Измерение размеров наночастиц DLS

физико-химические методы исследования, методики и другие вопросы аналитической химии
analytical chemistry, analysis and techniques for professionals
AndreyS
Сообщения: 877
Зарегистрирован: Пт ноя 25, 2005 9:40 pm

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение AndreyS » Вт фев 12, 2013 3:50 pm

Maryna писал(а): да, сильно разбавлять не можем - не получится поймать желаемые эффекты. Именно ассоциаты (димеры-тетрамеры) и интересны...
Чтобы "поймать желаемые эффекты" в любом случае желательно посмотреть зависимость от концентрации, чтобы увидеть и мономер и большие ассоциаты. И в этом деле ЕМ уж точно не поможет.
Maryna писал(а):Люди, которые работают на микроскопах, тоже говорят, что DLS часто врет, если система полидисперсная.
Люди, работающие на микроскопах, безусловно отлично разбираются когда и отчего "врет" DLS. :))

Polychemist
Сообщения: 9651
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение Polychemist » Вт фев 12, 2013 3:54 pm

Maryna писал(а):капиллярного нет, к сожалению. Есть вибрационный с погрешностью около 5%.
Непорядок. Это ж примитивная копеечная стекляшка. Можно взять вискозиметр Оствальда, отрезать капилляр с шариками, надрюкнуть как-нибудь рубашку для термостатирования, ну и термостатированный стакан для раствора, примитивно, но работает.
Maryna писал(а):Растворитель, в котором взвешены определенные частицы - это одно. А если нужно изучить зависимость размеров каких-нибудь комплексов белков, например, с ЖК, и все это в равновесии, то понятно, что ЖК до ККМ будет влиять на вязкость, но непонятно, сколько ее в растворенном виде, а сколько в виде комплекса.
Определение вязкости раствора, который нельзя приготовить, ибо неизвестен его состав? :issue:
Maryna писал(а):
Polychemist писал(а):Использовать дифференциальный рефрактометр с красным лазером, дающий точность не ниже 1Е-5, лучше 1Е-6.
и такого нет :-(
У меня тоже нет... Ищите коллег, у кого поставлен многоугловой SLS, обычно у них и рефрактометры правильные есть. Должно быть на кафедре ВМС МГУ.
Maryna писал(а):В инструкции Малверн не описывает математику, по которой вычисляются коэффициенты диффузии в случае, отличном от монодисперсной системы. Пришлось искать в других источниках.
У них есть (были...) хорошие тексты на сайте, для зарегистр. пользователей.
Maryna писал(а):Кстати, пишут, что для адекватных результатов частицы должны быть гомогенными по плотности и показателю преломления.
Так и я о том же! Арифметика DLS исходит из единообразия частиц, поэтому однозначно количественно можно верить лишь при узком мономодальном распределении. Если же есть подозрение на 2 класса частиц, типа Ваша ДНК и её комплексы - то будет у Вас бимодальное распределение, причём доля тех или иных частиц Вам будет недоступна. И даже к размерам в пиках надо будет относится осторожно - при другом угле получите другие размеры. По-хорошему, надо экстраполировать многоугловой DLS к нулевому (кажется...) углу, чтобы иметь правильный ГР. Как писал выше коллега, для бимодального это можно, но сложно...
Maryna писал(а):да, сильно разбавлять не можем - не получится поймать желаемые эффекты. Именно ассоциаты (димеры-тетрамеры) и интересны...
Тогда осознайте, что ММ - не для Вас (особенно в исполнении такой игрушки как Malvern), будете иметь лишь некие ГР, которые может о чём-то скажут, а может и нет...
Maryna писал(а):Люди, которые работают на микроскопах, тоже говорят, что DLS часто врет, если система полидисперсная.
Я работаю и на микроскопах. Они тоже врут. :mrgreen:

Polychemist
Сообщения: 9651
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение Polychemist » Ср фев 13, 2013 11:02 am

