Выбор метода формирования липосомальных контейнеров со встроенными в них полупроводниковыми наночастицами - Биология и естествознание дипломная работа

Главная

Биология и естествознание
Выбор метода формирования липосомальных контейнеров со встроенными в них полупроводниковыми наночастицами

Сравнительный анализ методов формирования липосомальных контейнеров со встроенными в них полупроводниковыми наночастицами CdSe/ZnS. Рациональные методы и средства измерения геометрических свойств полупроводниковых наночастиц и липосомальных контейнеров.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Однако, несмотря на высокую точность и надежность метод ВЭЖХ обладает рядом серьезных недостатков:
- Необходимость длительной пробоподготовки образцов;
- Невозможность проведения анализа вне лаборатории;
- Высокая квалификация обслуживающего персонала.
Наиболее распространенными для экспресс-анализа содержания токсичных веществ, на данный момент, являются тест-системы, аналитическим сигналом в которых является изменение цвета тестового слоя. Но данный метод не достаточно эффективен, так как является качественным и зависит от естественной окраски тестируемой жидкости.
Таким образом, важной и актуальной задачей является разработка эффективной мобильной системы для количественного определения следов ароматических и полиароматических углеводородов как маркеров загрязнения сточных вод ТЭЦ.
Флуоресцентные тест-системы пока не так распространены, но имеют больше оснований для развития, так как характеризуются высокой чувствительностью и являются менее зависимыми от естественной окраски тестируемой жидкости.
В применяемых на сегодняшний день методах анализа, основанных на люминесцентном типе детекции, применяются маркеры в виде квантовых точек (например, CdSe/ZnS). Схема подготовки образца для иммунохимического анализа с использованием квантовых точек представлена на рисунке 2. На первой стадии поверхность тестового слоя тест-системы наносятся антитела, специфичные к определяемому токсиканту. Далее, через тест-систему пропускают пробу исследуемой жидкости. В случае, если определяемый токсикант присутствует в пробе, его молекулы связываются антителами на поверхности тестового слоя. Затем через тест-систему пропускают заранее подготовленный раствор коньюгата, представляющий собой молекулярную пару определяемого токсиканта и флуоресцентной метки - квантовой точкой. В случае, если определяемый токсикант присутствует в пробе в количестве, превышающем установленный предел, связывания конъюгатов антителами на поверхности тестового слоя тест-системы не происходит. В обратном случае, антитела связываются с конъюгатами через присутствующие в их составе молекулы определяемого вещества.
липосомальный контейнер полупроводниковый наночастица
Рис. 2. Принцип реализации иммунохимического определения присутствия аналита (определяемого вещества) в пробе с помощью использования квантовых точек в качестве флуоресцентной «метки»
После выполнения вышеописанных процедур поверхность тестового слоя тест-системы освещается излучением, возбуждающим флуоресценцию квантовых точек. Таким образом, интенсивность флуоресценции зависит обратно пропорционально от количества определяемого вещества в исследуемом образце.
Предельно допустимое содержание токсичных веществ ограничивает динамический диапазон изменения интенсивности флуоресценции квантовых точек в тест-системах, что требует в свою очередь применения прецизионного стационарного оборудования для количественных измерений. Для создания мобильных измерительных устройств необходимо идти также по пути увеличения чувствительности, отношения сигнал/шум тест-систем.
Перспективным способом увеличения чувствительности иммунохимических тест-систем с флуоресцентной детекцией является использование липосомальных наноконтейнеров, наполненных квантовыми точками.
Использование наноконтейнеров позволяет связать с одной молекулой определяемого токсиканта несколько люминесцентных меток, что приведет к увеличению интенсивности флуоресценции. Принцип использования наноконтейнеров для увеличения аналитического сигнала на примере липосом, наполненных квантовыми точками, приведен на рисунке 2.
Рис. 3. Принцип использования наноконтейнеров для увеличения аналитического сигнала
Механизмы формирования липосомальных контейнеров со встроенными наночастицами хорошо изучены и описаны во многих статьях [13, 14, 16, 18, 21].
Ниже приведен анализ наиболее распространенных и изученных методов получения липосом, к которым относятся:
- методы, основанные на удалении детергентов
_ метод «замораживания - оттаивания».
