AuNP örneğinin boyutunu başarıyla belirlemek için en iyi duruma getirilmiş kritik adımlarda okuyucuya rehberlik etmektir. Genellikle bir AF4 yönteminin nasıl geliştirileceği hakkında daha ayrıntılı bir açıklama için, okuyucu 'ISO/ TS21362:2018 - Nanoteknolojiler - Asimetrik akış ve santrifüj alan akışı fraksiyonasyonu kullanılarak nano nesnelerin analizi'25'inAF4 bölümüne atıfta bulunulmaktadır. Tablo 3'te verilen uygulanan fraksiyonasyon koşullarına daha yakından bakmak , ilk kritik adım AF4 kanalındaki AuNP örneğinin tanıtılması ve gevşemesidir. Bu adım, etkileşimi örneği membran yüzeyine yakın bulmaya ve temelde fraksiyonun başlangıç noktasını tanımlayan AF4 kanalının enjeksiyon portuna yakın dar bir bantta konsantre etmeye zorlayan enjeksiyon akışı, odak akışı ve çapraz akış tarafından yönetilir. Bu adım sırasında, farklı boyutlardaki örnek bileşenlerin AF4 kanalının farklı yüksekliklerinde bulunması ve böylece başarılı bir boyut fraksiyonasyonu için temel oluşturması nedeniyle numunenin yeterli bir şekilde gevşetilmesi zorunludur. Tamamlanmamış numune gevşemesi genellikle boyanmamış (yani rahat olmayan) örnek bileşenlerden kaynaklanan artan bir boşluk tepe alanı ile görülebilir. Bu etki enjeksiyon süresi ve/veya uygulanan çapraz akış hızı artırılarak azaltılabilir. Bununla birlikte, her iki parametre de özellikle AF4 membranına aglomerasyon ve adsorpsiyona eğilimli numuneler için dikkatli optimizasyona ihtiyaç duyar ve farklı parametre ayarları36,37için elde edilen ilgili kurtarma oranları ile izlenebilir. 5 dakikalık uygulanan enjeksiyon süresi ve 1,0 mL⭐dk-1 çapraz akış hızı, tüm AuNP örnekleri için geri kazanım oranlarını >%80 ve neredeyse optimum gevşeme koşullarını gösteren ihmal edilebilir bir boşluk tepe alanını ortaya çıkardı. AuNP örneğinin yeterli gevşemesinin ardından odak akışı durduruldu ve AF4 kanal uzunluğu boyunca ikinci kritik adımı temsil eden ilgili UV-vis dedektörüne numune taşınması başlatıldı. Makul analiz sürelerinde yeterince yüksek fraksiyonasyon gücü sağlamak için, 30-50 dakika boyunca (ilgili fraksiyone AuNP boyut standardına bağlı olarak) 1,0 mL/dk-1 sabit çapraz akış hızı ve ardından 0,5 mL.dk -1 dedektör akış hızında10 dk doğrusal çapraz akış bozunması uygulanmıştır. Tüm AuNP boyut standartlarının ayrımı boyunca sabit bir çapraz akış profili kullanmak, FFF-teorisi22'yitakiben tutma süresi ile AuNP boyutu arasında doğrusal bir ilişki ortaya çıkardı, böylece bilinmeyen AuNP örneğinin basit doğrusal regresyon analizi ile boyut belirlemesini sağladı. Bununla birlikte, sabit bir çapraz akış dışındaki profiller de nanopartiküllerin boyutlandırılması için sömürülmüştür ve sonuçta tutma süresi ile parçacık boyutu38,39arasında doğrusal olmayan bir ilişkiye yol açmaktadır. Ek olarak, AF4'te iyi tanımlanmış boyut standartları kullanılarak boyut belirleme AuNP ile sınırlı değildir, ancak diğer boyutlarda ve element bileşiminde (örneğin, gümüş38, 40 veya silika nanopartiküller41,42)nanopartiküllere de uygulanabilir. Ek olarak, seyreltilmiş numunelerle çalışırken, ICP-MS, AF4 ile birleşebilen ve süspansiyondaki çok çeşitli nanopartiküllerin boyutlandırılması için bu analitik yaklaşımın çok yönlülüğüne katkıda bulunan son derece hassas bir elementel dedektördür.
Yaygın uygulamasına rağmen, AF4'te iyi tanımlanmış boyut standartları kullanılarak dış boyut kalibrasyonu, bilinmeyen numunelerin doğru boyutlandırılması için kullanırken dikkate alınması gereken bazı özelliklere sahiptir. Her şeyden önce, büyük ölçüde ilgili boyut standartlarının ve gerçek numunenin fraksiyonasyonu sırasında karşılaştırılabilir koşulların uygulanmasına dayanır. Burada sunulan durumda, hem AuNP boyut standartlarının hem de bilinmeyen AuNP örneğinin aynı AF4 yönteminin yanı sıra aynı eluent ve aynı membranın bu yaklaşımı oldukça esnek olmayan hale getirmesi zorunludur. Ayrıca, örneğin hafif saçılma (MALS ve DLS) gibi boyuta duyarlı dedektörler olmadan, boyut standartlarını kullanan ilgili bir AF4 yönteminin yeterince iyi çalışıp çalışmadığını belirlemek zordur. Bu, özellikle çok geniş boyutlu dağılımlar sergileyen bilinmeyen örnekler için geçerlidir, burada tüm örnek bileşenlerin normal elution desenini izleyip izlemediği belirsizliğini korur: daha küçük parçacıklardan daha büyük parçacıklara fraksiyonasyon veya daha büyük örnek bileşenlerin sterik-hiperlayer modunda zaten elute olup olmadığı ve böylece potansiyel olarak daha küçük örnek bileşenleri43,44ile birlikte elde edilip edilmediği. Buna ek olarak, FFF-teorisi AF4'ü sadece hidrodinamik boyuttaki farklılıklara dayanarak ayırdığını ve parçacıkların çevreleriyle herhangi bir etkileşimde bulunmadan nokta kütleleri olarak kabul edildiğini vurgulasa da22, gerçeklik parçacık-parçacık ve parçacık-mem ile farklı bir hikaye anlatır beyin etkileşimleri (elektrostatik çekim/itme veya van-der-Waals cazibesi gibi) önemli bir rol oynayabilir ve harici boyut kalibrasyonu45,46aracılığıyla boyut belirlemelerine ölçülebilir bir önyargı getirebilir. Bu nedenle, ilgi çekici parçacığın bileşimine ve yüzey özelliklerine (Zeta potansiyeli) ideal olarak uyan boyut standartlarının kullanılması önerilir40,42 veya, bunlar mevcut değilse, en azından iyi karakterize edilmiş partikül boyutu standartlarını (örneğin, polistiren lateks parçacıklar) kullanın ve özellikle analizinyapılacağıilgili ortamdaki yüzey Zeta potansiyeli açısından ilgi parçacıkları ile karşılaştırılılabilirliklerini dikkatlice değerlendirin.
AF4'ün çok yönlülüğü genellikle en büyük gücü olarak kabul edilir, çünkü bu alandaki diğer yaygın boyutlandırma tekniklerinin çoğunun ötesine geçen bir uygulama aralığı sunar22,48,49. Aynı zamanda, ilişkili muhtemel karmaşıklığı nedeniyle, özellikle DLS, Nanopartikül İzleme Analizi veya tek parçacıklı ICP-MS gibi hızlı ve görünürde kullanımı kolay boyutlandırma tekniklerine karşı en önemli dezavantajı olarak da kabul edilebilir. Bununla birlikte, AF4'ü bu popüler boyutlandırma teknikleri ile perspektife koyarken, tüm tekniklerin artıları ve eksileri olduğu açıktır, ancak hepsi nanopartiküllerin fiziko-kimyasal doğasının daha kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına katkıda bulunur ve bu nedenle rekabetçi değil tamamlayıcı olarak kabul edilmelidir.
Burada sunulan standart çalışma prosedürü (SÇP), BILINMEYEN bir AuNP örneğinin süspansiyonda boyutlandırılması için harici boyut kalibrasyonu ile AF4-UV-vis'in mükemmel uygulanabilirliğini vurgular ve sonunda Horizon 2020 projesi ACEnano (bu ILC'nin sonucu gelecekteki bir yayına konu olacaktır) çerçevesinde yürütülen uluslararası bir detaylandırma karşılaştırması (ILC) içinde bilinmeyen bir AuNP örneğinin AF4 analizi için önerilen bir kılavuz olarak uygulanmıştır. Bu nedenle, bu protokol, AF4'ün nanopartikül karakterizasyonu alanındaki umut verici potansiyelinin altını çizen AF4 metodolojileri25,50,51,52'yi doğrulamak ve standartlaştırmak için teşvik edici ve devam eden uluslararası çabalara katkıda bulunur.

