Asymmetrische flowveld-flow fractionering voor dimensionering van gouden nanodeeltjes in ophanging
Summary
Dit protocol beschrijft het gebruik van Asymmetrische Flow Field-Flow Fractionation in combinatie met UV-vis detectie voor de bepaling van de grootte van een onbekend goud nanodeeltje monster.
Abstract
Deeltjesgrootte is misschien wel de belangrijkste fysisch-chemische parameter die geassocieerd wordt met het begrip nanodeeltje. Nauwkeurige kennis van de grootte en grootteverdeling van nanodeeltjes is van het grootste belang voor verschillende toepassingen. Het groottebereik is ook belangrijk, omdat het de meest “actieve” component van een nanodeeltjesdosis definieert.
Asymmetrische Flow Field-Flow Fractionation (AF4) is een krachtige techniek voor het dimensioneren van deeltjes in suspensie in het groottebereik van ongeveer 1-1000 nm. Er zijn verschillende manieren om grootte-informatie af te leiden uit een AF4-experiment. Naast het online koppelen van AF4 met maatgevoelige detectoren op basis van de principes van Multi-Angle Light Scattering of Dynamic Light Scattering, is er ook de mogelijkheid om de grootte van een monster te correleren met de retentietijd met behulp van een gevestigde theoretische benadering (FFF-theorie) of door deze te vergelijken met de retentietijden van goed gedefinieerde deeltjesgroottenormen (externe groottekalibratie).
We beschrijven hier de ontwikkeling en interne validatie van een standaard operationele procedure (SOP) voor het dimensioneren van een onbekend gouden nanodeeltjesmonster door AF4 in combinatie met UV-visdetectie met behulp van externe groottekalibratie met gouden nanodeeltjesstandaarden in het groottebereik van 20-100 nm. Deze procedure biedt een gedetailleerde beschrijving van de ontwikkelde workflow, waaronder monstervoorbereiding, AF4-instrumentopstelling en -kwalificatie, AF4-methodeontwikkeling en fractionering van het onbekende goudnanodeeltjesmonster, evenals de correlatie van de verkregen resultaten met de vastgestelde kalibratie van de externe grootte. De hier beschreven SOP werd uiteindelijk met succes gevalideerd in het kader van een interlaboratory vergelijkingsstudie die de uitstekende robuustheid en betrouwbaarheid van AF4 benadrukte voor het dimensioneren van nanodeeltjesmonsters in suspensie.
Introduction
Gouden nanodeeltjes (AuNP) in de vorm van colloïdaal goud maakten al lang deel uit van de menselijke cultuur voordat er inzicht was in wat nanodeeltjes waren en voordat de term nanodeeltjes zijn weg had gevonden in de hedendaagse, wetenschappelijke woordenschat. Zonder duidelijke kennis van hun nanoschaal uiterlijk, geschorste AuNP was al gebruikt voor medische en andere doeleinden in het oude China, Arabië, en India in de V-VI eeuwen voor Christus1, en ook de oude Romeinen profiteerden van hun robijnrode kleur om beroemd vlekken op hun aardewerk in de Lycurgus Cup tentoonstelling in het British Museum2. In de westerse wereld, door de eeuwen heen, van de Middeleeuwen tot de Moderne Tijd, werden hangende AuNP voornamelijk gebruikt als kleurstoffen voor glas en glazuur (Paars van Cassius)3 en om een verscheidenheid aan ziekten te behandelen (Drinkbaar Goud), vooral syfilis4.
Al deze studies hadden zich echter voornamelijk gericht op de toepassing van opgeschorte AuNP en het was aan Michael Faraday in 1857 om de eerste rationele benadering in te voeren om hun vorming, hun aard en hun eigenschappen te onderzoeken5. Hoewel Faraday zich er al van bewust was dat deze AuNP zeer minieme dimensies moeten hebben, was het pas bij de ontwikkeling van elektronenmicroscopie toen expliciete informatie over hun grootteverdeling toegankelijk was6,7, waardoor uiteindelijk de correlatie tussen grootte en andere AuNP-eigenschappen mogelijk werd.
