通过实验室间比较，对液态介质中的金纳米粒子进行纳米粒子跟踪分析

此处描述的方法用于第三轮实验室间比较。 1. 样品准备 通过 0.02 μm 注射器过滤器过滤水。水过滤是必要的，以消除任何污染颗粒之前，使用它的样品稀释。 要分析新鲜制备的样品，请在过滤的超纯水中稀释 60 nm 黄金胶体分散体积的 50 倍。NTA 分析的建议浓度为每 mL 1 x 107 – 1 x10 9 颗粒。 2. 执行测量 打开系统 连接 NTA 仪器、注射器泵和计算机。打开硬件和软件。相关软件（见 材料表）可确保所有硬件通信运行，并显示实时温度读出。 从 NTA 中取出激光模块，使用组织和压缩空气完全干燥玻璃表面和低体积流动电池 （LVFC） 内部通道、管子和流体端口。 撬动管子 用超纯水冲洗入口流体管，以去除任何颗粒，减少气泡干扰测量的可能性。对于冲洗，仪器外壳内的进水管末端放置在一个废物容器中。 将过滤水的 1 mL 注射器（无针头）插入 Luer 端口，并尽可能快地将约 900μL 的液体推入进水管。离开装有剩余液体的注射器，以防止任何回音。 注射器泵管连接 将LVFC组装到激光模块上，创建 图1中看到的样品室。将出口管连接到 LVFC 的右侧端口。注：入口和出口管的直径不同，入口直径小于出口。交换入出口管连接可能会导致对流电池施加压力和泄漏。 将注射器与入入口管断开，换上含有 1 mL 过滤水的新注射器，确保液体与液体的接触。将入口管连接到 LVFC 的左端口。慢慢将约500μL的液体引入样品室。请注意，确保装载过程中不会引入气泡。最终的管子配置显示在 图 2中。 图1：安装在激光模块上的低体积流细胞组件。  图2：低体积流管配置。请点击这里查看此数字的较大版本。 激光模块加载和系统检查 将充满水的LVFC插入激光模块，然后锁定到位。 将注射器放入注射器泵摇篮并牢固。通过单击软件界面中的 “启动相机”来 初始化摄像机。在界面的 硬件 选项卡中，单击 散射 以移动参考位置。 将相机水平设置为 16，并手动调整对焦，以检查任何颗粒的 diluent。通过左键单击主查看窗口并使用鼠标上下拖动以检查任何粒子来调整视场位置。如果视野中有三个以上的颗粒，这意味着净水或清洁过程存在问题，因此，清洁过程需要重复，或者需要更换或过滤水。 从仪器中取出激光模块。 将注射器与入口管断开，仅用充满空气的注射器更换。慢慢地将空气引入样品室，以去除里面的液体。从激光模块中取出 LVFC 并断开管子。用水清洁激光模块的LVFC玻璃表面和光学玻璃，用纸巾和压缩空气干燥。用压缩空气干燥管子。将 LVFC 重新组装到激光模块上并连接管子，以便进行样品加载。注：此步骤并不总是需要的，但是，在这种情况下，它被添加为额外的预防措施，以进一步减少任何可能的变化。 加载样本 重复步骤2.2.2。将第 1.1 步中分散的 60 nm 金纳米粒子中的 1 mL 的注射器连接到 Luer 端口。通过入口管将样品的 750 μL 缓慢注入 LVFC，并在仪器外观看激光模块，以确保不会引入气泡。 将激光模块加载回 NTA 仪器，然后通过单击软件界面中的 “启动相机”来 初始化相机。在界面的 硬件 选项卡中，单击 散射 以移动到参考对焦位置，检查是否正确设置以提供粒子的清晰图像。 检查视场是否与激光束位置集中设置。通过左键单击软件中的主要查看窗口和鼠标上下拖动来相应地进行调整。 运行 自动设置 功能，自动优化对焦和摄像机水平，确保实现最佳图像质量。注：自动摄像头和对焦参数允许不同实验室之间更加一致，因为这是用户独立。 样本分析 在标准测量（SOP选项卡）中创建一个测量脚本，以获得 5 个 60 年代慢速下的重复视频（粒子应在大约 10 s 时从屏幕的一侧传到另一侧）和恒定流（补充文件 1）。注：建议流，以确保更好地表示整体样本的测量。当样品上传递缓慢的流时，浓度测量的精度和可重复性显著提高，以确保更多的新粒子流经测量区并在实验期间进行分析。视频长度取决于配置文件分布以及分析时间的可变性。60s 的 5 个视频被视为典型的测量持续时间。 为数据设置实验文件名称和位置并开始运行。概述程序之后的分析是由地平线2020 ACEnano项目17的七个实验室进行的。 3. 数据分析 注：所有数据分析均在 v 3.4 软件内完成（见 材料表），不使用其他手动转换或计算。粒子大小数据以原始形式作为直方图分布呈现，并使用斯托克斯-爱因斯坦方程从粒子位置的测量变化中计算。该软件确定 x 和 y 平面中每个粒子移动的平均距离。此值允许确定粒子扩散系数 （D），如果已知样品温度 T 和溶剂粘度η，则可以计算粒子的等效球形流动力学半径 RH。样本的温度由 NTA 自动记录。软件使用的默认样品粘度为水，并包含在上面所示的测量脚本中，但当在测量之前或之后使用不同的样品 diluent 时，用户可以修改粘度。 通过拖动滑块条或在检测阈值下单击软件中的 + 和 按钮 来设置 检测阈值（DT），这是在 2 到 20 之间对可视化粒子进行最佳跟踪的分析参数。确保所选的DT值识别和跟踪尽可能多的可见粒子（在软件图像屏幕上自动标记为红色十字）。 作为设置检测阈值的指导，图像中已识别的粒子数应在大约 30-80 之间，其中不超过 10 个红十字应与观察者不被视为粒子的站点相对应。观察到的蓝色十字架不应超过 5 个（表示噪音）。 图3：阈值设置观察。坏（左）和好（右）检测阈值设置观察。 请点击这里查看此数字的较大版本。 通过按下软件中的 “过程 “按钮自动处理粒子跟踪分析视频。将所有处理参数设置为自动并导出数据，作为.csv格式结果文件，并附上完整的粒子大小分布和描述测量设置的其他元数据。要验证测量质量，请查看软件中的 分析 选项卡或检查.csv输出文件以查看任何警告消息或警报。PDF 结果报告的示例显示在 补充文件 2 中。 阅读模式大小结果和与 PDF 报告相关的标准偏差。注：模式大小结果用于比较在七个实验室中获得的大小，并在第 5 节中显示和讨论。 4. 清洁和干燥 使用后，用干净的水彻底冲洗系统，以清除管道和光学表面的所有样品痕迹。通过观察视野中的颗粒量，可以监测清洁效果。 从 NTA 仪器中取出激光模块。 通过系统加载空气注射器以清空管道和 LVFC。