Kolloidal altın şeklindeki altın nanopartiküller (AuNP), nanopartiküllerin ne olduğu konusunda bir anlayış olmadan çok önce ve nanopartikül terimi çağdaş, bilimsel kelime hazinesine girmeden çok önce insan kültürünün bir parçasıydı. Nano ölçekli görünümleri hakkında farklı bir bilgi olmadan, askıya alınan AuNP, V-VI yüzyıllar MÖ1'deantik Çin, Arabistan ve Hindistan'da tıbbi ve diğer amaçlar için zaten kullanılmıştır ve ayrıca eski Romalılar, British Museum2'dekiLycurgus Cup sergisinde çömleklerini ünlü bir şekilde lekelemek için yakut kırmızı renklerinden yararlanmışlardı. Batı dünyasında, Orta Çağ'dan Modern Çağ'a kadar yüzyıllar boyunca, askıya alınan AuNP ağırlıklı olarak cam ve emaye (Cassius Moru)3 için renklendirici ajanlar olarak ve ayrıca frengi4başta olmak üzere çeşitli hastalıkları (İçilebilir Altın) tedavi etmek için kullanılmıştır.
Bununla birlikte, tüm bu çalışmalar öncelikle askıya alınmış AuNP uygulamasına odaklanmıştı ve oluşumlarını, doğalarını ve özelliklerini araştırmak için ilk rasyonel yaklaşımı tanıtmak 1857'de Michael Faraday'a bağlıydı5. Faraday, bu AuNP'nin çok dakika boyutlarına sahip olması gerektiğinin zaten farkında olmasına rağmen, boyut dağılımları hakkında açık bilgilereerişilebilen 6,7, sonunda boyut ve diğer AuNP özellikleri arasındaki korelasyonu sağlayan elektron mikroskopisinin geliştirilmesine kadar değildi.
Günümüzde, oldukça kolay ve basit sentezleri, dikkat çekici optik özellikleri (yüzey plazmon rezonansı), iyi kimyasal stabilitesi ve dolayısıyla küçük toksisiteleri ve mevcut boyutlar ve yüzey modifikasyonları açısından yüksek çok yönlülükleri sayesinde, AuNP nanoelektronik8,teşhis9,kanser tedavisi10veya ilaç teslimi11gibi alanlarda yaygın uygulamalar bulmuştur. Açıkçası, bu uygulamalar için, uygulanan AuNP'nin boyut ve boyut dağılımı hakkında kesin bilgi, optimum etkinlik12'yi sağlamak için temel bir ön koşuldur ve bu önemli fiziko-kimyasal parametreyi belirlemek için sağlam ve güvenilir araçlara önemli bir talep vardır. Bugün, aunp'yi süspansiyonda boyutlandırabilen çok sayıda analitik teknik vardır. örneğin, UV-vis Spektroskopisi (UV-vis)13, Dinamik Işık Saçılımı (DLS)14 veya Tek Parçacık Endüktif Olarak Eşleştirilmiş Plazma Kütle Spektrometresi (spICP-MS)15 ile Alan Akış Fraksiyonasyonu (FFF) bu alanda önemli bir oyuncu16,17,18,19,20.
İlk olarak 1966 yılında J. Calvin Giddings21tarafından kavramsallaştırılan FFF, ayırmanın sabit bir faz 22,23olmadan ince, kurdele benzeri bir kanalda gerçekleştiği, elution tabanlı fraksiyonasyon teknikleri bir aileden oluşur. FFF'de ayırma, bir numunenin laminer kanal akışının yönüne dik hareket eden bir dış kuvvet alanıyla etkileşimi ile indüklenen, numunenin genellikle ilgili satır içi dedektörlere doğru aşağı doğru taşındığı yerdir. Bu ilgili FFF teknikleri arasında, ikinci bir akışın (çapraz akış) kuvvet alanı olarak işlev gördüğü Asimetrik Akış Alanı-Akış Fraksiyonasyonu (AF4), en yaygın kullanılan alt tip24 halinegelmiştir. AF4'te, kanal tabanı (biriktirme duvarı), çapraz akışın membrandan geçmesine ve ekstra bir çıkış yoluyla kanaldan ayrılmasına izin verirken numuneyi koruyabilen yarı geçirgen bir ultrafiltrasyon membranı ile donatılmıştır. Bu sayede çapraz akış, numuneyi biriktirme duvarına doğru itebilir ve böylece difüzyon kaynaklı akısına (Brownian hareketi) karşı koyabilir. Alan ve difüzyon kaynaklı akıların ortaya çıkan dengesinde; daha yüksek difüzyon katsayıları sergileyen daha küçük numune bileşenleri kanal merkezine daha yakın hizalanırken, daha düşük difüzyon katsayıları sergileyen daha büyük numune bileşenleri biriktirme duvarına daha yakın bulunur. Kanalın içindeki parabolik akış profili nedeniyle, daha küçük numune bileşenleri bu nedenle kanal akışının daha hızlı laminasında taşınır ve daha büyük numune bileşenlerinden önce elüte edilir. FFF tutma parametresi ve Stokes-Einstein difüzyon katsayısı denklemleri kullanılarak, AF4'teki bir örneğin elüasyon süresi ve sırasıyla elüasyon hacmi doğrudan hidrodinamik boyutuna çevrilebilir22. Burada açıklanan elution davranışı normal elution modunu ifade eder ve genellikle AF4 için yaklaşık 1-500 nm (bazen parçacık özelliklerine ve fraksiyonasyon parametrelerine bağlı olarak 2000 nm'ye kadar) arasında bir parçacık boyutu aralığında geçerlidir, oysa sterik-hiperlayer elution genellikle bu boyuteşiğinin üzerinde gerçekleşir 25.
FFF tarafından ayrıldıktan sonra boyut bilgilerini türetmenin üç yaygın yolu vardır. FFF modüler bir cihaz olduğundan, ek şekil bilgileri elde etmek için Çok Açılı Işık Saçılma (MALS)26 , 27, Dinamik Işık Saçılma (DLS)28,29ve hatta her ikisinin bir kombinasyonuna dayanan boyuta duyarlı ışık saçılma dedektörleri gibi birden fazla dedektörle aşağı akışta birleştirilebilir 30,31. Bununla birlikte, bir örneğin FFF kanalındaki tutma davranışı genellikle iyi tanımlanmış fiziksel kuvvetler tarafından yönetildiği için, boyut, basit bir konsantrasyon dedektörünün (örneğin, bir UV-vis dedektörü)32 , 33.
Üçüncü bir seçenek olarak,burada,UV-vis algılaması ile birlikte AF4 kullanılarak süspansiyonda bilinmeyen bir altın nanopartikül örneğinin boyutlandırılması için 20-100 nm boyut aralığında iyi tanımlanmış AuNP standartları kullanılarak harici boyut kalibrasyonu 34,35 uygulamasını rapor ediyoruz. Bu basit deneysel kurulum, daha sonra burada sunulan protokole dayanarak Avrupa Birliği Horizon 2020 projesi ACEnano çerçevesinde gerçekleştirilen uluslararası bir detay karşılaştırmasına (ILC) mümkün olduğunca çok laboratuvarın katılmasına izin vermek için bilerek seçildi.