При приготовлении липосом в препаративном масштабе приходится решать немало технических вопросов, связанных с очисткой липидов, их нестабильностью, контролированием размера липосом, их агрегацией, низкой эффективностью «захвата» и т. д. Ни один из имеющихся многочисленных методов получения липосом не решает перечисленные проблемы полностью. Ниже рассмотрены относительные преимущества и недостатки указанных методов.
Методом обращения фаз можно получать мультиламеллярные везикулы (МЛВ) или гигантские (?1 мкм) одноламеллярные везикулы (ГОВ). Липиды растворяют в органическом растворителе и полученный раствор упаривают в вакууме в роторном испарителе. При этом липиды остаются на стенках колбы в виде пленки (для облегчения последующего ресуспендирования пленка должна быть возможно более тонкой). В колбу с пленкой добавляют водный буферный раствор и встряхивают ее рукой или механическим способом или же перемешивают содержимое скоростной мешалкой. Иногда встряхивание проводят в присутствии стеклянных шариков. Температура в процессе ресуспендирования всегда должна быть выше температуры фазового перехода липида. Если для приготовления липосом используют смесь липидов, температура процесса должна быть выше температуры фазового перехода наиболее высокоплавкого компонента липидной смеси. На последней стадии приготовления полученные липосомы выдерживают в водной среде в течение нескольких часов для установления равновесия.
Продолжительность и интенсивность перемешивания имеют решающее влияние на размер образующихся везикул. Для получения везикул с большим числом слоев используют либо кратковременное энергичное перемешивание («вортексирование»), либо осторожное перемешивание в течение длительного времени. В последнем случае образуются везикулы с большим внутренним объемом, чем в первом [1]. Другой способ увеличения внутреннего объема везикул состоит в том, что в состав исходной липидной смеси вводят 10 - 20% отрицательно заряженного липида.
По методу гидратации сухой пленки фосфолипиды и квантовые точки растворяют в органическом растворителе, и полученный раствор упаривают в вакууме в роторном испарителе. При этом липиды остаются на стенках колбы в виде пленки (для облегчения последующего ресуспендирования пленка должна быть как можно более тонкой). В колбу с пленкой добавляют водную фракцию и встряхивают ее рукой или механическим способом, или же перемешивают содержимое скоростной мешалкой. Иногда встряхивание проводят в присутствии стеклянных шариков. Температура в процессе ресуспендирования всегда должна быть выше температуры фазового перехода фосфолипида. Если для приготовления липосом используют смесь фосфолипидов, температура процесса должна быть выше температуры фазового перехода наиболее высокоплавкого компонента фосфолипидной смеси. На последней стадии приготовления полученные липосомы выдерживают в водной среде в течение нескольких часов для установления равновесия.
Продолжительность и интенсивность перемешивания имеют решающее влияние на размер образующихся липосом. Для получения липосом с большим числом слоев используют либо кратковременное энергичное перемешивание («вортексирование»), либо осторожное перемешивание в течение длительного времени.
Методом озвучивание ультразвуком можно получать малые (<50 нм) одноламеллярные везикулы (МОВ). Механизм этого процесса не вполне ясен. Некоторые авторы предполагают, что ультразвуковая обработка приводит к постепенному уменьшению размеров МЛВ [2], другие считают, что процесс состоит из ряда дискретных стадий [3].
Для того чтобы сократить продолжительность озвучивания, его, как правило, проводят, погружая металлический наконечник источника ультразвука непосредственно в суспензию МЛВ [4 - 7]. Многие авторы, однако, предпочитают «наружное» озвучивание с помощью соникатора «банного» типа [8]. Основные недостатки первого способа состоят в том, что он сопровождается значительным разрушением фосфолипидов и приводит к образованию аэрозолей, загрязняющих атмосферу в рабочем помещении. Загрязнения могут оказаться вредными при приготовлении липосом с использованием радиоактивных, токсичных или канцерогенных материалов. Кроме того, полученные этим способом MOB обычно содержат примеси титана и других металлов, входящих в состав наконечника, которые необходимо отделить от образца.
«Банный» способ озвучивания свободен от этих недостатков и позволяет работать с меньшими объемами суспензии МЛВ. Однако при этом удлиняется время озвучивания, а полученный препарат менее однороден и часто содержит значительные остаточные количества МЛВ.