Tegenwoordig, dankzij hun vrij eenvoudige en eenvoudige synthese, opmerkelijke optische eigenschappen (oppervlakteplasmonresonantie), goede chemische stabiliteit en dus kleine toxiciteit, evenals hun hoge veelzijdigheid in termen van beschikbare maten en oppervlakteaanpassingen, heeft AuNP wijdverspreide toepassingen gevonden op gebieden zoals nano-elektronica8,diagnostiek 9,kankertherapie10of medicijnafgifte11. Uiteraard is voor deze toepassingen nauwkeurige kennis van de grootte en grootteverdeling van de toegepaste AuNP een fundamentele voorwaarde om een optimale werkzaamheid12 te garanderen en is er een aanzienlijke vraag naar robuuste en betrouwbare hulpmiddelen om deze cruciale fysisch-chemische parameter te bepalen. Tegenwoordig is er een overvloed aan analytische technieken die aunp in suspensie kunnen dimensioneren, waaronder, bijvoorbeeld UV-vis Specroscopie (UV-vis)13, Dynamic Light Scattering (DLS)14 of Single Particle Inductively-Coupled Plasma Mass Spectrometry (spICP-MS)15 met Field-Flow Fractionation (FFF) als sleutelspeler op dit gebied16,17,18,19,20.
FFF werd voor het eerst geconceptualiseerd in 1966 door J. Calvin Giddings21en omvat een familie van op elutie gebaseerde fractioneringstechnieken, waarbij scheiding plaatsvindt binnen een dun, lintachtig kanaal zonder stationaire fase22,23. In FFF wordt scheiding veroorzaakt door de interactie van een monster met een extern krachtveld dat loodrecht op de richting van een laminaire kanaalstroom werkt, waarbij het monster stroomafwaarts meestal naar de respectieve in-line detectoren wordt getransporteerd. Onder deze gerelateerde FFF-technieken is Asymmetrische Flow Field-Flow Fractionation (AF4), waarbij een tweede stroom (cross flow) fungeert als het krachtveld, het meest gebruikte subtype24geworden . In AF4 is de kanaalbodem (accumulatiewand) uitgerust met een semipermeabel ultrafiltratiemembraan dat het monster kan vasthouden terwijl tegelijkertijd de dwarsstroom door het membraan kan gaan en het kanaal via een extra uitlaat kan verlaten. Op deze manier kan de dwarsstroom het monster naar de accumulatiewand duwen en zo de diffusie-geïnduceerde flux (Browniaanse beweging) tegengaan. In een resulterend evenwicht van veld- en diffusie-geïnduceerde fluxen; kleinere monsterbestanddelen met hogere diffusiecoëfficiënten worden dichter bij het kanaalcentrum uitgelijnd, terwijl grotere monsteronderdelen met lagere diffusiecoëfficiënten dichter bij de accumulatiewand worden gevonden. Vanwege het parabolische stromingsprofiel in het kanaal worden daarom kleinere monsterbestanddelen getransporteerd in de snellere laminae van de kanaalstroom en elute vóór grotere monsterbestanddelen. Met behulp van FFF-retentieparameter en Stokes-Einstein diffusiecoëfficiëntvergelijkingen kunnen de elutietijd en respectievelijk het elutievolume van een monster in AF4 vervolgens rechtstreeks worden vertaald in zijn hydrodynamische grootte22. Hier verwijst het beschreven elutiegedrag naar de normale elutiemodus en is meestal geldig voor AF4 binnen een deeltjesgroottebereik tussen ongeveer 1-500 nm (soms tot 2000 nm afhankelijk van deeltjeseigenschappen en fractioneringsparameters), terwijl sterisch-hyperlayer-elutie meestal boven deze groottedrempelvoorkomt 25.
Er zijn drie veelvoorkomende manieren om grootte-informatie af te leiden na scheiding door FFF. Aangezien FFF een modulair instrument is, kan het stroomafwaarts worden gecombineerd met meerdere detectoren zoals maatgevoelige lichtverstrooiingsdetectoren op basis van het principe van Multi-Angle Light Scattering (MALS)26,27, Dynamic Light Scattering (DLS)28,29, of zelfs een combinatie van beide om aanvullende vorminformatie te verkrijgen30,31. Aangezien het retentiegedrag van een monster in een FFF-kanaal echter over het algemeen wordt bepaald door goed gedefinieerde fysische krachten, kan de grootte ook worden berekend met behulp van een wiskundige benadering (FFF-theorie), waarbij een eenvoudige concentratiedetector (bijvoorbeeld een UV-visdetector) voldoende is om de aanwezigheid van een elutingmonster aan te geven32,33.