<table><tbody><tr><td>0.1 ve mikro; m Membran Filtreler (hidrofilik PVDF)</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>Z-FIL-TEF-002</td><td>Sulu çözeltiler</td></tr><tr><td>0.22 ve mikro; m PVDF Şırınga Filtresi (d = 33 mm)</td><td>Merck Millipore</td><td>Durapore Millex</td><td>NovaChem100</td></tr><tr><td>Ayarlanabilir Hacimli Pipetlerin (1000 ve mikro; L)</td><td>Eppendorf AG</td><td>Research Plus</td><td>Seyreltilmiş AuNP süspansiyonları hazırlamak için kullanılır</td></tr><tr><td>AF4 kartuşu</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>AF2000 MF - AF4 AF4 Analitik Kanal</td> Bileşeni, AF4 Membran - Rejenere Selüloz (10 kDa MWCO) <td>el yazmasında AF4 sistemi olarak tanımlanan AF2000 MF - MultiFlow FFF kurulumunun</td></tr> bileşeni<tr><td>)</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>Z-AF4-MEM-612-10KD</td><td>El yazması Analytical Balance'da AF4 sistemi olarak tanımlanan AF2000 MF - MultiFlow FFF kurulumunun bileşeni</td></tr><tr><td>(0,1 mg hassasiyet)</td><td>Sartorius</td><td>ENTRIS124I-1S</td><td>Temizleme solüsyonunun hazırlanması için SDS ve NaOH peletlerini tartmak için kullanılır</td></tr><tr><td>Autosampler</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN5300</td><td>AF2000 MF - MultiFlow FFF kurulumunun el yazması Kanal Fırınında</td></tr> <tr><td></td><td>AF4 sistemi olarak tanımlanan bileşeniPostnova Analytics GmbH</td><td>PN4020</td><td>AF2000 MF - MultiFlow FFF kurulumunun bileşeni,</td></tr><tr><td>Crossflow</td> Module <td>Postnova Analytics GmbH</td><td>AF2000 MF Kontrol Modülü</td> el <td>yazmasında AF4 sistemi olarak tanımlanan AF2000 MF - MultiFlow FFF kurulumunun bileşeni, tek</td></tr><tr><td>kullanımlık Pipet Uçları (1000 & L)</td><td>Eppendorf AG</td><td>ep T.I.P.S</td><td>Seyreltilmiş AuNP süspansiyonları hazırlamak için kullanılır</td></tr><tr><td>Şişeler (örn. 2 litre hacim)</td><td>neoLab</td><td>1-0199</td><td>Eluent depolama için kullanılır</td></tr><tr><td>Focus Pump</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN1131</td><td>El yazması Cam Şişelerde AF4 sistemi olarak tanımlanan AF2000 MF - MultiFlow FFF kurulumunun bileşeni</td></tr><tr><td>(örn. 1,5 mL hacim)</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>VIA-002</td><td>Numune saklama için kullanılır</td></tr><tr><td>Altın Nanopartikül Boyut Standartları (20 nm, 40 nm, 80 nm, 100 nm)</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>NovaCal Gold</td><td>50 mg L-1, boyut kalibrasyon fonksiyonunu oluşturmak için kullanılır</td></tr><tr><td>Manyetik Karıştırıcı</td><td>IKA</td><td>VIBRAX-VXR</td> UPW Kişisel Bilgisayarda (PC) <td>SDS ve NaOH peletlerinin çözünmesini hızlandırmak için</td></tr><tr><td>kullanılırDell</td> <td>Technologies</td><td>/</td><td>AF4 çalışmalarını kontrol etmek, toplanan verileri kaydetmek ve değerlendirmek için ünite, gerekli donanım ve yazılım gereksinimleri için okuyucu Postnova AF2000 kılavuzuna yönlendirilir</td></tr><tr><td>Kişisel koruyucu donanım (eldiven, laboratuvar önlüğü, gözlük vb.)</td><td>/</td><td>/</td><td>İlgili laboratuvara uygun olarak' Mühendislik nanomalzemeleri de dahil olmak üzere kimyasallarla çalışmak için güvenlik kuralları</td></tr><tr><td>Cam Şişeler için Vidalı Üst (örn. 1,5 mL hacim)</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>Z-VIA-09150868</td><td>Numune saklama için kullanılır</td></tr><tr><td>Sodyum Dodesil Sülfat (SDS), &ge; 99 %, Kurutma Sınıfı</td><td>Carl Roth GmbH & Co KG</td><td>2326.1</td> Sodyum Hidroksit (NaOH) Peletleri, vb. <td>temizleme solüsyonunun hazırlanmasında kullanılır</td></tr><tr><td>; 98 %, p.a</td><td>Carl Roth GmbH & Co KG</td><td>6771.1</td><td>Temizleme solüsyonunun hazırlanması için kullanılır</td></tr><tr><td>Kontrol ve Veri Toplama için Yazılım Paketi</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>NovaFFF AF2000 Yazılımı</td><td>Af4 çalıştırmalarını ve veri toplamayı gerçekleştirmek için yazılım, gerekli donanım ve yazılım gereksinimleri için okuyucu Postnova AF2000 kılavuzuna yönlendirilir</td></tr><tr><td>Veri Değerlendirme için Yazılım Paketi</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>NovaAnalysis Yazılımı</td><td>AF4 veri değerlendirmesi için yazılım, gerekli donanım ve yazılım gereksinimleri için okuyucu Postnova NovaAnalysis kılavuzuna yönlendirilir</td></tr><tr><td>Nihai Veri İşleme için Yazılım Paketi</td><td>OriginLab Corporation</td><td>Origin 2019</td><td>Nihai veri işleme için kullanılır</td></tr><tr><td>Solvent Gaz Giderici</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN7520</td><td>AF2000 MF - MultiFlow FFF kurulumunun bileşeni, makalede</td></tr> <tr><td>AF4 sistemi olarak tanımlanmıştırSolvent Seçici</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN7310</td><td>AF2000 MF - MultiFlow FFF kurulumunun Solvent</td>Organizer Postnova Analytics GmbH PN7140 el yazmasında AF4 sistemi olarak tanımlanan</tr><tr>el yazması<td>Solvent Organizer</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN7140</td><td>Bileşeninde AF2000 MF - MultiFlow FFF kurulumunun bileşeni,</td></tr><tr><td>Yüzey Aktif Madde Karışımı</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>NovaChem100</td> <td>el yazmasında AF4 sistemi olarak tanımlanmıştırEluent hazırlama için kullanılan farklı yüzey aktif maddelerin ve tuzların karışımı</td></tr><tr><td>Uç Pompası</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN1130</td><td>AF2000 MF - MultiFlow FFF kurulumunun bileşeni, el yazması Bilinmeyen AuNP örneğinde AF4 sistemi olarak tanımlanmıştır</td></tr><tr><td></td><td>BBI Çözümleri</td><td>EM. GC60</td><td>60 nm AuNP numunesi, boyut kalibrasyon fonksiyonu ile boyut belirleme için kullanılır</td></tr><tr><td>UV-vis Dedektörü</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>PN3211</td><td>UV-vis dedektörü AF4 sistemi ile aşağı akış bağlantısı için</td></tr><tr><td>Vakum Filtrasyon Ünitesi</td><td>Postnova Analytics GmbH</td><td>Eluent Filtrasyon Sistemi</td><td>Optimum AF4 fraksiyonlama koşullarını sağlamak için düşük partikül arka planlarını ve kullanılan eluentlerdeki çözünmüş havanın uzaklaştırılmasını sağlamak için kullanılır</td></tr><tr><td>Vortex</td><td>IKA</td><td>Vortex Genie 2</td><td>Seyreltilmiş AuNP süspansiyonlarının homojenizasyonu için kullanılır</td></tr><tr><td>Su Arıtma Sistemi</td><td>Merck Millipore Milli-Q</td><td>Integral 5</td><td>Ultra saf su (UPW, 18.2 M & Omega; cm direnç) temizleme çözeltisinin, eluentlerin hazırlanması ve AuNP süspansiyonlarının seyreltilmesi için</td></tr></tbody></table>

