Gwałtowny wzrost w rozwoju i stosowaniu nanocząsteczek wymusza na producentach analizatorów chemicznych wprowadzanie nowych rozwiązań i udoskonaleń aparaturowych. Materiały i urządzenia rozmiarów nanometrycznych mogą zrewolucjonizować nasze codzienne życie. Dlatego też pomiar właściwości nanocząstek jest kluczowy dla zapewnienia odpowiedniej jakości wytwarzanych produktów, które wykorzystywane są w szeregu branż. Poniżej krótko opisaliśmy kilka technik badawczych używanych do charakteryzacji nanocząstek:
DLS (Dynamic Light Scattering)
Dynamiczne rozpraszanie światła to technika polegająca na pomiarze intensywności światła rozpraszanego przez próbkę, pod jednym kątem. Cząstki zawieszone w próbce poruszają się ruchami Browna, co powoduje zmiany intensywności światła docierającego do detektora. Na podstawie fluktuacji intensywności światła określić można prędkość poruszania się cząstek i wyznaczyć – korzystając z równania Stokesa-Einstaina – również ich wielkości. Technika ta pozwala mierzyć wielkość nanocząstek, a ponadto daje dokładne i powtarzalne wyniki przy zachowaniu prostoty pomiaru.
ELS (Electrophoretic Light Scattering)
Elektroforetyczne rozpraszanie światła to technika, w której naładowane czastki zawieszone w cieczy poddawane są działaniu pola elektrycznego. Pod wpływem przyłożonego pola, cząstki poruszają się w kierunku elektrody o przeciwnym ładunku. Szybkość, z którą się poruszają, jest zwana ruchliwoscią elektroforetyczną i jest zalezna od siły pola elektrycznego i potencjału zeta. Szybkość cząstek jest wyznaczana przy użyciu techniki dopplerowskiej elektroforezy laserowej, a nastepnie przeliczana na potencjał zeta, na podstawie równania Henry’ego.
NTA (Nanoparticle Tracking Analysis)
To wyjątkowa metoda wizualizacji i analizy wielkości nanocząstek zawieszonych w cieczy. Poruszające się ruchami Browna cząstki oświetlane są promieniem lasera i mogą być obserwowane jako punkty świetlne. Rejestrowany przez kamerę o wysokiej rodzielczości film jest następnie analizowany klatka po klatce, po czym oprogramowanie wylicza współczynnik dyfuzji dla poszczególnych cząstek. Wielkość cząstek wyznaczana jest z równania Stokesa-Einsteina. Detekcja poszczególnych cząstek umożliwia także określenie stężenia próbki, co jest niezbędne w takich aplikacjach, jak badanie egzosomów, czy innych próbek biologicznych.
Pomiar wielkości nanocząstek możemy wykonać za pomocą analizatorów Zetasizer i NanoSight od Malvern Panalytical:
Mierzone parametry: | Wielkość cząstek, potencjał zeta, masa cząsteczkowa |
Zakres pomiarowy: | 0,3nm - 10µm |
Dozwolone próbki: | Mokre |
Technika: | DLS, ELS, SLS, MADLS |
Mierzone parametry: | Wielkość cząstek, stężenie cząstek, agregacja białek |
Zakres pomiarowy: | 10nm - 1000nm |
Technika: | NTA |