Caratterizzazione delle nanoparticelle

Le nanoparticelle sono 1 - 100 nanometro nella dimensione e possono consistere di uno o di una miscela degli elementi. Le nanoparticelle si compongono comunemente delle sostanze inorganiche quali oro, argento, o l'ossido di ferro, ma possono anche comprendere i liposomi e le strutture organiche quali i nanotubes del carbonio.

Nanoparticelle - da Kateryna KonCredito di immagine: Kateryna Kon/Shutterstock

Le nanoparticelle possono essere caratterizzate in due modi. Il primo metodo di cui sono i metodi che mirano a determinare le proprietà fisiche della nanoparticella stessa, quali la dimensione, la forma, il monodispersity, o il sistema cristallino. Altri metodi di caratterizzazione mirano a determinare le caratteristiche chimiche della particella, compreso la presenza ed il metodo di legame dei leganti o di altre molecole coniugate ed il potenziale Zeta.

Caratterizzazione fisica delle nanoparticelle

Una lista delle tecniche impiegate comunemente per caratterizzare gli aspetti fisici delle nanoparticelle è data qui sotto:

  • Spettroscopia UV-Visibile
  • Microscopia elettronica di trasmissione (TEM)
  • Scattering leggero dinamico (DLS)
  • Sedimentazione centrifuga differenziale (DCS)
  • Analisi tenente la carreggiata di nanoparticella (NTA)
  • Microscopia elettronica di scansione (SEM)
  • Diffrazione ai raggi X (XRD)

alcune di queste tecniche, compreso il fuoco di DLS, del DCS, di NTA e di TEM sulla determinazione delle dimensioni di una particella ed il grado di omogeneità fra le particelle in un colloide.

Un rapporto tra i buoni dati rappresentativi delle particelle nell'intero campione e l'ispezione più dettagliata di singola particella esiste all'interno di questi metodi ed in modo da vari è usato frequentemente insieme con uno un altro.

Per esempio, il DCS può determinare molto esattamente il diametro di milioni di particelle sferiche in un campione ad una risoluzione di meno di 1 nanometro, sebbene i risultati per le particelle non sferiche siano distorti per indicare che le particelle sono più piccole di essi realmente siano.

TEM, d'altra parte, può essere usato direttamente per fotografare i cluster delle particelle su una griglia pronta della maglia, permettendo che i dettagli della forma esatta della particella siano imaged. Purtroppo, il numero delle particelle che possono essere analizzate da TEM è non rappresentativo di numeri ben più grandi delle particelle prodotte durante la sintesi.

Le nanoparticelle fatte da oro e da argento sono plasmonic, significando che possono spargere l'indicatore luminoso ricevuto in modo da comparire un colore specifico. Grazie a questo fenomeno, la spettroscopia UV-Visibile possono essere usati per arguire le informazioni per quanto riguarda la forma, la dimensione, la concentrazione e il monodispersity delle particelle e perfino la presenza di leganti sulla superficie della particella.  

Caratterizzazione chimica delle nanoparticelle

Poiché le nanoparticelle possono essere fatte da un'ampia varietà di materiali, i metodi chimici di caratterizzazione possono variare significativamente. Alcune tecniche comuni sono elencate qui sotto:

  • Elettroforesi del gel
  • 1Spettroscopia13 a risonanza magnetica nucleare di H/C (RMN)
  • Spettroscopia infrarossa di trasformata di fourier (FTIR)
  • La superficie ha migliorato la spettroscopia di Raman (SERS)
  • Prova di Biofunctionality (per esempio immunoblotting)
  • Spettroscopia del fotoelettrone dei raggi x
  • Induttivo spettrometria di massa del plasma delle coppie (ICP-MS)

Le tecniche quale ICP-MS possono essere usate per determinare la concentrazione di materiali inorganici che compongono o essere fissate alla nanoparticella, mentre FTIR e SERS sono limitati alla determinazione delle molecole fissate alla superficie della nanoparticella.

L'elettroforesi del gel può essere usata per determinare il potenziale Zeta delle nanoparticelle e può anche fungere da indicatore del monodispersity o come metodo funzionale di separazione di nanoparticelle basate sulla dimensione, sulla forma e sulla carica superficiale.

In una regolazione biologica, le analisi possono essere sviluppate per lavorare insieme con le nanoparticelle coniugate con un enzima o una proteina particolare, con legame ad un enzima gratuito che è costruito nell'analisi capace di confermare la riuscita coniugazione.

Recentemente, i test di gravidanza che incorporano le nanoparticelle dell'oro sono stati rilasciati al servizio, che usano le nanoparticelle plasmonic dell'oro come indicatore.

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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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