ИЗМЕРЕНИЕ ЧИСЛЕННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НАНОЧАСТИЦ В ЖИДКИХ СРЕДАХ МЕТОДОМ
УЛЬТРАМИКРОСОКПИИ НА РОССИЙСКОМ ПРИБОРЕ NP COUNTER
Курьяков Владимир Николаевич ООО НП ВИЖН
Сайт проекта www.npcounter.ru
Наночастицы и различные субмикронные и нано-объекты с каждым годом все чаще применяются в производстве различной продукции с целью улучшения товарных свойств продукта или придания продукту новых полезных товарных свойств.
Концентрация – важный параметр при работе с жидкими средами, содержащими наночастицы: контроль синтеза наночастиц, вопрос загрязнения воды механическими примесями
Примеры объектов, содержащих наночастицы: коллоидное серебро (БАД, антисептическая обработка), наночастицы золота, катализаторы, магнитные наночастицы (выделение ДНК и РНК), полировочные смеси, парафиновые эмульсии (гидрофобизация материалов), транспорт лекарственных препаратов, углеродные нанотрубки, наноалмазы.
Прямые методы: Анализ траекторий наночастиц (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA), конденсационные счетчики частиц (для аэрозолей), электронная и атомно-силовая микроскопия, «Принцип Культера»
Непрямые методы: абсорбционная спектрофотометрия, турбидиметрия и нефелометрия, гравиметрические методы.
Технические основы метода ультрамикроскопии
Рихард Адольф Зигмонди лауреат Нобелевской премии по химии в 1925 году «за установление гетерогенной
природы коллоидных растворов и за разработанные в этой связи методы».
http://konspekta.net/studopediaorg/baza2/54933585693.files/image289.png1 – источник света (электрическая дуга); 2 – линзы;
3 – щелевая диафрагма;
4 – кювета с исследуемым раствором
Броуновское движение наночастиц SiO2 (R=55 нм) в воде
В ультрамикроскоп наблюдаются не сами наночастицы, а пятна дифракции света на них, что позволяет отслеживать
перемещение (броуновское движение)
наночастиц в поле зрения. Ограничения,
связанного с дифракционным пределом в
данном методе нет. 4
Прибор NP Counter
Калибровка
Микрофотографии объект-микрометра полученные при различных разрешениях цифровой камеры. Цена деления 0,01 мм.
Пример наблюдения различных наночастиц
Наночастицы SiO2 100 нм Латексные наночастицы 160 нм Магн. наночастицы Fe2O3 300-600 нм
QD
7
Пример наблюдения различных наночастиц
Наночастицы золота (сверху) R=25 нм и серебра (снизу) R=30 нм.
Системы очистки воды
Слева пример наблюдения образца медицинской воды для
инъкций (ООО Солофарм, Россия), справа вода после очистки системой Аквалаб. Аналогичная картина для образца после системы очистки Adrona. При этом вода имеет сопротивление
18.2 МОм.
Оценка концентрации механических примесей 3*107 шт/мл.
Пример работы программного обеспечения
Из анализа видео программное обеспечение NPVision позволяет определить численную
концентрацию наночастиц
Оценка работы метода
160
Подпись: Кратность разбавления измеренная140
120
100
80
60
40
20
0
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Кратность разбавления заданная
Измеренная кратность разбавления и кратность разбавления приготовленных образцов
Наночастицы латексные 270 нм, контролируемое разбавление водой в 2, 10, 20, 30,
40, 50, 80, 100 и 150 раз.
Минимальный размер частиц, с которыми может работать данный метод:
Рабочие концентрации: 106 – 109 шт/мл (более высокие концентрации с контролируемым разбавлением)
Размер поля зрения около 160х130 мкм Лазер 654 нм, 40 мВт
Камера 5 Мпкс