Süspansiyonda Altın Nanopartiküllerin Boyutlandırılması için Asimetrik Akış Alanı-Akış Fraksiyonasyonu

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.