Als derde optie rapporteren we hier de toepassing van een externe groottekalibratie34,35 met behulp van goed gedefinieerde AuNP-normen in het groottebereik van 20-100 nm voor het dimensioneren van een onbekend gouden nanodeeltjesmonster in suspensie met behulp van AF4 in combinatie met UV-visdetectie. Deze eenvoudige experimentele opzet werd met opzet gekozen om zoveel mogelijk laboratoria in staat te stellen deel te nemen aan een internationale interlaboratory comparison (ILC), die later werd uitgevoerd in het kader van het Horizon 2020-project ACEnano van de Europese Unie op basis van het hier gepresenteerde protocol.
Protocol
Representative Results
Discussion
De hydrodynamische grootte van een onbekende AuNP werd nauwkeurig beoordeeld door AF4 in combinatie met een UV-visdetector met behulp van goed gedefinieerde AuNP-maatnormen variërend van 20 nm tot 100 nm. De ontwikkelde AF4-methode werd geoptimaliseerd met behulp van een constant kruisstroomprofiel om een lineaire relatie tot stand te brengen tussen de gemeten retentietijd en de AuNP-grootte, waardoor een eenvoudige groottebepaling van lineaire regressieanalyse mogelijk werd. Bijzondere aandacht ging ook uit naar het bereiken van voldoende hoge herstelpercentages, wat wijst op geen significant monsterverlies tijdens fractionering, en dat de ontwikkelde AF4-methode, met inbegrip van de toegepaste eluent en het membraan, goed overeenkwam met alle gefractioneerde AuNP-monsters.
Methodeontwikkeling is misschien wel de meest kritieke stap in AF4 en verschillende parameters, waaronder kanaalafmetingen, stroomparameters en eluent-, membraan-, afstandshoogte en zelfs monstereigenschappen moeten in aanmerking worden genomen om de fractionering binnen een bepaald elutietijdvenster te verbeteren. Het doel van deze paragraaf is om de lezer te begeleiden door de kritieke stappen die zijn geoptimaliseerd om met succes de grootte van de onbekende AuNP-steekproef te bepalen die hier wordt besproken. Voor een meer gedetailleerde beschrijving van hoe een AF4-methode in het algemeen te ontwikkelen, wordt de lezer verwezen naar de AF4-sectie van ‘ISO/TS21362:2018 – Nanotechnologies – Analysis of nano-objects using asymmetrical flow and centrifugal field-flow fractionation’25. Als we de toegepaste fractioneringsvoorwaarden in tabel 3nader bekijken, is de eerste kritieke stap de introductie en ontspanning van het AuNP-monster in het AF4-kanaal. Deze stap wordt bepaald door de injectiestroom, focusstroom en kruisstroom, waarvan het samenspel het monster dwingt om dicht bij het membraanoppervlak te lokaliseren en het te concentreren in een smalle band in de buurt van de injectiepoort van het AF4-kanaal en in feite het beginpunt van de fractionering definieert. Een voldoende versoepeling van het monster is verplicht, omdat tijdens deze stap monsteronderdelen van verschillende grootte zich in verschillende hoogten van het AF4-kanaal bevinden, waardoor de basis wordt geboden voor een succesvolle groottefractie. Onvolledige monsterontspanning is meestal zichtbaar door een verhoogd leegtepiekgebied als gevolg van niet-vastgehouden (d.w.z. niet-ontspannen) monsterbestanddelen. Dit effect kan worden verzacht door de injectietijd en/of het toegepaste kruisdebiet te verhogen. Beide parameters moeten echter zorgvuldig worden geoptimaliseerd, met name voor monsters die gevoelig zijn voor agglomeratie en adsorptie op het AF4-membraan, en kunnen worden bewaakt door de respectieve herstelsnelheden die zijn verkregen voor verschillende parameterinstellingen36,37. De toegepaste injectietijd van 5 min samen met een kruisdebiet van 1,0 ml∙min-1 onthulde herstelsnelheden >80% voor alle AuNP-monsters en een verwaarloosbaar leeg piekgebied dat bijna optimale ontspanningsomstandigheden aangeeft. Na voldoende ontspanning van het AuNP-monster werd de scherpstelstroom gestopt en werd monstertransport langs de AF4-kanaallengte naar de respectieve UV-visdetector geïnitieerd als vertegenwoordiger van de tweede kritieke stap. Om een voldoende hoog fractioneringsvermogen op redelijke analysemomenten te garanderen, werd een constant kruisdebiet van 1,0 mL∙min-1 gedurende 30-50 min (afhankelijk van de respectieve gefractioneerde AuNP-groottenorm) gevolgd door een lineair kruisstroombederf van 10 minuten bij een detectordebiet van 0,5 ml.min-1 toegepast. Het gebruik van een constant cross flow profiel over de scheiding van alle AuNP-groottenormen onthulde een lineaire relatie tussen retentietijd en AuNP-grootte volgens FFF-theorie22, waardoor groottebepaling van het onbekende AuNP-monster mogelijk werd door eenvoudige lineaire regressieanalyse. Andere profielen dan een constante dwarsstroom zijn echter ook gebruikt voor het dimensioneren van nanodeeltjes , wat uiteindelijk leidde tot een niet-lineaire relatie tussen retentietijd en deeltjesgrootte38,39. Bovendien is de groottebepaling in AF4 met behulp van goed gedefinieerde maatnormen niet beperkt tot AuNP, maar kan ook worden toegepast op nanodeeltjes met andere maten en elementaire samenstelling (bijv. zilver38,40 of silica nanodeeltjes41,42). Bovendien is ICP-MS bij het werken met verdunde monsters een zeer gevoelige elementaire detector, die kan worden gekoppeld aan AF4, wat bijdraagt aan de veelzijdigheid van deze analytische aanpak voor het dimensioneren van een grote verscheidenheid aan nanodeeltjes in suspensie.