Maryna, а можно попробовать сделать так:
1. Выбрать некую конц. Вашего ПАВ, ниже ККМ и сделать растворы с разной конц. Ваших полимеров, т.е. в качестве растворителя использовать раствор ПАВ одной и той же концентрации.
2. Делать DLS этих растворов, начиная с некоей конц. и ниже возможно будете иметь мономодальные частицы одного размера, т.е. при избытке ПАВ будут некие комплексы одного состава.
3. Измерить вязкость растворителя (раствора ПАВ) в вискозиметре Оствальда - я раньше погорячился, ничего там ломать не надо, просто вискозиметр и аквариум для термостатирования.
4. Имея вязкость - узнаете ГР комплексов при избытке ПАВ. Если найдёте многоугловой DLS/SLS - сделайте отношение Rg/Rh, оно что-то скажет о природе комплексных частиц.

Аватара пользователя
VladimirMSK
Сообщения: 49
Зарегистрирован: Вт ноя 20, 2012 5:54 pm
Контактная информация:

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение VladimirMSK » Ср фев 13, 2013 11:38 am

Polychemist писал(а):Maryna
3. Измерить вязкость растворителя (раствора ПАВ) в вискозиметре Оствальда - я раньше погорячился, ничего там ломать не надо, просто вискозиметр и аквариум для термостатирования.
Вставлю свои пять копеек. В некоторых случаях методом DLS можно измерить вязкость жидкости. Если в жидкость с неизвестной вязкостью "внедрить" частицы известного размера (латексные для водных растворов), то подбирая вязкость в ПО такую, которая дает при обработке КФ правильный размер частиц, вы сможете определить вязкость жидкости. Есть, естественно, ряд ограничений, но по теории все работает. Делал таким образом измерения температурной зависимости вязкости воды, есть старая статья моих коллег по этой работе. Дипломник делал работу по измерению таким способом вязкости смеси вода/глицерин в разных пропорциях. На нефтях пробную работу сделали, но с нефтью (и органикой) сложней, не нашли хороших монодисперсных частиц (использовали Aerosil), которые "лезут" в органику и легкие компоненты нефти испаряются при нагреве, в результате ход нагрев-охлаждение не выходит на исходную вязкость, получаем более вязкую нефть после такой процедуры. При недавнем пробном измерении образца квантовых точек изначально не было точной информации по вязкости среды (спиртовая смесь). Измерил вязкость добавив латекс 135 нм.
Лаборатория применения - оптическая микроскопия и динамическое рассеяние света. MicroscopeWorld точка РУ

Аватара пользователя
Maryna
Лиса-Алиса
Сообщения: 7002
Зарегистрирован: Пт июл 28, 2006 12:14 pm
Контактная информация:

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение Maryna » Ср фев 13, 2013 12:17 pm

VladimirMSK, да, мы такой вариант рассматривали. Но нужно иметь в виду, что ЖК будут радостно адсорбироваться из раствора на коллоидных частицах.
Maryna, а можно попробовать сделать так:
Спасибо, Polychemist, думаю, так и будем поступать. С наскока задачка не решилась, будем двигаться медленно и вдумчиво. :up:

Polychemist
Сообщения: 9651
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение Polychemist » Ср фев 13, 2013 12:32 pm

VladimirMSK писал(а):В некоторых случаях методом DLS можно измерить вязкость жидкости.
Cпособ неплох для неких хитрых систем, обычно же простая стекляшка мне кажется надёжнее.

Аватара пользователя
Maryna
Лиса-Алиса
Сообщения: 7002
Зарегистрирован: Пт июл 28, 2006 12:14 pm
Контактная информация:

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение Maryna » Ср фев 13, 2013 1:43 pm

Измерение вязкости - вообще отдельная тема. Подготовка стекла и объекта, калибровка, а еще объемы нужны довольно большие. Хотя в целом при аккуратной работе, похоже, на таком приборе можно получить более воспроизводимые результаты, чем на нашем вибрационном.