süspansiyonda altın nanopartiküllerin boyutlandırılması için asimetrik akış alanı-akış fraksiyonasyonu

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

Parçacık boyutu, nanopartikül kavramı ile ilişkili tartışmasız en önemli fiziko-kimyasal parametredir. Nanopartiküllerin boyut ve boyut dağılımı hakkında kesin bilgi, çeşitli uygulamalar için son derece önemlidir. Boyut aralığı, nanopartikül dozunun en "aktif" bileşenini tanımladığı için de önemlidir.
Asimetrik Akış Alanı-Akış Fraksiyonasyonu (AF4), süspansiyondaki parçacıkların yaklaşık 1–1000 nm boyut aralığında boyutlandırılması için güçlü bir tekniktir. Bir AF4 deneyinden boyut bilgisi elde etmenin birkaç yolu vardır. AF4'ü Çok Açılı Işık Saçılma veya Dinamik Işık Saçılma ilkelerine dayanan boyuta duyarlı dedektörlerle çevrimiçi olarak bağlamanın yanı sıra, iyi kurulmuş bir teorik yaklaşım (FFF teorisi) kullanarak veya iyi tanımlanmış parçacık boyutu standartlarının (harici boyut kalibrasyonu) tutma süreleriyle karşılaştırarak bir numunenin boyutunu tutma süresiyle ilişkilendirme imkanı da vardır.
Burada, bilinmeyen bir altın nanopartikül örneğinin AF4 tarafından boyutlandırılması için standart bir işletim prosedürünün (SÇP) geliştirilmesini ve şirket içinde doğrulanmasını ve 20-100 nm boyut aralığında altın nanopartikül standartlarına sahip harici boyut kalibrasyonu kullanılarak UV-vis tespiti ile birleştiğinde açıklanmaktadır. Bu prosedür, numune hazırlama, AF4 enstrüman kurulumu ve kalifikasyonu, AF4 yöntemi geliştirme ve bilinmeyen altın nanopartikül örneğinin fraksiyonasyonu ve elde edilen sonuçların yerleşik dış boyut kalibrasyonu ile korelasyonu dahil olmak üzere geliştirilen iş akışının ayrıntılı bir açıklamasını sağlar. Burada açıklanan SÇP, süspansiyondaki nanopartikül örneklerinin boyutlandırılması için AF4'ün mükemmel sağlamlığını ve güvenilirliğini vurgulayan bir detaylandırma karşılaştırma çalışması çerçevesinde başarıyla doğrulandı.