Ondanks de wijdverspreide toepassing heeft externe groottekalibratie met behulp van goed gedefinieerde maatnormen in AF4 enkele eigenaardigheden waarmee rekening moet worden gehouden bij het gebruik ervan voor het nauwkeurig dimensioneren van onbekende monsters. In de eerste plaats is zij sterk afhankelijk van de toepassing van vergelijkbare voorwaarden tijdens de fractionering van de respectieve groottenormen en de werkelijke steekproef. In het hier gepresenteerde geval is het daarom verplicht dat zowel de AuNP-maatnormen als het onbekende AuNP-monster worden gefractioneerd volgens dezelfde AF4-methode en dezelfde eluent en hetzelfde membraan waardoor deze aanpak vrij inflexibel is. Bovendien is het moeilijk om te bepalen of een respectieve AF4-methode met behulp van maatnormen voldoende goed werkt of niet. Dit geldt met name voor onbekende monsters die zeer brede grootteverdelingen vertonen, waarbij het onduidelijk blijft of alle monsterbestanddelen het normale elutiepatroon volgen: fractionering van kleinere tot grotere deeltjes, of dat grotere monsterbestanddelen al in sterisch-hyperlayermodus eluteeren, waardoor mogelijk wordt samengewerkt met kleinere monsterbestanddelen43,44. Hoewel de FFF-theorie benadrukt dat AF4 zich uitsluitend scheidt op basis van verschillen in hydrodynamische grootte waarbij deeltjes als puntmassa’s worden beschouwd zonder interacties met hun omgeving22, vertelt de werkelijkheid een ander verhaal met deeltjes-deeltjes- en deeltjesmembraaninteracties (zoals elektrostatische aantrekking/afstoting of van-der-Waals aantrekkingskracht) kan een aanzienlijke rol spelen en kan mogelijk een meetbare bias in groottebepalingen introduceren via externe groottekalibratie45,46. Het wordt daarom aanbevolen om maatnormen te gebruiken die idealiter overeenkomen met de samenstelling en de oppervlakte-eigenschappen (Zeta-potentiaal) van het deeltje van belang40,42 of, indien deze niet beschikbaar zijn, ten minste gebruik maken van goed gekarakteriseerde deeltjesgroottenormen (bv. polystyreen latexdeeltjes) en hun vergelijkbaarheid met het betrokken deeltje zorgvuldig evalueren, met name wat betreft hun oppervlakte Zetapotentieel in de respectieve omgeving, waarin de analyse moet worden uitgevoerd41,47.
De veelzijdigheid van AF4 wordt vaak beschouwd als de grootste sterkte, omdat het een toepassingsbereik biedt dat verder gaat dan de meeste andere gangbare maattechnieken op dit gebied22,48,49. Tegelijkertijd kan het, vanwege de bijbehorende vermoedelijke complexiteit, ook worden beschouwd als het belangrijkste nadeel ervan, vooral tegen snelle en schijnbaar gebruiksvriendelijke maattechnieken zoals DLS, Nanoparticle Tracking Analysis of ICP-MS met één deeltje. Niettemin wordt bij het relativeren van AF4 met deze populaire maattechnieken duidelijk dat alle technieken hun voor- en nadelen hebben, maar ze dragen allemaal bij aan een uitgebreider begrip van het fysisch-chemische karakter van nanodeeltjes en moeten daarom eerder als complementair dan als concurrerend worden beschouwd.