Аватара пользователя
Maryna
Лиса-Алиса
Сообщения: 7002
Зарегистрирован: Пт июл 28, 2006 12:14 pm
Контактная информация:

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение Maryna » Ср фев 13, 2013 6:49 pm

Уважаемые гуру DLS, подскажите, можно ли как-то из программы вытянуть цифры, скажем, распределения интенсивности или размеров (% - d), чтобы сделать рисунок самостоятельно?

Polychemist
Сообщения: 9651
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение Polychemist » Чт фев 14, 2013 3:44 am

Легко. У Malvern-a есть минимум 2 варианта:
1.
1.jpg
2.jpg
3.jpg
2.
4.jpg
5.jpg
6.jpg
7.jpg
8.jpg
Для вставки можно использовать Excel и т.п. 2-й способ более запутанный, но универсальный - можно вытащить очень многое.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
Maryna
Лиса-Алиса
Сообщения: 7002
Зарегистрирован: Пт июл 28, 2006 12:14 pm
Контактная информация:

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение Maryna » Чт фев 14, 2013 9:02 am

спасибо большое :up:

Аватара пользователя
VladimirMSK
Сообщения: 49
Зарегистрирован: Вт ноя 20, 2012 5:54 pm
Контактная информация:

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение VladimirMSK » Пт фев 22, 2013 6:50 pm

Заинтересовался относительно новой методикой измерения размеров наночастиц, основанной на анализе траектории движения наночастиц, наблюдаемых в ОПТИЧЕСКИЙ микроскоп (назад к истокам, привет, Левенгук и Браун!). На западе уже все давно реализовано и продается.

Общее с DLS - формула для расчета гидродинамического радиуса и использование лазера. Сами наночастицы в оптический микроскоп не увидеть, но можно увидеть их движение при специальном способе освещения (лазером).

Для меня это (наночастицы в оптическом микроскопе) было удивительно сродни тому, когда при помощи обычной линейки на лабораторной работе я измерил межатомное расстояние (рентгеновское рассеяние на узлах решетки кристалла или что-то подобное).

"На коленке" реализовал схему установки, вот, что получилось (объектив 100 крат, иммерсионный):
Один кадр из видео: белые точки и светло-красные круглые сгустки - рассеяние от наночастиц латекса R=135 нм в воде
microscope100x.jpg
Несколько секунд видео (youtube) наблюдения наночастиц в оптический микроскоп.

Утверждается, что таким методом можно измерить наночастицы до 10-15 нм.
У этого метода есть как преимущества перед DLS, так и недостатки.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Лаборатория применения - оптическая микроскопия и динамическое рассеяние света. MicroscopeWorld точка РУ

Аватара пользователя
VladimirMSK
Сообщения: 49
Зарегистрирован: Вт ноя 20, 2012 5:54 pm
Контактная информация:

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение VladimirMSK » Чт фев 28, 2013 5:34 pm

Лаборатория применения - оптическая микроскопия и динамическое рассеяние света. MicroscopeWorld точка РУ

arteomng
Сообщения: 39
Зарегистрирован: Вс мар 03, 2013 9:22 pm

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение arteomng » Вс мар 03, 2013 9:57 pm

Добрый вечер! На проводе Одесса :)
Я аспирант кафедры ИТФ (инженерная теплофизика) ОНАПТ (бывшая ОГАХ).
В последнее время в нашей лаборатории все чаще приходится иметь дело с коллоидными системами. В данный момент ведутся исследования свойств переноса системы Изопропанол/Ал2О3 (около 20 нм сред размер наночастиц как утверждает производитель).
Стала задача определения гидродинамического радиуса частиц и концентрации и дальнейшее использования этой информации для построения моделей свойств нанофлюидов (теплопроводность, вязкость, температура плавления, теплообмен при кипении) вызванное добавкой НЧ в базовую жидкость.