İlk olarak, AuNP boyut standartları AF4 ile kesirlendi ve 532 nm dalga boyunda (AuNP'nin yüzey plazmon rezonansı) AuNP'nin emiciliğini ölçen UV-vis ile tespit edildi. Elde edilen fraktogramların yer paylaşımı Şekil 1'desunulmuştur. Her AuNP'nin triplikat ölçümlerinden elde edilen ilgili UV-vis tepe maksimumunda tutma süreleri Tablo 5'telistelenmiştir. Tüm saklama sürelerinin göreli standart sapması, artan boyutla azalan ölçüm farkı ile % 1,1'in altındaydı. Genel olarak, mükemmel bir tekrarlanabilirlik elde edildi. Elution süresi ve hidrodinamik boyutun doğrusal bir ilişkisi ile sonuçlanan sabit bir ayırma kuvveti uygulandı. Dış boyut kalibrasyon hattı, belirtilen hidrodinamik yarıçapın, düzeltilen boş işleme süresine (net tutma süresi) karşı çizilmesiyle kurulmuştur. Doğrusal regresyon analizi, a = -3.373 nm ± 1.716 nm ve eğim b = 1.209 nm⭐dk-1 ± 0.055 nm min-1ile doğrusal kalibrasyon fonksiyonu ile sonuçlandı. Elution'ın doğrusal davranışı 0.9958'in kare korelasyon katsayısı R2 ile doğrulandı. İlgili kalibrasyon fonksiyonu Şekil 2'degörsel olarak görüntülenir.
İkinci bölümde bilinmeyen AuNP örneğinin analizi ele alındı. Protokol bölümünde(bölüm 4.2)açıklanan prosedüre göre numunenin üç aliquots hazırlandı. Üç aliquot'un her biri, AuNP boyut standartları için de uygulanan aynı AF4 fraksiyonasyon yöntemi kullanılarak üç taraflı olarak araştırılmıştır. Bilinmeyen AuNP örneğinin elde edilen dokuz AF4-UV-vis fraktogramının tümü Şekil 3'te sunulmuştur ve ilgili değerlendirmeleri Tablo 6'daözetlenmiştir. İlgili saklama sürelerinin göreli standart sapması önemli ölçüde düşüktü ve% 0.1 ile% 0.5 arasında değişiyordu. AuNP boyut standartlarının kesirlenmesinden elde edilen parçacık boyutu kalibrasyon fonksiyonu kullanılarak ve UV-vis tepe maksimumda bilinmeyen AuNP örneğinin elde edilen tutma süreleriyle ilişkilendirilerek, 29,4 nm ± 0,2 nm'lik genel ortalama bir hidrodinamik yarıçap hesaplanabilir. Ayrıca, AuNP örneğinin önemli bir aglomera veya çözünmesi veya parçacıkların membran yüzeyine önemli ölçüde adsorpsiyonu olmadığını gösteren% 83.1 ±% 1.2'lik makul bir kütle geri kazanımı elde edildi. Şekil 4, elde edilen parçacık boyutu dağılımını, uygulanan AF4 yönteminin mükemmel sağlamlığını vurgulayan ortalama dokuz UV-vis sinyal izinin tümüyle görüntüler.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61757/61757fig01.jpg"> Şekil 1: Normalleştirilmiş sinyal yoğunlukları ve uygulanan sabit çapraz akış hızı (siyah çizgi) ile dört ayrı AuNP boyut kalibrasyon standardının triplikat analizinden elde edilen AF4-UV-vis fraktogramlar. Boşluk zirvesi yaklaşık 5,9 dk'da gri renkle <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61757/61757fig01large.jpg" target="_blank">vurgulanır.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61757/61757fig02.jpg"> Şekil 2: DLS ölçümlerinin ilgili standart sapmalarından (Tablo 4) elde edilen hata çubukları ve elde edilen AF4 saklama sürelerindeki farklılıklar (Tablo 5) dahil olmak üzere, belirtilen hidrodinamik yarıçapı her bir AuNP boyut kalibrasyon standardının tutma süresine göre çizildikten sonra elde edilen harici boyut kalibrasyon fonksiyonu. Doğrusal regresyon analizinden y = a + bx, = -3.373 nm ± 1.716 nm ve b = 1.209 nm·dk-1 ± 0.055 nm·dk-1 şeklinde standart hatalar içeren doğrusal kalibrasyon fonksiyonu hesaplanmıştır. Doğrusal bir ilişkiyi gösteren R2 = 0.9958 ile kare korelasyon katsayısı belirlendi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61757/61757fig02large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61757/61757fig03.jpg"> Şekil 3: Bilinmeyen AuNP'yi gösteren üç aliquot'un üç taraflı ölçümlerinin AF4-UV-vis fraktogramları. Ölçüm süresi boyunca uygulanan sabit çapraz akış hızı siyah bir çizgi olarak gösterilmiştir. Yaklaşık 5,9 dakikadaki boşluk zirvesi gri renkle vurgulanır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61757/61757fig03large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61757/61757fig04.jpg"> Şekil 4: Bilinmeyen AuNP örneğinin elde edilen ortalama partikül boyutu dağılımının (kırmızı) ve uygulanan doğrusal kalibrasyon işlevinin (noktalı çizgi) yer paylaşımı. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61757/61757fig04large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="2">Bileşen</td>
			<td>CAS-Hayır</td>
			<td>Ağırlık (%)</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Su</td>
			<td>7732-18-5</td>
			<td>88.8</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">9-Oktandesnoik asit (Z)-, bileşik ile 2,2',2''-nitrilotris[etanol](1:1)</td>
			<td>2717-15-9</td>
			<td>3.8</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Sodyum karbonat</td>
			<td>497-19-8</td>
			<td>2.7</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Alkoller, C12-14-sekonder, etoksilatlı</td>
			<td>84133-50-6</td>
			<td>1.8</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Tetrasosyum EDTA</td>
			<td>64-02-8</td>
			<td>1.4</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Polietilen glikol</td>
			<td>25322-68-3</td>
			<td>0.9</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Sodyum oleat</td>
			<td>143-19-1</td>
			<td>0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">Sodyum bikarbonat</td>
			<td>144-55-8</td>
			<td>0.1</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 1: Eluent hazırlamak için kullanılan yüzey aktif madde karışımının bileşenlerinin listesi (ayrıca bkz. Malzeme Tablosu).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>AF4-UV-vis parametreleri</td>
			<td>Birim</td>
			<td>Değer</td>
		</tr>
<tr>
<td>Aralayıcı kalınlığı</td>
			<td>Μm</td>
			<td>350</td>
		</tr>
<tr>
<td>Dedektör akış hızı</td>
			<td>mL min-1
</td>