De hier gepresenteerde standaardbedrijfsprocedure (SOP) benadrukt de uitstekende toepasbaarheid van AF4-UV-vis met externe groottekalibratie voor de dimensionering van een onbekend AuNP-monster in suspensie en werd uiteindelijk toegepast als een aanbevolen richtlijn voor AF4-analyse van een onbekend AuNP-monster binnen een internationale interlaboratory comparison (ILC) die werd uitgevoerd in het kader van het Horizon 2020-project, ACEnano (het resultaat van deze ILC zal het onderwerp zijn van een toekomstige publicatie). Dit protocol draagt dus bij aan de bemoedigende en voortdurende internationale inspanningen om AF4-methodologieën25 , 50,51,52te valideren en te standaardiseren, wat het veelbelovende potentieel van AF4 op het gebied van nanodeeltjeskarakterisering onderstreept.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs willen het hele ACEnano-consortium bedanken voor vruchtbare discussies in alle stadia van de voorbereiding van het hier gepresenteerde protocol. De auteurs waarderen ook de financiering uit het Horizon 2020-programma van de Europese Unie (H2020) in het kader van subsidieovereenkomst nr. 720952 in het kader van het ACEnano-project.
Materials
| 0.1 µm Membrane Filters (hydrophilic PVDF) | Postnova Analytics GmbH | Z-FIL-TEF-002 | Used for filtration of aqueous solutions |
| 0.22 µm PVDF Syringe Filter (d = 33 mm) | Merck Millipore | Durapore Millex | Used for filtration of NovaChem100 |
| Adjustable Volume Pipettes (1000 µL) | Eppendorf AG | Research Plus | Used to prepare diluted AuNP suspensions |
| AF4 cartridge | Postnova Analytics GmbH | AF2000 MF – AF4 Analytical Channel | Component of the AF2000 MF – MultiFlow FFF setup, which is described as AF4-system in the manuscript |
| AF4 Membrane – Regenerated Cellulose (10 kDa MWCO) | Postnova Analytics GmbH | Z-AF4-MEM-612-10KD | Component of the AF2000 MF – MultiFlow FFF setup, which is described as AF4-system in the manuscript |
| Analytical Balance (0.1 mg precision) | Sartorius | ENTRIS124I-1S | Used to weigh SDS and NaOH pellets for preparation of cleaning solution |
| Autosampler | Postnova Analytics GmbH | PN5300 | Component of the AF2000 MF – MultiFlow FFF setup, which is described as AF4-system in the manuscript |
| Channel Oven | Postnova Analytics GmbH | PN4020 | Component of the AF2000 MF – MultiFlow FFF setup, which is described as AF4-system in the manuscript |
| Crossflow Module | Postnova Analytics GmbH | AF2000 MF Control Module | Component of the AF2000 MF – MultiFlow FFF setup, which is described as AF4-system in the manuscript |
| Disposable Pipette Tips (1000 µL) | Eppendorf AG | ep T.I.P.S | Used to prepare diluted AuNP suspensions |
| Flasks (e.g. 2 liter volume) | neoLab | 1-0199 | Used for eluent storage |
| Focus Pump | Postnova Analytics GmbH | PN1131 | Component of the AF2000 MF – MultiFlow FFF setup, which is described as AF4-system in the manuscript |
| Glass Vials (e.g. 1.5 mL volume) | Postnova Analytics GmbH | VIA-002 | Used for sample storage |
| Gold Nanoparticle Size Standards (20 nm, 40 nm, 80 nm, 100 nm) | Postnova Analytics GmbH | NovaCal Gold | 50 mg L-1 each, used to establish the size calibration function |
| Magnetic Stirrer | IKA | VIBRAX-VXR | Used to accelerate dissolution of SDS and NaOH pellets in UPW |
| Personal Computer (PC) | Dell Technologies | / | Unit to control AF4 runs, record and evaluate collected data, for necessary hardware and software requirements the reader is referred to the Postnova AF2000 manual |
| Personal protection gear (gloves, lab coat, glasses etc.) | / | / | In accordance with respective laboratory’s safety rules for working with chemicals including engineered nanomaterials |
| Screw Top for Glass Vials (e.g. 1.5 mL volume) | Postnova Analytics GmbH | Z-VIA-09150868 | Used for sample storage |
| Sodium Dodecyl Sulfate (SDS), ≥99 %, Blotting Grade | Carl Roth GmbH & Co KG | 2326.1 | Used for the preparation of the cleaning solution |