Независимо от применяемого метода необходим тщательный контроль температуры среды во время озвучивания. Обычно стараются проводить процесс при возможно более низкой температуре, которая, однако, должна быть выше температуры фазового перехода наиболее высокоплавкого компонента смеси, так как в противном случае образуются нестабильные везикулы, мембрана которых имеет структурные дефекты. Такие дефекты удается устранить путем нагревания суспензии до температуры, превышающей температуру фазового перехода липидов. Однако при этом происходит также и слияние MOB с образованием более крупных агрегатов [9]. Прогрев препарата рекомендуется проводить всегда, независимо от температуры озвучивания, так как при этом стабильность препарата увеличивается. Однако, несмотря на все указанные меры препараты MOB, как правило, неустойчивы и медленно агрегируют.
Следует иметь в виду, что озвученные препараты MOB всегда неоднородны по размерам везикул. По мере увеличения времени озвучивания препараты становятся более однородными, однако при этом увеличивается и степень разложения фосфолипидов. Как уже упоминалось, при непродолжительном озвучивании или при использовании соникатора «банного» типа получают смеси MOB и МЛВ. Их разделение можно осуществить с помощью гель-хроматографии [6], ультрацентрифугирования [10 - 11], экструзии [12] или фильтрования через миллипорные фильтры [13].
Основной недостаток всех препаратов MOB -- низкая эффективность включения (0, 1--1, 0%, или от 0, 2 до 1, 5 л на моль липида).
Все методы получения везикул, основанные на встряхивании или перемешивании, приводят к препаратам с неоднородными размерами везикул. Более однородные препараты получают с помощью экструзионного метода.
Данным методом можно получать малые одноламеллярные везикулы. По этому методу водную дисперсию МЛВ помещают в прибор с узким отверстием, так называемый пресс Френча, и подвергают быстрой экструзии при повышенном давлении. Уже при первом пассаже около 70% липида образует суспензию MOB. При вторичной экструзии выход MOB превышает 95%. Размер полученных MOB составляет 150--500 А и не зависит от температуры. Температура процесса экструзии влияет, однако, на проницаемость образующихся частиц [14, 15].
Основные преимущества метода экструзии по сравнению с ультразвуковой обработкой состоят в том, что полученные MOB не содержат частиц титана, степень перекисного окисления резко снижается и приготовление MOB не сопровождается образованием аэрозолей. Метод экструзии позволяет получить липосомальные препараты с высокой концентрацией липида и не требует концентрирования или диализа. Сообщалось также, что полученные экструзионным методом MOB более стабильны при хранении, чем MOB, приготовленные с помощью ультразвука [15].
Методом инжекции можно получать малые одноламеллярные везикулы и большие одноламеллярные везикулы (БОВ).
При приготовлении МОВ разрушения липидов и образования аэрозолей удается избежать путем впрыскивания в водную среду раствора фосфолипидов в летучем органическом растворителе с последующим упариванием растворителя [16 - 20].
Согласно первоначальному варианту этого метода [20] спиртовой раствор фосфолипидов быстро впрыскивают с помощью шприца в перемешиваемую водную среду. При достаточно быстром перемешивании и пониженном давлении спонтанно образуются MOB, напоминающие по параметрам MOB, приготовленные с помощью ультразвука. Размер везикул сильно зависит от концентрации фосфолипида и спирта. Для образования везикул с небольшим диаметром необходимо, чтобы концентрация фосфолипида не превышала 40 мМ, а конечная концентрация спирта должна быть не более 7, 5%. Хотя суммарный внутренний объем полученных липосом несколько больше, чем в случае озвученных MOB, эффективность включения остается очень низкой из-за большого разбавления.
Другой недостаток инжекционного метода состоит в том, что полученные липосомы содержат некоторое остаточное количество спирта, для удаления которого препарат приходится подвергать диализу или многократному промыванию водой.
Размер и степень гетерогенности везикул, полученных методом инжекции, можно до некоторой степени варьировать путем изменения скорости впрыскивания и перемешивания, а также концентрации липида в этаноле. Ускорение впрыскивания приводит к образованию более мелких везикул [21], а при повышении концентрации фосфолипида в спирте диаметр везикул увеличивается до 1000 А и более [19].
Для объяснения этих зависимостей было предположено, что при впрыскивании этанольного раствора в воду фосфолипиды первоначально образуют мицеллы [21]. Медленная инжекция способствует образованию мицеллярных структур, которые частично захватываются формирующимися везикулами, что и приводит к образованию более крупных частиц. При предварительном добавлении спирта в среду до инжекции процесс захвата мицелл подавляется, в результате чего образуются одноламеллярные везикулы меньшего размера.