Неделю назад мы купили микроскоп (http://fotomag.com.ua/bresser-bioscienc ... -info.html) и конденсор темного поля для вышеизложенной цели.
Но... уже неделю бьемся над проблемой, наночастиц не видно (или точнее рассеянного ими света). Подсвечиваем образец встроенным в микроскоп освещением.

Увы в этом деле мы пока чайники. Буду признателен за любую информацию которая поможет решить вопрос.
С уважением, Артем

AndreyS
Сообщения: 877
Зарегистрирован: Пт ноя 25, 2005 9:40 pm

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение AndreyS » Пн мар 04, 2013 1:31 am

arteomng писал(а):В данный момент ведутся исследования свойств переноса системы Изопропанол/Ал2О3 (около 20 нм сред размер наночастиц как утверждает производитель).
Вы частицы на электронном мелкоскопе смотрели? Несколько образцов, которые проходили через мои руки были с частицами очччень далекими от сферических несмотря на утверждения производителя. Кроме того, в упомянутой системе без дополнительной стабилизации частицы весьма неустойчивы.

arteomng
Сообщения: 39
Зарегистрирован: Вс мар 03, 2013 9:22 pm

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение arteomng » Пн мар 04, 2013 1:52 am

AndreyS писал(а):
arteomng писал(а):В данный момент ведутся исследования свойств переноса системы Изопропанол/Ал2О3 (около 20 нм сред размер наночастиц как утверждает производитель).
Вы частицы на электронном мелкоскопе смотрели? Несколько образцов, которые проходили через мои руки были с частицами очччень далекими от сферических несмотря на утверждения производителя. Кроме того, в упомянутой системе без дополнительной стабилизации частицы весьма неустойчивы.
Нет, на электронном микроскопе не смотрели. Мы на них вообще ни как не смотрели. Форму частиц мы сами не определяли (должна быть близкой к сфере, так говорит производитель). Система эта очень стабильна.
Мы купили оптический микроскоп, для измерения гидродинамического радиуса методом который описан в этой ветке чуть выше. Но увидеть что-то не получается. Возможно мы не правильно смотрим или вообще так ничего не получится увидеть с нашим оборудованием.

А если частица не сферическая, что того? Этот метод не подойдет?
Простите, если вопрос банальный (

arteomng
Сообщения: 39
Зарегистрирован: Вс мар 03, 2013 9:22 pm

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение arteomng » Пн мар 04, 2013 2:02 am

Нашел ссылку на продукт которым мы пользуемся
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/pro ... &region=UA

Polychemist
Сообщения: 9651
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение Polychemist » Пн мар 04, 2013 7:33 am

arteomng писал(а):Мы купили оптический микроскоп, для измерения гидродинамического радиуса методом который описан в этой ветке чуть выше.
О ёпрст... :facepalm: Изучение 20 нм частиц школьным оптическим микроскопом... Ну хоть немного матчасть изучите... Ну хотя бы эту тему вдумчиво прочитайте... Тут мы толкуем о сложностях интерпретации данных DLS на серьёзных приборах, ловящих наносекундные биения интенсивности рассеянного света. А Вы хотите что-то увидеть невооружённым глазом? В ловлю одиноких 20 нм частиц можно поверить при освещении узким лазерным лучом и наблюдении сбоку путём очень высокоскоростной профессиональной видеокамеры. И да, подобные частицы часто сильно агрегированы, надо разбивать хотя бы УЗ и смотреть на правильных приборах (DLS, SEM, AFM, TEM).

Аватара пользователя
VladimirMSK
Сообщения: 49
Зарегистрирован: Вт ноя 20, 2012 5:54 pm
Контактная информация:

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение VladimirMSK » Пн мар 04, 2013 10:51 am

arteomng писал(а):Добрый вечер! На проводе Одесса :)
В данный момент ведутся исследования свойств переноса системы Изопропанол/Ал2О3 (около 20 нм сред размер наночастиц как утверждает производитель)...

