Caratterizzazione spettroscopica UV-Vis di nanomateriali in mezzi acquosi

La spettrofotometria UV-Vis è una tecnica consolidata, facile da usare ed economica per misurare le dimensioni, la concentrazione, lo stato di aggregazione e l'indice di rifrazione dei nanomateriali. UV-Vis fornisce uno screening e una valutazione non invasivi e rapidi in tempo reale delle caratteristiche dei nanomateriali utilizzando semplici misurazioni di assorbimento. UV-Vis è eccezionalmente semplice.

I campioni richiedono poca preparazione e il software ha poche variabili ed è facile da usare. Accendere lo spettrometro UV-Vis per almeno 20 minuti per consentire alla lampada di riscaldarsi. Caricare il software e selezionare Collega lo strumento Selezionare l'opzione Spectrum Scan dalla finestra della modalità che visualizza le modalità operative.

Nel software, fare clic su Strumento e andare su Impostazioni nella barra dei comandi, selezionare Parametri per la scansione dello spettro, quindi regolare le impostazioni per la misurazione. Vai alla scheda Strumento e seleziona ABS per la modalità dati e La larghezza della fessura è di 1,5. Vai alla scheda Scansione lunghezza d'onda e imposta una lunghezza d'onda iniziale di 680 nanometri, una lunghezza d'onda finale di 380 nanometri e una velocità di scansione di 400 nanometri al minuto.

Dopo aver impostato i parametri, riempire due cuvette con un millilitro di acqua ultra pura e posizionarle nel supporto della cella di riferimento e del campione per coprire il percorso della luce. Chiudere il coperchio dello strumento e continuare con la calibrazione vuota selezionando blank dalla barra dei comandi, quindi selezionare OK. Prendi un sottocampione di 500 microlitri di ogni campione di nanoparticelle d'oro e prepara una diluizione con 500 microlitri di acqua ultrapura. Posizionare le diluizioni in cuvette da un millilitro con una concentrazione finale di 25 microgrammi per millilitro.

Eseguire una calibrazione vuota. Dopo la calibrazione in bianco, sostituire una delle cuvette vuote nel portacelle del campione con un campione di nanoparticelle d'oro, mantenendo intatta la cuvetta di riferimento. Selezionare misura Start nella barra dei comandi per eseguire la scansione.

Esegui tre scansioni dello spettro per ogni campione di nanoparticelle d'oro diluito e campione sconosciuto. Estrarre i dati sperimentali grezzi per ogni misurazione in un file compatibile con un foglio di calcolo. Selezionare Proprietà nella scansione, sulla barra dei comandi, passare alla scheda Stampa/Esporta, fare clic su Dati, Spettro e parametri e premere OK. Fare clic su Salva sulla barra dei comandi e salvare i dati come file xls.

Annotare la lunghezza d'onda massima di assorbimento e lambda per ciascuna delle letture e registrarle nel modello fornito. Traccia una curva di calibrazione con la media di lambda massima rispetto alla dimensione delle nanoparticelle selezionando i dati, inserisci il grafico, il grafico a dispersione, aggiungi la linea di tendenza e la curva polinomiale. Per includere l'equazione polinomiale per la curva di calibrazione, selezionate Opzioni linea di tendenza e Visualizza equazione sul grafico dalla barra dei comandi.

Infine, calcola la dimensione del campione di nanoparticelle d'oro sconosciuto isolando l'equazione polinomiale dalla curva di calibrazione per adattarla al valore medio per la lambda massima sconosciuta usando una derivazione della formula quadratica. Tra i sei laboratori, la lunghezza d'onda massima ha mostrato una stretta ripetibilità, mentre i risultati della massima assorbanza hanno mostrato una gamma più sparsa di valori di dati per diverse dimensioni di nanoparticelle d'oro. Gli intervalli e i mezzi complessivi per ogni dimensione della nanoparticella d'oro sono mostrati qui.

Il valore massimo di Z-score per lambda max è stato riportato dal laboratorio tre per le nanoparticelle di dimensioni di 5 nanometri e il punteggio z più alto per la massima assorbanza è stato riportato dal laboratorio uno per nanoparticelle di dimensioni di 40 nanometri. La maggior parte dei partner ha calcolato che la dimensione della nanoparticella sconosciuta è compresa tra 76 e 80 nanometri, con cinque laboratori che riportano una dimensione superiore anomala di 109 nanometri. I punteggi Z per dimensioni sconosciute sono stati calcolati tra meno 0,25 e meno 0,56 per tutti i laboratori, con l'unica eccezione riportata dal laboratorio cinque, che ha mostrato il più alto punteggio Z positivo di 2,03.

Assicurarsi che i parametri e le impostazioni siano stati regolati correttamente. I campioni diluiti devono essere preparati freschi prima della misurazione con UV-Vis. UV-Vis può essere facilmente combinato con altri strumenti, come TEM, DLS e AFM per misurare una grande varietà di attributi se gli utenti desiderano caratterizzare il loro campione in modo più completo.