Метод этанольной инжекции может быть использован для получения БОВ при условии достаточного повышения концентрации липидов в исходном этанольном растворе [19, 22].
С помощью метода, основанного на удалении детергентов, МОВ образуются спонтанно при удалении детергента из водной смеси детергента и фосфолипидов. Для освобождения от детергента используют диализ, центрифугирование или гель-фильтрацию. Преимущество этих методов состоит в том, что они приводят к гомогенным популяциям везикул, отличающихся относительно высокой «захватывающей» способностью (степенью включения). Основной недостаток - некоторое количество детергента всегда остается в липосомах.
Диализ впервые был описан Кагава и Рэкером в 1971 году [23]. При диализе смесей, содержащих фосфолипиды, белки и холат или дезоксихолат, они наблюдали образование протеолипосом. При использовании обычных диализных мешков образующиеся липосомы неоднородны по размерам, однако при использовании специальной ячейки в контролируемых условиях позволяет получать достаточно гомогенные препараты МОВ со средним диаметром 50 нм [24]. Критическое значение для размера образующихся везикул имеет исходное соотношение фосфолипида и детергента: при избытке детергента образубтся более крупные везикулы. Также удаление детергента может быть осуществлено методами центрифугирования и гель-фильтрации.
Еще один метод удаления детергента основан на селективной адсорбции детергента в присутствии фосфолипидов [25]. Согласно этому методу дисперсию фосфолипидов в детергенте инкубируют с адсорбентом, фильтруют через стеклянную вату и осаждают образовавшиеся везикулы центрифугированием при 150000g. Остается невыясненной зависимость размера везикул от таких параметров приготовления везикул, как температура, концентрация, содержание детергента, а также остаточное содержание детергента в полученных липосомах.
Методом спонтанной везикуляции можно получать малые одноламеллярные везикулы. При быстром подщелачивании водных дисперсий, содержащих фосфатидовую кислоту или смесь фосфатидовой кислоты с фосфатидил-холином, спонтанно образуются везикулы, которые остаются стабильными при нейтральном рН [26, 27]. Полученные таким образом липосомы могут быть разделены гель-фильтрацией на фракцию MOB и фракцию, состоящую из более крупных частиц (>100 нм). Механизм этого процесса везикуляции не вполне ясен. Вероятно, он связан с ионизацией фосфатных групп, приводящей к увеличению поверхностной плотности отрицательных зарядов.
Степень везикуляции зависит от значения рН и от отношения фосфатидовая кислота/фосфатидилхолин. При увеличении этого отношения доля MOB уменьшается. Диаметр образовавшихся MOB возрастает при увеличении концентрации хлористого натрия в исходной смеси и уменьшается при увеличении значения рН и скорости процессе подщелачивания. При быстром, в течение 1 с, подщелачивании до рН 9 или выше выход MOB составляет более 70%. Выход MOB увеличивается также в присутствии хлористого натрия. Полученные этим способом из фосфатидовой кислоты MOB включают около 0, 5 л водной фазы на каждый моль фосфолипида. Фракция крупных частиц состоит в основном из больших однола-меллярных везикул.
Получение БОВ методом замораживания-оттаивания, имеющих большую захватывающую емкость, основано на быстром замораживании озвученных фосфолипидных дисперсий с последующим оттаиванием и непродолжительным вторичным озвучиванием [28]. Метод пригоден для получения БОВ, состоящих из смесей фосфатидилхолина с кислым фосфоли-пидом (фосфатидилсерином) или с положительно заряженным ал-киламином, но не позволяет получать везикулы из одного фосфатидилхолина. Полученные указанным способом препараты БОВ неоднородны по размерам (диаметр от 50 до 500 нм); внутренний объем составляет около 10 л на моль фосфолипида. В присутствии сахаров, двухвалентных катионов и в условиях высокой ионной силы эффективность захвата резко падает. На основании выполненного анализа можно сделать вывод, что наиболее подходящими методами, которые обеспечит размер формируемых липосомальных контейнеров порядка ~100 нм и минимальный разброс по диаметру являются метод гидратации сухой пленки и метод выпаривания в обращенной среде.
