Caracterización espectroscópica UV-Vis de nanomateriales en medios acuosos

La espectrofotometría UV-Vis es una técnica bien establecida, fácil de usar y económica para medir el tamaño, la concentración, el estado de agregación y el índice de refracción de los nanomateriales. UV-Vis proporciona un cribado y evaluación no invasivos y rápidos en tiempo real de las características de los nanomateriales mediante mediciones de absorción simples. UV-Vis es excepcionalmente sencillo.

Las muestras requieren poca preparación, y el software tiene pocas variables y es fácil de usar. Encienda el espectrómetro UV-Vis durante al menos 20 minutos para permitir que la lámpara se caliente. Cargue el software y seleccione Conectar el instrumento Seleccione la opción Spectrum Scan en la ventana de modo que muestra los modos de funcionamiento.

En el software, haga clic en Instrumento y vaya a Configuración en la barra de comandos, seleccione Parámetros para Spectrum Scan, luego ajuste la configuración para la medición. Vaya a la pestaña Instrumento y seleccione ABS para Modo de datos y Ancho de ranura de 1.5. Vaya a la pestaña Escaneo de longitud de onda y establezca una longitud de onda de inicio de 680 nanómetros, una longitud de onda final de 380 nanómetros y una velocidad de escaneo de 400 nanómetros por minuto.

Después de ajustar los parámetros, llene dos cubetas con un mililitro de agua ultra pura y colóquelas en el soporte de referencia y celda de muestra para cubrir la trayectoria de la luz. Cierre la tapa del instrumento y continúe con la calibración en blanco seleccionando espacio en blanco en la barra de comandos y, a continuación, seleccione Aceptar. Tome una submuestra de 500 microlitros de cada muestra de nanopartículas de oro y prepare una dilución con 500 microlitros de agua ultrapura. Coloque las diluciones en cubetas de un mililitro con una concentración final de 25 microgramos por mililitro.

Ejecute una calibración en blanco. Después de la calibración en blanco, reemplace una de las cubetas en blanco en el soporte de la celda de muestra con una muestra de nanopartículas de oro, manteniendo intacta la cubeta de referencia. Seleccione la medida Inicio en la barra de comandos para ejecutar el análisis.

Ejecute tres exploraciones de espectro para cada muestra de nanopartículas de oro diluidas y muestra desconocida. Extraiga los datos experimentales sin procesar para cada medición en un archivo compatible con hojas de cálculo. Seleccione Propiedad en el escaneo, en la barra de comandos, vaya a la pestaña Imprimir/Exportar, haga clic en Datos, espectro y parámetros y presione Aceptar. Haga clic en Guardar en la barra de comandos y guarde los datos como un archivo xls.

Anote la longitud de onda de absorción máxima y lambda para cada una de las lecturas y regístrelas en la plantilla proporcionada. Trazar una curva de calibración con el promedio de lambda máximo contra el tamaño de nanopartícula seleccionando datos, insertar gráfico, diagrama de dispersión, agregar línea de tendencia y curva polinómica. Para incluir la ecuación polinómica de la curva de calibración, seleccione Opciones de línea de tendencia y Mostrar ecuación en el gráfico en la barra de comandos.

Finalmente, calcule el tamaño de la muestra de nanopartículas de oro desconocida aislando la ecuación polinómica de la curva de calibración para ajustarse al valor medio de la lambda máxima desconocida utilizando una derivación de la fórmula cuadrática. Entre los seis laboratorios, la longitud de onda máxima mostró una repetibilidad cercana, mientras que los resultados de la absorbancia máxima exhibieron un rango más disperso de valores de datos para diferentes tamaños de nanopartículas de oro. Los rangos y los medios generales para cada tamaño de nanopartícula de oro se muestran aquí.

El valor máximo de la puntuación Z para lambda max fue reportado por el laboratorio tres para las nanopartículas de tamaño de 5 nanómetros, y la puntuación z más alta para la máxima absorbancia fue reportada por el laboratorio uno para las nanopartículas de tamaño 40 nanómetros. La mayoría de los socios calcularon que el tamaño de la nanopartícula desconocida era de 76 a 80 nanómetros, y el laboratorio cinco informó un tamaño atípico mayor de 109 nanómetros. Los puntajes Z para tamaños desconocidos se calcularon entre menos 0.25 y menos 0.56 para todos los laboratorios, con la única excepción reportada por el laboratorio cinco, que mostró el puntaje Z positivo más alto de 2.03.

Asegúrese de que los parámetros y la configuración se hayan ajustado correctamente. Las muestras diluidas deben prepararse frescas antes de la medición con el UV-Vis. UV-Vis se puede combinar fácilmente con otras herramientas, como TEM, DLS y AFM para medir una gran variedad de atributos si los usuarios desean caracterizar su muestra de manera más completa.