			<td>0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Çapraz akış hızı</td>
			<td>mL min-1
</td>
			<td>0 (8 dakika sabit)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Odak akış hızı</td>
			<td>mL min-1
</td>
			<td>0</td>
		</tr>
<tr>
<td>Gecikme süresi / stabilizasyon süresi</td>
			<td>Dk</td>
			<td>0</td>
		</tr>
<tr>
<td>Enjeksiyon akış hızı</td>
			<td>mL min-1
</td>
			<td>0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Geçiş zamanı</td>
			<td>Dk</td>
			<td>0</td>
		</tr>
<tr>
<td>Enjeksiyon süresi</td>
			<td>Dk</td>
			<td>0.1</td>
		</tr>
<tr>
<td>Elution adımı</td>
			<td>Dk</td>
			<td>8</td>
		</tr>
<tr>
<td>Durulama adım süresi</td>
			<td>Dk</td>
			<td>0.1</td>
		</tr>
<tr>
<td>Adım akış hızını durula</td>
			<td>mL min-1
</td>
			<td>0.1</td>
		</tr>
<tr>
<td>Enjeksiyon hacmi</td>
			<td>μL</td>
			<td>10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Numune konsantrasyonu</td>
			<td>mg L-1
</td>
			<td>12.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Membran tipi</td>
			<td></td>
			<td>Rejenere selüloz</td>
		</tr>
<tr>
<td>Membran moleküler ağırlık kesme</td>
			<td>Kartal</td>
			<td>10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Eluent</td>
			<td></td>
			<td>%0,025 (v/v) yüzey aktif madde karışımı</td>
		</tr>
<tr>
<td>UV-vis dalga boyu</td>
			<td>Nm</td>
			<td>532</td>
		</tr>
<tr>
<td>UV-vis hassasiyeti</td>
			<td>-</td>
			<td>0.001</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 2: Bir ayırma kuvveti uygulamadan doğrudan enjeksiyon çalışmasını gerçekleştirmek için AF4-UV-vis fraksiyonasyon yöntemi parametrelerinin özeti.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>AF4-UV-vis parametreleri</td>
			<td>Birim</td>
			<td>Değer</td>
		</tr>
<tr>
<td>Aralayıcı kalınlığı</td>
			<td>Μm</td>
			<td>350</td>
		</tr>
<tr>
<td>Dedektör akış hızı</td>
			<td>mL min-1
</td>
			<td>0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Çapraz akış hızı</td>
			<td>mL min-1
</td>
			<td>1 (60 dk sabit, 10 dk doğrusal)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Odak akış hızı</td>
			<td>mL min-1
</td>
			<td>1.3</td>
		</tr>
<tr>
<td>Gecikme süresi / stabilizasyon süresi</td>
			<td>Dk</td>
			<td>2</td>
		</tr>
<tr>
<td>Enjeksiyon akış hızı</td>
			<td>mL min-1
</td>
			<td>0.2</td>
		</tr>
<tr>
<td>Geçiş zamanı</td>
			<td>Dk</td>
			<td>0.2</td>
		</tr>
<tr>
<td>Enjeksiyon süresi</td>
			<td>Dk</td>
			<td>5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Elution adımı</td>
			<td>Dk</td>
			<td>70 (60 dk sabit, 10 dk doğrusal)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Durulama adımı</td>
			<td>Dk</td>
			<td>9</td>
		</tr>
<tr>
<td>Adım akış hızını durula</td>
			<td>mL min-1
</td>
			<td>0.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Enjeksiyon hacmi</td>
			<td>μL</td>
			<td>50</td>
		</tr>
<tr>
<td>Numune konsantrasyonu</td>
			<td>mg L-1
</td>
			<td>12.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Membran tipi</td>
			<td></td>
			<td>Rejenere selüloz</td>
		</tr>
<tr>
<td>Membran moleküler ağırlık kesme</td>
			<td>Kartal</td>
			<td>10</td>
		</tr>
<tr>
<td>Eluent</td>
			<td></td>
			<td>%0,025 (v/v) yüzey aktif madde karışımı</td>
		</tr>
<tr>
<td>UV-vis dalga boyu</td>
			<td>Nm</td>
			<td>532</td>
		</tr>
<tr>
<td>UV-vis hassasiyeti</td>
			<td>-</td>
			<td>0.001</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 3: Kesirleme çalışmasını ayırma kuvveti olarak çapraz akış uygulamasıyla gerçekleştirmek için AF4-UV-vis fraksiyonasyon yöntemi parametrelerinin özeti.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Kalibrasyon standardı</td>
			<td>Kapatma aracısı</td>
			<td>Ortalama Boyut (TEM) (nm)</td>
			<td>CV (ortalama boyut TEM) (%)</td>
			<td>Zeta potansiyeli (mV)</td>
			<td>SD (zeta potansiyeli) (mV)</td>
			<td>Hidrodinamik Yarıçap (DLS) (nm)</td>
			<td>SD (hidrodinamik yarıçap) (nm)</td>
			<td>Pdı</td>
			<td>SD (PDI)</td>
		</tr>
<tr>
<td>AuNP 20 nm</td>
			<td>Sitrat</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>Sitrat</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>Sitrat</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>Sitrat</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>Tablo 4: Kapaklama maddesi, TEM ortalama boyutu, yerel süspansiyonda belirlenen Zeta potansiyeli ve sıvıda belirlenen DLS hidrodinamik yarıçapı ve polidispersite indeksi (PDI) dahil olmak üzere uygulanan AuNP kalibrasyon standartlarının fiziko-kimyasal parametrelerinin özeti.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Kalibrasyon standardı</td>
			<td>Çalıştırmak</td>
			<td>En yüksek maksimumda saklama süresi (min)</td>
			<td>En yüksek (min) net saklama süresi</td>
			<td>Ortalama net saklama süresi (min)</td>
			<td>SD (%) (net saklama süresi)</td>
			<td>SD (min) (net saklama süresi)</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>Tablo 5: AuNP kalibrasyon standartlarının, Tablo 3'teaçıklanan yöntem kullanılarak ilgili AF4-UV-vis fraktogramlardan elde edilen ilgili UV-Vis zirvesindeki tutma süreleri maksimum.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Aliquote</td>
			<td>Çalıştırmak</td>
			<td>Saklama süresi en yüksek (min)</td>
			<td>En yüksek maksimumda ortalama saklama süresi (min)</td>
			<td>En yüksek (min) net saklama süresi</td>
			<td>SD (%) saklama süresi</td>
			<td>Hidrodinamik yarıçap (nm)</td>
			<td>Kurtarma (%)</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>Tablo 6: İlgili UV-Vis tepe maksimumundaki tutma sürelerinin özeti, dış boyut kalibrasyonundan hesaplanan hidrodinamik yarıçap (Şekil 2) ve AF4-UV-vis analizinden elde edilen bilinmeyen AuNP örneğinin geri kazanım oranı.