| Sodium Hydroxide (NaOH) Pellets, ≥98 %, p.a | Carl Roth GmbH & Co KG | 6771.1 | Used for the preparation of the cleaning solution |
| Software Package for Control and Data Acquisition | Postnova Analytics GmbH | NovaFFF AF2000 Software | Software for performing Af4 runs and data aquisition, for necessary hardware and software requirements the reader is referred to the Postnova AF2000 manual |
| Software Package for Data Evaluation | Postnova Analytics GmbH | NovaAnalysis Software | Software for AF4 data evaluation, for necessary hardware and software requirements the reader is referred to the Postnova NovaAnalysis manual |
| Software Package for final Data Processing | OriginLab Corporation | Origin 2019 | Used for final data processing |
| Solvent Degasser | Postnova Analytics GmbH | PN7520 | Component of the AF2000 MF – MultiFlow FFF setup, which is described as AF4-system in the manuscript |
| Solvent Selector | Postnova Analytics GmbH | PN7310 | Component of the AF2000 MF – MultiFlow FFF setup, which is described as AF4-system in the manuscript |
| Solvent Organizer | Postnova Analytics GmbH | PN7140 | Component of the AF2000 MF – MultiFlow FFF setup, which is described as AF4-system in the manuscript |
| Surfactant Mixture | Postnova Analytics GmbH | NovaChem100 | Mixture of different surfactants and salts used for eluent preparation |
| Tip Pump | Postnova Analytics GmbH | PN1130 | Component of the AF2000 MF – MultiFlow FFF setup, which is described as AF4-system in the manuscript |
| Unknown AuNP sample | BBI Solutions | EM.GC60 | 60 nm AuNP sample used for size determination via size calibration function |
| UV-vis Detector | Postnova Analytics GmbH | PN3211 | UV-vis detector For downstream coupling with the AF4 system |
| Vacuum Filtration Unit | Postnova Analytics GmbH | Eluent Filtration System | Used to ensure low particle backgrounds and removal of dissolved air in the used eluents to ensure optimum AF4 fractionation conditions |
| Vortex | IKA | Vortex Genie 2 | Used for homogenization of diluted AuNP suspensions |
| Water Purification System | Merck Millipore | Milli-Q Integral 5 | Used to generate ultrapure water (UPW, 18.2 MΩcm resistivity) for preparation of cleaning solution, eluents and dilution of AuNP suspensions |
References
- Dykman, L. A., Khlebtsov, N. G. Gold nanoparticles in biology and medicine: recent advances and prospects. Acta Naturae. 3 (2), 34-55 (2011).
- Wagner, F. E., et al. Before striking gold in gold-ruby glass. Nature. 407 (6805), 691-692 (2000).
- Hunt, L. B. The true story of Purple of Cassius. Gold Bulletin. 9 (4), 134-139 (1976).
- Higby, G. J. Gold in medicine. Gold Bulletin. 15 (4), 130-140 (1982).
- Faraday, M. X. The Bakerian Lecture. -Experimental relations of gold (and other metals) to light. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 147, 145-181 (1857).
- Borries, B. v., Kausche, G. A. Übermikroskopische Bestimmung der Form und Größenverteilung von Goldkolloiden. Kolloid-Zeitschrift. 90 (2), 132-141 (1940).
- Turkevich, J., Hillier, J. Electron Microscopy of Colloidal Systems. Analytical Chemistry. 21 (4), 475-485 (1949).
- Homberger, M., Simon, U. On the application potential of gold nanoparticles in nanoelectronics and biomedicine. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical, and Engineering Sciences. 368 (1915), 1405-1453 (2010).
- Cordeiro, M., Ferreira Carlos, F., Pedrosa, P., Lopez, A., Baptista, P. V. Gold Nanoparticles for Diagnostics: Advances towards Points of Care. Diagnostics. 6 (4), 43 (2016).
- Vines, J. B., Yoon, J. H., Ryu, N. E., Lim, D. J., Park, H. Gold Nanoparticles for Photothermal Cancer Therapy. Frontiers in Chemistry. 7, 167 (2019).
- Dreaden, E. C., Austin, L. A., Mackey, M. A., El-Sayed, M. A. Size matters: gold nanoparticles in targeted cancer drug delivery. Therapeutic Delivery. 3 (4), 457-478 (2012).
- Safh, B. P., Antosh, M. Effect of size on gold nanoparticles in radiation therapy: Uptake and survival effects. Journal of Nanomedicine. 2 (1), 1013-1020 (2019).
