Caractérisation de Nanoparticles

Nanoparticles sont 1 - 100 nanomètre dans la taille et peuvent se composer d'un ou d'un mélange des éléments. Nanoparticles se composent couramment des substances minérales telles que l'or, l'argent, ou l'oxyde de fer, mais peuvent également comporter des liposomes et des structures organiques telles que des nanotubes de carbone.

Nanoparticles - par Kateryna KonCrédit d'image : Kateryna Kon/Shutterstock

Nanoparticles peut être caractérisé de deux voies. La première méthode dont sont les méthodes visant à déterminer les propriétés physiques du nanoparticle elle-même, tel que la taille, la forme, le monodispersity, ou la structure cristalline. D'autres méthodes de caractérisation visent à déterminer des caractéristiques chimiques de la particule, y compris la présence et la méthode d'adhérence des ligands ou d'autres molécules conjuguées, et le potentiel de zéta.

Caractérisation matérielle des nanoparticles

Une liste de techniques couramment utilisées pour caractériser des aspects matériels des nanoparticles est donnée ci-dessous :

  • Spectroscopie UV-Visible
  • Microscopie électronique de boîte de vitesses (TEM)
  • Dispersion de la lumière dynamique (DLS)
  • Sédimentation centrifuge différentielle (DCS)
  • Analyse de rail de Nanoparticle (NTA)
  • Microscopie électronique de lecture (SEM)
  • Diffraction des rayons X (XRD)

Plusieurs de ces techniques, y compris l'orientation de DLS, de DCS, de NTA et de TEM sur déterminer les cotes d'une particule, et le degré de homogénéité entre les particules dans un colloïde.

Un compromis entre de bonnes caractéristiques représentatives des particules dans l'échantillon entier, et une inspection plus détaillée d'une particule unique existe dans ces méthodes, et ainsi entre plusieurs sont fréquemment employés conjointement avec une un un autre.

Par exemple, DCS peut déterminer très exactement le diamètre des millions de particules sphériques dans un échantillon à une définition de moins de 1 nanomètre, bien que des résultats pour les particules non-sphériques soient biaisés pour indiquer que les particules sont plus petites qu'ils soient réellement.

TEM, d'autre part, peut être employé pour photographier directement des boîtiers des particules sur un réseau préparé de maille, permettant à des détails de la forme exacte de la particule d'être imagés. Malheureusement, le nombre de particules qui peuvent s'analyser par TEM est peu représentatif des nombres bien plus grands de particules produites pendant la synthèse.

Nanoparticles a effectué à partir de l'or et l'argent sont plasmonic, signifiant qu'elles peuvent disperser la lumière entrante de façon à apparaître une couleur spécifique. Grâce à ce phénomène, spectroscopie UV-Visible peut être employée pour impliquer l'information concernant la forme, la taille, la concentration, et le monodispersity des particules, et même la présence des ligands sur la surface de la particule.  

Caractérisation chimique des nanoparticles

Puisque des nanoparticles peuvent être effectués à partir d'une grande variété de matériaux, les méthodes chimiques de caractérisation peuvent varier de manière significative. Quelques techniques courantes sont cotées ci-dessous :

  • Électrophorèse en gel
  • 1Spectroscopie13 de résonance magnétique nucléaire de H/C (RMN)
  • Spectroscopie infrarouge de transformée de Fourier (FTIR)
  • Spectroscopie améliorée extérieure de Raman (SERS)
  • Contrôle de Biofunctionality (par exemple immunoempreinte)
  • Spectroscopie de photoélectron de rayon X
  • Inductivement spectrométrie de masse de plasma de couples (ICP-MS)

Des techniques telles qu'ICP-MS peuvent être employées pour déterminer la concentration des matériaux minéraux composant ou être fixées au nanoparticle, alors que FTIR et SERS sont limités à la détermination des molécules fixées à la surface du nanoparticle.

L'électrophorèse en gel peut être employée pour déterminer le potentiel de zéta des nanoparticles, et peut également agir en tant qu'indicateur de monodispersity ou comme méthode fonctionnelle de séparation des nanoparticles basés sur la taille, la forme et la charge extérieure.

Dans un réglage biologique, des analyses peuvent être développées pour fonctionner conjointement avec des nanoparticles conjugués avec de l'enzyme ou la protéine particulière, avec l'adhérence à une enzyme élogieuse qui est établie dans l'analyse capable confirmer la conjugaison couronnée de succès.

Récent, des tests de grossesse comportant les nanoparticles d'or ont été relâchés au marché, qui emploient les nanoparticles plasmonic d'or comme indicateur.

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Last Updated: Nov 2, 2018

Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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