Bu protokol, bilinmeyen bir altın nanopartikül örneğinin boyutunun belirlenmesi için UV-vis algılaması ile birlikte Asimetrik Akış Alanı Akış Fraksiyonu'nun kullanımını açıklar.

Süspansiyonda Altın Nanopartiküllerin Boyutlandırılması için Asimetrik Akış Alanı-Akış Fraksiyonasyonu

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

Harici boyut kalibrasyonu ile birlikte asimetrik akış alan akış fraksiyonlamasının kullanılması, süspansiyondaki altın nanopartiküllerin boyut dağılımını doğru bir şekilde belirlemek için güçlü bir araçtır. AF4, bir ila 1000 nanometre arasındaki tüm boyut aralığını kapsar. Numune bileşenlerinin numune bileşiminden bağımsızdır ve zayıf dağılmış ve karmaşık numunelere bile uygulanabilir.AF4'ün güzelliği, yalnızca farklı doğa ve boyutlardaki nanopartikülleri değil, aynı zamanda proteinleri, virüsleri veya sentetik veya doğal makromolekülleri de içeren çok geniş uygulama yelpazesidir. Standardı ultra saf su ile bir ila dört oranına seyreltmeden önce, isteğe bağlı bir altın nanopartikül boyutu standardının litresi başına 50 miligramını iki dakika boyunca girdaplayarak başlayın. Daha sonra homojenize bir süspansiyon elde etmek için seyreltilmiş çözeltiyi iki dakika daha girdaplayın.Sistemi temizledikten sonra, AF4 membranının değiştirilmesine izin vermek için AF4 kartuşunu açın. Yeni membranı UPW ile durulayın ve kartuşu yeniden monte edin. Ardından kartuşu AF4-UV-vis sistemine yeniden bağlayın.Membranı dengelemek, sistemi stabilize etmek ve olası sızıntıları kontrol etmek için dakikada bir mililitre uç akış hızı, dakikada bir mililitre odak akış hızı ve dakikada 1,5 mililitre çapraz akış hızı uygulayarak temizlenmiş AF4-UV-vis sistemini filtrelenmiş ve gazı alınmış eluant ile en az 30 dakika boyunca yıkayın. Sistem basıncı dört ila 12 bar arasında sabit bir seviyeye ulaşmalıdır. AF4-UV-vis sistemini, keyfi bir altın nanopartikül boyut standardı kullanarak kütle geri kazanımını ve tutma süresinin değişimini belirleyerek nitelendirmek için, bir ayırma kuvveti uygulamadan doğrudan bir enjeksiyon çalışması gerçekleştirin.Ardından, bir ayırma kuvveti uygulamasıyla bir fraksiyonlama işlemi gerçekleştirin. Dış boyut kalibrasyonu için altın nanopartikül boyut standartlarını hazırlamak için, litre başına 50 miligram altın nanopartikül boyut standartlarının tümünü iki dakika boyunca girdap haline getirin ve her bir numuneyi ultra saf suda analiz için bir ila dört oranında seyreltin. Boyut standartları hazırlandığında, FFF yöntemi sekmesi altında dedektör akış hızını dakikada 500 mikrolitreye, enjeksiyon akış hızını dakikada 500 mikrolitre ve enjeksiyon süresini 0,1 dakikaya ayarlayın.Tanımlanmış bir ayırma kuvveti olmadan sekiz dakikalık bir elüsyon süresi ayarlayın ve ilk standarttan 10 mikrolitreyi sisteme enjekte edin. Tüm boyut standartları ölçüldüğünde, ilk standarttan 50 mikrolitreyi sisteme enjekte edin. Dedektör akış hızını dakikada 500 mikrolitreye ayarlayın.Gecikmeyi iki dakikaya, enjeksiyon akış hızını beş dakika boyunca dakikada 200 mikrolitreye ve geçiş süresini 0,2 dakikaya ayarlayın. Odak akış hızı otomatik olarak hesaplanacaktır. Elüsyon süresini 60 dakikaya ve çapraz akış hızını dakikada bir mililitreye ayarlayın.Bu AF4 yöntemi, sabit bir çapraz akış hızı kullanır ve bunu 10 dakika boyunca dakikada sıfır mikrolitreye kadar doğrusal bir bozunma izler. Dakikada 500 mikrolitrelik bir uç akış hızı ile durulama adımını dokuz dakikaya ayarlayın. Tüm altın nanopartikül boyut standartları fraksiyonlandığında, bilinmeyen altın nanopartikül numunesini hazırlayın ve az önce gösterildiği gibi bilinmeyen altın nanopartikül numunesinin doğrudan enjeksiyon ölçümünü ve fraksiyonlamasını gerçekleştirin.Verileri analiz etmek için veri dosyalarını sistem yazılımına aktarın. Genel bakış sekmesinde ölçümleri görüntüleyin ve dedektörler listesinden UV-vis dedektör sinyalini seçin. Her ölçüm için bir ilgi alanı ve referans değer tanımlayın, sinyali ve referans değer görünümünü gerektiği gibi ayarlayın.Gürültülü sinyalleri yumuşatmak için sinyal işleme araç kutusunu kullanın ve parametrelerin diğer ölçümlere tahsis edilmesini sağlamak için işleme parametrelerini diğer çalıştırmalara ata işlevini kullanın. Kütle geri kazanım hesaplaması yapmak için doğrudan enjeksiyon ölçümlerini ve fraksiyonlama verilerini açın. Bir doğrudan enjeksiyon kalibrasyonu ekleyin ve doğrudan enjeksiyon kalibrasyon ayarları görünümünden ilgili doğrudan enjeksiyon ölçümlerini seçin.Numunenin enjeksiyon hacmi ve konsantrasyonu, tepe alanını enjekte edilen miktarla ilişkilendirmek için kullanılacaktır. Ardından, elde edilen kalibrasyon fonksiyonunu ilgili fraksiyonasyon ölçümlerine atamak için seçilen parçacık ön ayarlarına atama fonksiyonunu kullanın. Ardından, fraksiyonlama ve doğrudan enjeksiyon ölçümlerinin ilgili UV-vis tepe noktaları altındaki alanı karşılaştırarak altın nanopartikül kütle geri kazanımını hesaplamak için denklemi kullanın.Sonuçları görüntülemek için nicel sonuç hesaplamasını açın. Tepe alanına dayalı bir kütle konsantrasyonu sunulacaktır. Kütle geri kazanımı, bu değerin enjekte edilen konsantrasyon ile karşılaştırılmasıyla elde edilebilir.Partikül boyutu kalibrasyon penceresindeki partikül boyutu sekmesi altında, tüm kalibrasyon çalıştırmalarını seçmek için kalibrasyon referanslarını seçme tablosundaki her bir uygun ölçüme tıklayın. Ölçümler seçildikleri gibi bir tabloda görüntülenecektir. Tüm kalibrasyon ölçümleri için hidrodinamik yarıçapı girin.Fonksiyon ve denklem, partikül boyutu kalibrasyon fonksiyonu penceresinde görüntülenecektir. Kalibrasyon fonksiyonunu bilinmeyen altın nanoparçacık numunesinin ölçümlerine atamak için, atama için çalıştırma seçme listesinden ilgili fraksiyonları seçin ve sonuçları görüntülemek için bir partikül boyutu dağılımı hesaplaması açın. Hesaplanan boyut, boyut dağıtım penceresinde gösterilir ve en yüksek değere etiketlenir.Ve daha önce oluşturulan parçacık boyutu kalibrasyonu, bilinmeyen altın nanoparçacık numune ölçümleri için kalibrasyon olarak listelenecektir. Bir numunenin tüm ölçümlerinin ortalamasını almak için, numune için ortalama sinyaller onay kutusunu seçin. Sonuç, en yüksek maksimum etiketinde listelenecektir.Burada, AF4 ile fraksiyonlanmış ve 532 nanometre dalga boyunda partiküllerin absorbansının UV-vis spektroskopisi ölçümü ile tespit edilen altın nanopartikül boyut standartlarının temsili bir kaplaması gösterilmektedir. Üçlü ölçümlerden elde edilen ilgili UV-vis spektroskopisi tepe maksimumunda her bir nanoparçacık için tüm tutma sürelerinin nispi standart sapması %1,1'in altındaydı Bu verilerin doğrusal bir regresyon analizi, 0,9958'lik bir kare korelasyon katsayısı, R'nin karesi olan doğrusal bir kalibrasyon fonksiyonu ile sonuçlandı. Daha sonra bilinmeyen altın nanopartikül numunelerinden dokuz AF4-UV-vis spektroskopi fraktogramı elde edildiğinde, ilgili alıkonma sürelerinin nispi standart sapması önemli ölçüde düşüktü ve %0,1 ile %0,5 arasında değişiyordu. Altın nanopartikül boyut standartlarının fraksiyonlanmasından elde edilen partikül boyutu kalibrasyon fonksiyonunu kullanarak ve bu verileri UV-vis spektroskopisi tepe maksimumunda bilinmeyen altın nanopartikül numunesinin elde edilen tutma süreleri ile ilişkilendirerek, Genel bir ortalama hidrodinamik yarıçap hesaplanabilir.Ek olarak, altın nanoparçacık numunelerinin önemli ölçüde topaklandığını veya çözündüğünü veya parçacıkların membran yüzeyine önemli ölçüde adsorpsiyonunu gösteren makul bir kütle geri kazanımı elde edilebilir. Harici bir boyut kalibrasyonu ve AF4 analizi kullanırken, aynı AF4 yönteminin tüm boyut standartlarına ve numunenin kendisine tutarlı bir şekilde uygulanması son derece önemlidir. AF4, araştırmacıların nanopartikül örneklerinin özelliklerini daha iyi anlamalarını sağlar.Bu nedenle, nano özellikli ürünlerin etkinliğini artırmaya yardımcı olan önemli bir kalite kontrol aracıdır.