Стала задача определения гидродинамического радиуса частиц и концентрации..

Неделю назад мы купили микроскоп .
Но... уже неделю бьемся над проблемой, наночастиц не видно (или точнее рассеянного ими света). Подсвечиваем образец встроенным в микроскоп освещением.

С уважением, Артем
Привет Одесса!

Из ссылки на Al2O3 видно, что это "dispersion 20 wt. % in isopropanol", думаю, что производитель уже "засабилизировал" этот продукт. 20% концентрация - это как молоко, непрозрачный образец, так? Для DLS и NTA нужно будет сильно разбавлять. Для измерений DLS под 90 градусов, чтобы избежать многократного рассеяния, приблизительно, концентрация (по аналогии с латексом 65 нм) должна быть меньше 10е-4.
Если частицы не сферичные, то методом DLS или NTA вы в любом случае будете измерять гидродинамический радиус частиц. Интерпретация этих измерений усложняется.
Для метода Nanoparticle Tracking Analysis (NTA) данный микроскоп подойдет, но требуется дополнительные "приспособления" - освещение лазером сбоку, цифровая камера (в вашем случае в окуляр, т.к. вы купили бинокуляр, а не тринокуляр), при этом, подойдет недорогая, но чувствительная камера от 30 кадров в секунду, программное обеспечение анализа траектории движения наночастиц. Все это собрать и чтобы работало - непростая задача, проще купить готовое. Ваши частицы около 20 нм - они существенно слабее рассеивают (в сравнении с частицами большего размера) - лазер нужен от 40 мВт. Для NTA 20 нм уже на пределе чувствительности, может и не увидит.

Метод DLS (производитель этим методом тестирует) для данного образца должен работать хорошо (если концентрация достаточная в образце НЧ для измерения). Самостоятельно собрать такую установку будет еще сложней, чем NTA. Опять же, проще купить.

Хорошо бы вам найти где-то эти установки (в представительствах дилеров, например) и свои образцы посмотреть. Я в Москве с DLS мог бы помочь.
Лаборатория применения - оптическая микроскопия и динамическое рассеяние света. MicroscopeWorld точка РУ

AndreyS
Сообщения: 877
Зарегистрирован: Пт ноя 25, 2005 9:40 pm

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение AndreyS » Пн мар 04, 2013 11:26 am

arteomng писал(а):Система эта очень стабильна.
А вы ее разбавьте хотя бы 1:1000 и понаблюдайте за стабильностью.
Кстати, да, если ваш образец таки прозрачный при 20%, то частицы таки нормально стабилизированны. Свежий коллоид оксида кремния с сопоставимыми размерами частиц остается прозрачным даже при 50% (массовых, естественно). Но я в этом очень сильно сомневаюсь.

arteomng
Сообщения: 39
Зарегистрирован: Вс мар 03, 2013 9:22 pm

Re: Измерение размеров наночастиц DLS

Сообщение arteomng » Пн мар 04, 2013 11:38 am

VladimirMSK Спасибо большое за ответ! К сожалению не все так просто в действительности как кажется с первого взгляда :)
Образец наш и правда как молоко. Производитель разумеется его как-то стабилизирует.

Мы хотим создать установку (не дорогую) для измерения гидродинамического радиуса, ну еще концентрацию было бы не плохо измерить. В прицепе сам размер частиц нас не очень интересует. Вы не могли бы порекомендовать литературу, схемы, ссылки и т.п. что может помочь в создании установки. Мы можем позволить себе докупить необходимое.
Конечно, можно купить установку сразу (сколько стоит установка DLS, NTA в Москве?), но денег на SEM, AFM, TEM мы точно не найдем.

С уважением, Артем

Ответить

Вернуться в «аналитическая химия / analytical chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и 5 гостей