2.2 Выбор методов и средств измерений геометрических параметров липосомальных контейнеров и полупроводниковых наночастиц
К настоящему времени разработано большое количество аналитических методов, пригодных для выделения и характеризации наночастиц. Выбор пригодности того или иного метода определяется спецификой решаемой задачи и характером исследуемого нанообъекта и содержащей его матрицы. Ряд задач, которые требуется решить при исследовании материала, содержащего наночастицы, включает обнаружение, идентификацию, определение параметров наночастиц и их содержания в материале. Получение всей необходимой информации об объекте исследования с помощью одного метода является затруднительным, поэтому полную информацию в конечном итоге можно получить лишь с помощью правильной комбинации различных методов.
Набор характеристик выбранного метода, которые важно учитывать для решения конкретной задачи, включает в себя: предел обнаружения целевого объекта, полнота выявления, степень сохранения исходного состояния, точность измерения, универсальность подхода для анализа разных объектов, влияние мешающих факторов, таких как матричные эффекты и т.д. [1]
Микроскопические методы объединяют в своем семействе подходы, основанные на рассеянии различных типов излучений на наночастицах, а также подходы, основанные на сканирующем зондировании.
Оптическая микроскопия, в общем случае не позволяет регистрировать объекты диаметром ниже 100 нм, что определяется теоретическим пределом разрешения, связанным с минимальной длиной волны видимого света около 400 нм. Хотя существуют оптические подходы, которые позволяют разглядеть более мелкие объекты (около 50 нм), например, оптическая сканирующая микроскопия ближнего поля, чаще всего оптическая микроскопия больше подходит для анализа агрегатов, нежели отдельных наночастиц. [1, 2]
Рентгеновская микроскопия характеризуется более высокой разрешающей способностью, вследствие того, что длина волны рентгеновского излучения лежит в пределах 0, 001 -100 нм. В реальности, однако, разрешающая способность данного метода ограничивается возможностями техники фокусировки рентгеновских лучей, и составляет около 30 нм. Рентгеновские микроскопы используют отражательную или проекционную технику измерения, которые основаны соответственно на преломлении и пропускании рентгеновских лучей. Во втором случае, благодаря существованию зависимости поглощения рентгеновских лучей от типа атомов, удается получить информацию как о структуре, так и о химическом составе нанообъекта.[1]
Сканирующая конфокальная лазерная микроскопия является менее распространенным методом в практике анализа наночастиц. Связано это, прежде всего, с возможностью определения таким способом только флуоресцирующих наночастиц (к таковым можно отнести, например, квантовые точки). Данный тип микроскопии обладает возможностью анализа наночастиц в объеме материала, а не только на его поверхности, что определяет особое место сканирующей конфокальной лазерной микроскопии в ряду микроскопических техник.
Электронная микроскопия наиболее часто используется для анализа наноматериалов благодаря высокой разрешающей способности, возможности анализа большого круга нанообъектов, а также широкому диапазону определяемых концентраций наночастиц (1-100 мг/л). Электронная микроскопия подразделяется на сканирующую электронную микроскопию(СЭМ), основанную на рассеянии электронов на поверхности образца с последующей их фокусировкой, и просвечивающую электронную микроскопию(ПЭМ), основанную на пропускании фокусированного потока электронов через образец. Благодаря высокой разрешающей способности электронная микроскопия позволяет визуализировать наночастицы диаметром до субнанометрового и характеризовать их по размеру и форме частиц, оценивать степень дисперсности, агрегации и концентрацию в образце. Данный метод позволяет детектировать наночастицы в сложных матрицах, например, в продуктах питания; водных, воздушных и почвенных пробах; в биологических объектах: тканях и органах, клетках, биологических жидкостях.
Дополнение электронной микроскопии такими методами как cпектpоcкопия xаpактеpиcтичеcкиx потерь энергии электронов, или методом локальной дифракции электpонов позволяет значительно расширить возможности, получая, например информацию о кристаллической структуре наночастиц.
Отдельным преимуществом ПЭМ является возможность анализа всего объема препарата, что позволяет проводить подсчет количества частиц точнее, чем при сканировании поверхности.