- Haiss, W., Thanh, N. T. K., Aveyard, J., Fernig, D. G. Determination of size and concentration of gold nanoparticles from UV-Vis spectra. Analytical Chemistry. 79 (11), 4215-4221 (2007).
- Zheng, T., Bott, S., Huo, Q. Techniques for accurate sizing of gold nanoparticles using dynamic light scattering with particular application to chemical and biological sensing based on aggregate formation. ACS Applied Materials & Interfaces. 8 (33), 21585-21594 (2016).
- Liu, J., Murphy, K. E., MacCuspie, R. I., Winchester, M. R. Capabilities of single particle inductively coupled plasma mass spectrometry for the size measurement of nanoparticles: a case study on gold nanoparticles. Analytical Chemistry. 86 (7), 3405-3414 (2014).
- Contado, C., Argazzi, R. Size sorting of citrate reduced gold nanoparticles by sedimentation field-flow fractionation. Journal of Chromatography. A. 1216 (52), 9088-9098 (2009).
- Calzolai, L., Gilliland, D., Garcìa, C. P., Rossi, F. Separation and characterization of gold nanoparticle mixtures by flow-field-flow fractionation. Journal of Chromatography. A. 1218 (27), 4234-4239 (2011).
- Schmidt, B., et al. Quantitative characterization of gold nanoparticles by field-flow fractionation coupled online with light scattering detection and inductively coupled plasma mass spectrometry. Analytical Chemistry. 83 (7), 2461-2468 (2011).
- Mekprayoon, S., Siripinyanond, A. Performance evaluation of flow field-flow fractionation and electrothermal atomic absorption spectrometry for size characterization of gold nanoparticles. Journal of Chromatography. A. , (2019).
- López-Sanz, S., Rodríguez Fariñas, N., Zougagh, M., Rios, A., Rodriguez Martín-Doimeadios, R. C. C. AF4-ICP-MS as a powerful tool for the separation of gold nanorods and nanospheres. Journal of Analytical Atomic Spectrometry. , (2020).
- Giddings, C. J. A new separation concept based on a coupling of concentration and flow nonuniformities. Separation Science. 1 (1), 123-125 (1966).
- Schimpf, M. E., Caldwell, K., Giddings, J. C. . Field-flow fractionation handbook. , (2000).
- Contado, C. Field flow fractionation techniques to explore the “nano-world”. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 409 (10), 2501-2518 (2017).
- Wahlund, K. G., Giddings, J. C. Properties of an asymmetrical flow field-flow fractionation channel having one permeable wall. Analytical Chemistry. 59 (9), 1332-1339 (1987).
- ISO. ISO /TS 21362:2018 Nanotechnologies – of nano-objects using asymmetrical-flow and centrifugal field-flow fractionation. ISO. , (2018).
- Gogos, A., Kaegi, R., Zenobi, R., Bucheli, T. D. Capabilities of asymmetric flow field-flow fractionation coupled to multi-angle light scattering to detect carbon nanotubes in soot and soil. Environmental Science: Nano. 6 (1), 584-594 (2014).
- Müller, D., et al. Integration of inverse supercritical fluid extraction and miniaturized asymmetrical flow field-flow fractionation for the rapid analysis of nanoparticles in sunscreens. Analytical Chemistry. 90 (5), 3189-3195 (2018).
- Capomaccio, R., et al. Gold nanoparticles increases UV and thermal stability of human serum albumin. Biointerphases. 11 (4), (2016).
- Levak, M., et al. Effect of protein corona on silver nanoparticle stabilization and ion release kinetics in artificial seawater. Environmental Science & Technology. 51 (3), 1259-1266 (2017).
- Mehn, D., et al. Larger or more? Nanoparticle characterisation methods for recognition of dimers. RSC Advances. 7 (44), 27747-27754 (2017).
- Sogne, V., Meier, F., Klein, T., Contado, C. Investigation of zinc oxide particles in cosmetic products by means of centrifugal and asymmetrical flow field-flow fractionation. Journal of Chromatography. A. 1515, 196-208 (2017).
- Cumberland, S. A., Lead, J. R. Particle size distributions of silver nanoparticles at environmentally relevant conditions. Journal of Chromatography. A. 1216 (52), 9099-9105 (2009).
- de Carsalade du pont, V., et al. Asymmetric field flow fractionation applied to the nanoparticles characterization: Study of the parameters governing the retention in the channel. International Congress of Metrology. , (2019).
- Loeschner, K., et al. Optimization and evaluation of asymmetric flow field-flow fractionation of silver nanoparticles. Journal of Chromatography. A. 1272, 116-125 (2013).