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Teğet Akış ultrafiltrasyon (TFU) biosamples ağırlığı bazlı ayrılması için kullanılan bir devridaim yöntemi. TFU boyutu-select (1-20 nm çapında) uyarlanmış ve yüksek polidispers gümüş nanopartikülleri büyük bir hacmi (15.2 mikrogram ml 4 L konsantre...

Teğet Akış Ultrafiltrasyon: Kolloidal Gümüş Nanopartiküllerin Boyutu Seçme ve Konsantrasyon için &quot;Yeşil&quot; Yöntemi

Bu videoda ilk bir yüzey akustik dalga (SAW) akustik ters akışlı cihazın imalat ve operasyon prosedürleri açıklar. Daha sonra SAW pompa cihaz içinde nitel akış görselleştirme ve karmaşık akış kantitatif analiz her ikisi için izin veren bir deney düzeneği göstermektedir.

Yüzey-akustik dalga odaklı Akustik-ters akışlı Mikroakiskan Fabrikasyon, İşletme ve Akış Görselleştirme

Millifluidic Nanomalzemelere aygıtları, tepkime mekanizmaları ve sürekli akış kataliz zaman çözümlü bir analiz olarak kontrol edilen sentez için kullanılmaktadır.

Kimyasal Sentez ve Zaman-çözülmesi Mekanistiksel Çalışmaları Millifluidics

Konfokal mikroskopi çekici süspansiyonlar için model sistemler olarak incelenmiştir hareketsiz resim ve koloit akıcı polimer karışımları için kullanılır. Görüntü analizi algoritmaları geometrik hapsi nedeniyle değişiklikleri ölçmek kolloidal parçacıkları için yapısal ve dinamik ölçümleri hesaplamak için kullanılır.

Kuşatılmış Quiescent ve akan Koloidno polimer Karışımlarının Eşodaklı Görüntüleme

Mikroakışkan çift emülsiyon üretimi tipik olarak desenli ıslanabilirliğe veya özel fabrikasyon cam bileşenlere sahip cihazları içerir. Burada, yüzey işlemi veya karmaşık imalat işlemleri gerektirmeyen ve 14 μm'ye kadar çift emülsiyon üretebilen tamamen polidimetilsiloksan (PDMS) çift emülsiyon jeneratörünün imalatını ve testini açıklıyoruz.

Bir Polidimetilsiloksan (PDMS) Koaksiyel Akış Odak Aygıtı Kullanma Çift Emülsiyon Üretimi

Bu protokol, bağlanmamış partiküllerin randımanlı bir şekilde azalması olan mikro / nanopartikül mühendislik hücrelerinin saflaştırılması için bir atalet Mikroakiskan tabanlı tampon değişimi stratejisi kullanımını tarif eder.

Parazit Mikro / Nanoparçacık Hücre Mühendisliği mikroakışkan Tampon Değişim

Bu protokol, nano ölçekli dinamik süreçleri gözlem için kullanıldığı şekilde, su içinde AuNPs transmisyon elektron mikroskobu için bir sıvı akımı numune tutucu çalışmasını açıklar.

Tarama Transmisyon Elektron Mikroskobu kullanılarak Sıvı Nano-ölçekli Nesnelerin dinamik Süreçlerinin İncelenmesi

Laminar akışı basınç tahrik pasif izleyiciler Difüzyon incelenmesi için bir protokol sunulmuştur. Çeşitli Kılcal Boru geometrileri için uygun bir yöntemdir.

Laminer kesme akışı pasif izleyiciler Difüzyon

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

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

Hücre dışı veziküller biyomedikal uygulamalar için büyük umut vaat etmektedir, ancak mevcut izolasyon yöntemleri zaman alıcıdır ve klinik kullanım için pratik değildir. Bu çalışmada, hücre dışı veziküllerin büyük hacimli biyoakışkanlardan minimum adımlarla sürekli bir şekilde doğrudan izolasyonunu sağlayan bir mikroakışkan cihaz sunuyoruz.

Çatallı A4F Mikroakışkan Cihaz ile Büyük Hacimli Örneklerden Hücre Dışı Veziküllerin Tek Adımlı İzolasyonu

Öğrenin, asimetrik akış alanı-akış fraksiyonasyonu (AF4) ile süspansiyondaki altın nanopartiküllerin boyut dağılımını nasıl belirleyeceğinizi. Bu yöntem, karmaşık örnekler için güvenilir bir analiz sağlar.

Süspansiyonda Altın Nanopartiküllerin Boyutlandırılması için Asimetrik Akış Alanı-Akış Fraksiyonasyonu

Daha fazla video keşfet