К основным недостаткам метода следует отнести прежде всего возможность анализа только электронно-плотных материалов, вследствие чего электронная микроскопия плохо применима для анализа объектов, состоящих из легких атомов (1-3 периоды таблицы Менделеева), в том числе углерода. Это ограничение исключает возможность анализа большого класса важных технологических наночастиц, таких как нанотрубки, фуллерены и др. Еще одним важным недостатком метода является значительный матричный эффект. Поэтому результаты анализа и возникновение различных артефактов в значительной степени зависят от способа и условий пробоподготовки, которая зачастую является сложным продолжительным процессом. Кроме того, во время пробоподготовки образца для электронной микроскопии могут индуцироваться процессы, влияющие на состояние нанообъектов, которые отсутствуют в исходном материале, например, агглютинация частиц. Дополнительные проблемы возникают при анализе наночастиц в биоматериале. Так электронно-плотные частицы оксида титана на электронных микрофотографиях сходны с гранулами гликогена и рибосомами, а частицы полистирола - с везикулами.
Характеристика наночаcтиц в «естественной» среде проводится с применением других методов, например, таких как сканирующая электронная микроскопия в естественной среде (ЕСЭМ).
Особенностью метода является то, что электронная пушка и фокусирующие линзы микроскопа находятся в глубоком вакууме, а ячейка с образцом изолирована от других частей прибора. В таком случае анализируемый образец находится в исходном окружении. Это дает ЕСЭМ два основных преимущества: возможность характеристики аналита в гидратированном состоянии и отсутствие необходимости фиксации и контрастирования исследуемого объекта. ЕСЭМ, как и традиционную СЭМ, можно совмещать с энеpгодиcпеpcионной рентгеновской спектроскопией с помощью применения специальной приставки. К недостаткам ЕСЭМ можно отнести то, что анализу подвергается лишь приповерхностный слой образца, а разрешающая способность метода уменьшается до ~ 100 нм. Таким образом, метод применим скорее к анализу агрегатов, нежели отдельных наночастиц.[1, 3, 4]
Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) объединяет такие методы как атомно-силовая, сканирующая туннельная, магнитно-силовая, фрикционно-силовая, сканирующая тепловая микроскопии и сканирующая микроскопия ионной проводимости.
Для анализа наноматериалов из них наиболее часто применяется атомно-силовая микроскопия (АСМ). В АСМ измеряются слабые (от пико-до наноньютонов) силы ван-дер-ваальсового взаимодействия между острием (кантилевером) и поверхностью сканируемого материала, и, таким образом, вырисовывается рельеф поверхности образца. Разрешающая способность такого сканирования при этом может достигать нескольких ангстремов, и лимитируется размерами острия кантилевера. Отметим, что при этом определяемые АСМ размеры поверхностных объектов оказываются несколько большими, чем реальные. АСМ дает возможность визуализации частиц в естественной среде, предоставляя трехмерную информацию об объекте, в отличие от таких методов как ПЭМ, которые позволяют получать лишь двумерную проекцию изображения. Приготовление твердых образцов для АСМ, как и для ПЭМ, проводится с использованием техники получения ультратонких срезов на микротоме. Применяются также методы химического травления поверхности полученного среза. Объем анализируемого материала при использовании техники срезов минимален, поэтому вероятность обнаружения наночастиц в таком случае значительно ниже, чем при приготовлении образца из жидкого материала. Методы сканирующей микроскопии обладают рядом преимуществ по сравнению с электронной микроскопией, прежде всего связанных с возможностью анализа не только электронно-плотных объектов и способностью визуализации трехмерного рельефа поверхности. В то же время сканирующие методы уступают ПЭМ по возможности обнаружения и визуализации частиц в толще образца, а также по площади обзора (на 3-4 порядка). Кроме того, взаимодействие зонда и образца зачастую порождает комплекс факторов, искажающих реальную картину и затрудняющих корректную интерпретацию данных.
Хотя обычно использование АСМ не позволяет получить данные о химическом составе объекта, в последнее время появились методы, позволяющие идентифицировать состав на основании данных о силовых характеристиках взаимодействия (например, метод химической силовой микроскопии). АСМ в режиме электросиловой микроскопии значительно расширяет возможности определения наночастиц в сложных матриксах.
Сущность метода заключается в обнаружении отличий в диэлектрических свойствах наночастиц и их окружения. При этом поверхность сканируется в двух режимах: в стандартном режиме для визуализации профиля поверхности и электросиловом режиме, при котором кантилевер, на который подается постоянное напряжение, проходит на заданном уровне над образцом для создания карты изменения электрических свойств поверхности. Наибольшую информацию дает измерение фазы колебания кантилевера. Полученная карта используется в качестве «маски», которая затем используется для отсечения объектов отличающихся по фазе колебания кантилевера от соответствующего значения, характерного для конкретного вида наночастиц. Наложение «маски» на топографический профиль позволяет обнаружить искомые наночастицы.