- Mudalige, T. K., Qu, H., Linder, S. W. An improved methodology of asymmetric flow field flow fractionation hyphenated with inductively coupled mass spectrometry for the determination of size distribution of gold nanoparticles in dietary supplements. Journal of Chromatography. A. 1420, 92-97 (2015).
- Dubascoux, S., Von Der Kammer, F., Le Hécho, I., Gautier, M. P., Lespes, G. Optimisation of asymmetrical flow field flow fractionation for environmental nanoparticles separation. Journal of Chromatography. A. 1206 (2), 160-165 (2008).
- Hagendorfer, H., et al. Application of an asymmetric flow field flow fractionation multi-detector approach for metallic engineered nanoparticle characterization – and limitations demonstrated on Au nanoparticles. Analytica Chimica Acta. 706 (2), 367-378 (2011).
- Geiss, O., Cascio, C., Gilliland, D., Franchini, F., Barrero-Moreno, J. Size and mass determination of silver nanoparticles in an aqueous matrix using asymmetric flow field flow fractionation coupled to inductively coupled plasma mass spectrometer and ultraviolet-visible detectors. Journal of Chromatography. A. 1321, 100-108 (2013).
- Makselon, J., Siebers, N., Meier, F., Vereecken, H., Klumpp, E. Role of rain intensity and soil colloids in the retention of surfactant-stabilized silver nanoparticles in soil. Environmental Pollution. 238, 1027-1034 (2018).
- Bolea, E., Jiménez-Lamana, J., Laborda, F., Castillo, J. R. Size characterization and quantification of silver nanoparticles by asymmetric flow field-flow fractionation coupled with inductively coupled plasma mass spectrometry. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 401 (9), 2723-2732 (2011).
- Barahona, F., et al. Simultaneous determination of size and quantification of silica nanoparticles by asymmetric flow field-flow fractionation coupled to ICPMS using silica nanoparticles standards. Analytical Chemistry. 87 (5), 3039-3047 (2015).
- Aureli, F., D’Amato, M., Raggi, A., Cubadda, F. Quantitative characterization of silica nanoparticles by asymmetric flow field flow fractionation coupled with online multiangle light scattering and ICP-MS/MS detection. Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 30, 1266-1273 (2015).
- Myers, M. N., Giddings, J. C. Properties of the transition from normal to steric field-flow fractionation. Analytical Chemistry. 54 (13), 2284-2289 (1982).
- Giddings, J. C. Retention (steric) inversion in field-flow fractionation: practical implications in particle size, density and shape analysis. Analyst. 118 (12), 1487-1494 (1993).
- Wahlund, K. G. Flow field-flow fractionation: Critical overview. Journal of Chromatography. A. 1287, 97-112 (2013).
- Bendixen, N. L., Adlhart, S., Lattuada, C., Ulrich, A. Membrane-particle interactions in an asymmetric flow field flow fractionation channel studied with titanium dioxide nanoparticles. Journal of Chromatography A. 1334, 92-100 (2014).
- Qu, H., Quevedo, I. R., Linder, S. W., Fong, A., Mudalige, T. K. Importance of material matching in the calibration of asymmetric flow field-flow fractionation: material specificity and nanoparticle surface coating effects on retention time. Journal of Nanoparticle Research. 18 (10), 292 (2016).
- Giddings, J. C. Field-flow fractionation: analysis of macromolecular, colloidal, and particulate materials. Science. 260 (5113), 1456-1465 (1993).
- Cascio, C., Gilliland, D., Rossi, F., Calzolai, L., Contado, C. Critical experimental evaluation of key methods to detect, size and quantify nanoparticulate silver. Analytical Chemistry. 86 (24), 12143-12151 (2014).
- Caputo, F., et al. Measuring particle size distribution by asymmetric flow field flow fractionation: a powerful method for the pre-clinical characterisation of lipid-based nanoparticles. Molecular Pharmaceutics. 16 (2), 756-767 (2019).
- Parot, J., Caputo, F., Mehn, D., Hackley, V. A., Calzolai, L. Physical characterization of liposomal drug formulations using multi-detector asymmetrical-flow field flow fractionation. Journal of Controlled Release: Official Journal of the Controlled Release Society. 320, 495-510 (2020).
- ASTM. ASTM WK68060 – New Test Method for Analysis of Liposomal Drug Formulations using Multidetector Asymmetrical-Flow Field-Flow Fractionation (AF4). ASTM. , (2019).