Кроме АСМ другим часто используемым вариантом СЗМ является сканирующая туннельная микроскопия (СТМ), основанная на детектировании электронов, проходящих через зазор между острием зонда, находящегося под напряжением, и сканируемой поверхностью. Поскольку вероятность прохождения электронов через потенциальный барьер зависит не только от величины зазора, но и от химического состава поверхности, СТМ позволяет получать информацию об электрических свойствах материала. Разрешающая способность метода составляет около 1 нм. Меньшая распространенность СТМ по сравнению с АСМ в области анализа объектов, содержащих наночастицы, связана с тем, то СТМ применима только для анализа токопроводящих материалов - металлов или полупроводников.[1, 5]
Методы рассеяния излучения, применяемые для анализа наночастиц, включают в себя динамическое лазерное светорассеяние, малоугловое рассеяние нейтронов и малоугловое рассеяние рентгеновских лучей.
Динамическое лазерное светорассеяние (ДЛС) позволяет установить гидродинамический радиус частиц и степень их агрегации. Одно из достоинств ДЛС - быстрота получения результата (несколько минут). Использование в данном методе трансмиссионных решеток и одновременной регистрации рассеянного и дифрагированного света позволяет уменьшить влияние шума на автокорреляционную кривую в 20 - 30 раз. Поскольку в рассеяние света вносят вклад любые частицы и макромолекулы в растворе, при анализе смесей, содержащих частицы с широким разбросом по размерам, возникают значительные трудности, поэтому ДЛС часто совмещают с различными методами разделения частиц. [1, 6]
Применяются также и методы гидролитического разрушения макромолекул.
Метод малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (МРР) позволяет детектировать неоднородности вещества, размер которых существенно превышает длину волны излучения (0, 01 - 1 нм). Эффект малоуглового рассеяния рентгеновских лучей возникает при наличии в системе равномерно распределенных неоднородностей размером 1 - 100 нм. Данный метод является весьма информативным, поскольку зависимость интенсивности рассеянного света от угла рассеяния позволяет рассчитать такие параметры как размер, форма, фазовый состав и даже изучить внутреннюю структуру.
Метод малоуглового рассеяния нейтронов по своей функциональности весьма схож с методом МРР и, хотя данный метод пока не нашел широкого применения для анализа наночастиц, существуют исследования, подтверждающие перспективность его применения в этой области. [1]
Спектроскопические методы анализа весьма обширны, и часто используются в практике анализа наночастиц, однако за редкими и
Выбор метода формирования липосомальных контейнеров со встроенными в них полупроводниковыми наночастицами дипломная работа. Биология и естествознание.
Дипломная работа: Финансовые аспекты государственной политики по поддержке материнства и детства
Реферат по теме Лечение без лекарств
Реферат: История морского судоходства
Реферат: Рекреационный потенциал и перспективы развития туризма в Липецкой области. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа по теме Подготовка и организация массового взрыва в блоке
Реферат по теме Осетия и осетины
Курсовая работа: Содержание и место бюджетирования в системе планирования организации
Курсовая работа по теме Проектирование поста по диагностике газобаллонного оборудования на базе станции технического обслуживания
Рынок Сельскохозяйственных Земель Курсовая
Контрольная работа по теме Использование мобильного маркетинга для стимулирования продаж товаров массового спроса. "Товар по замыслу", "товар с подкреплением"
Дипломная работа: Мотивация в процессе управления работоспособностью. Скачать бесплатно и без регистрации
Образец Реферата По Истории Для Студентов
Сделайте Вывод По Лабораторной Работе
Характеристики Лучших Практик
Реферат: Общая характеристика организации отрасли
Курсовая работа: Мотивація агресивної поведінки підлітків
Отчет по практике по теме Стратегическое планирование на ОАО 'Норильский никель'
Сочинение Про Басню Ворона И Лисица
Реферат: Особенности управления компаниями
Итоговое Сочинение 2022 Материалы Для Стенда
Радиация вокруг нас - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат
Токсикологическое влияние продукции текстильной промышленности - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат
What are microorganisms - Биология и естествознание презентация