الأشعة فوق البنفسجية فيس الوصف الطيفي للمواد النانوية في وسائل الإعلام المائية

وهناك عدة طرق متاحة لتحديد خصائص الخواص المتصلة بالنانو (مثل الطرد الفائق التحليل(AUC)، ومجهر الإلكترون المسح الضوئي/المجهر الإلكتروني (SEM/TEM)، وتشتت الضوء الديناميكي (DLS)^10،11). ومع ذلك، تفتقر هذه التقنيات إلى بساطة الأشعة فوق البنفسجية فيس للحصول على النتائج الأولية في توصيف ^NMs12،13. الأشعة فوق البنفسجية فيس هو أداة مشتركة حتى في المختبرات غير مجهزة تجهيزا جيدا، مما يجعلها أداة لا تضاهى لوصف ^NMs6. عند توصيف NMs ، من المهم النظر في القيود ونقاط القوة والضعف في التقنيات التي سيتم تطبيقها. في مطياف الأشعة فوق البنفسجية-فيس، شعاع الضوء يمر عبر حجرة العينة مما أدى إلى قيم الامتصاص. ونتيجة لذلك، قد تتداخل الاهتزازات الخارجية، والضوء الخارجي، والملوثات، وأداء المستخدم مع القياس ^{والنتائج4,12}. وبالمثل، عند رسم منحنى المعايرة لتحديد حجم عينة غير معروفة، من المهم تسجيل جميع القياسات اللازمة لبناء المعايرة، حيث أن العوامل المفقودة قد تسهم في الاختلافات بين القياسات والمستخدمين.

على سبيل المثال، قد يكون الاختلاف الكبير في متوسط _Absmax العام للعينة غير المعروفة مرتبطا بالاختلافات بين المختبرات بسبب الاعتماد بين كثافة الحزمة وموقعها والأداة ^{نفسها17,18}. وعلاوة على ذلك، فإن البيانات المفقودة لحجم 100 نانومتر من المختبر 5، بسبب مشكلة تلوث، قد تسهم أيضا في الاختلافات العالية بين النتائج، لأن البيانات المفقودة ربما أثرت على منحنى المعايرة والمعادلة المتعددة الحدود المرسومة المستخدمة لحساب حجم تعليق AUNP غير المعروف. ومن المؤكد أن إمكانية الاستنساخ بين البروتوكولات والمختبرات يمكن أن تكون معقدة، لأن العديد من العوامل قد تسهم في عدم الاتساق في الأنشطة المختبرية، مما يؤدي إلى عدم قدرة الباحثين في بعض الأحيان على إعادة إنتاج النتائج من مختبرات أخرى، مما قد يؤدي إلى تباطؤ التقدم العلمي، وإضاعة الوقت والمال ^{والموارد19}. ويتطلب التوصيف الناجح للخصائص الفيزيائية الكيميائية للمركبات غير الكيميائية، ولا سيما الحجم، طريقة سهلة التنفيذ من جانب جميع المختبرات المشاركة، يمكن معالجتها في الغالب باتباع تكرار منهجي ومفاهيمي، مثل إنشاء نظام تشغيلي، وتدريب على الأجهزة، وتجنب استخدام عينات غير مسماة أو متعددة التلوث^(19).

وبالمثل، فإن جودة واستقرار تعليق الغروانية هي أيضا عوامل هامة للنظر، كما التغيرات في خصائصها الفيزيائية الكيميائية قد تؤدي إلى نتائج مختلفة. لذلك ، لضمان استقرارها لفترات أطول ، يجب تخزين تعليق الجسيمات النانوية في الظلام عند 4 درجات مئوية. وبالمثل، خلال عملية الشحن، يجب أن تبقى عينات aliquoted الباردة، كما فترات طويلة في درجة حرارة الغرفة قد يؤدي إلى تراكم ^كبير20. بالإضافة إلى ذلك، للتغلب على الإخفاقات في توصيف NM، من الضروري توفير الوصول إلى البيانات الأصلية والبروتوكولات والمواد البحثية الرئيسية بين المختبرات المتعاونة، خاصة عند تقييم الكفاءة والاتساق والموثوقية من خلال ^ILC15. إن توضيح هذه العوامل وإتاحتها أمر أساسي لتحقيق توصيف ناجح ل NM من قبل أي مختبر أو معدات. قد يؤدي تجاهل هذه الجوانب إلى عدم إمكانية إعادة الإنتاج والدقة والنتائج المضللة أو ^{الخاطئة15}. على الرغم من أن الأشعة فوق البنفسجية فيس الطيف ثبت أن معيار الذهب في توصيف NM، فإنه يمكن استغلالها في العديد من المجالات الأخرى لأنها تسمح بتحديد كمي لمجموعة ديناميكية موسعة من الحلول في كل من المركبات غير العضوية ^{والعضوية6،21}.

الى جانب ذلك ، يمكن بسهولة الأشعة فوق البنفسجية فيس يمكن الجمع بينها وبين أدوات أخرى لقياس مجموعة كبيرة ومتنوعة من السمات ، وبالتالي تحسين نوعية أي ^analysis22. واستنادا إلى هذه الميزات، يستخدم UV-Vis على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل في مجال الأدوية الحيوية من خلال قياس أطياف UV-Vis في حلول البروتين عالية التركيز، في التحكم البيئي عند مقارنة أوجه التشابه بين الملوثات والشوائب المتعلقة بالمنتج في الوقت الحقيقي، في محطات معالجة مياه الصرف الصحي الصناعية كجزء من اللوائح لتحديد لون مياه الصرف الصحي ومستوى ^{المقبولية22، 23- ال 23- الأرباح التي ي} بالتأكيد ، مع تقدم التكنولوجيا والميزات والخبرات الأكثر تقدما تصبح متاحة في قياس الطيف ، فإن زيادة توسيع التطبيقات والمعلمات التي يمكن قياسها باستخدام هذه التقنية ^سيحدث22. على سبيل المثال، في التطبيقات الميدانية، يعد قياس الطيف بالأشعة فوق البنفسجية على الإنترنت أداة قيمة لرصد العديد من المعلمات في الوقت الحقيقي وفي أنواع مختلفة من السوائل، وهي ميزة استثنائية بين أنظمة الاستشعار عبر ^{الإنترنت22}.

تم تصميم ILC الموصوفة هنا كاختبار ل SOP الذي تم تطويره للأشعة فوق البنفسجية بين ستة مختبرات مشاركة تشارك في مشروع ACEnano H2020. وأظهر تحليل النتائج أن لجنة القانون الدولي توفر معلومات قيمة تتيح الثقة التقنية في طريقة داخلية لتوصيف NM من قبل كل مختبر مشارك. وأكد جمع البيانات في قالب ثابت اتساق النتائج وسرعة تفسيرها، وقدم نموذجا لتقدير حجم عينة غير معروفة من عينة من عينات الكمية غير المعروفة من الكمية، مما أظهر أيضا إمكانية التكرار بين النتائج عند إدراج نقاط كافية في منحنى المعايرة. وعلاوة على ذلك، أثبتت النتائج فعالية الأشعة فوق البنفسجية فيس لتوصيف NM وكذلك أهمية وضع بروتوكولات أفضل الممارسات. ويتيح هذا النهج كذلك فرصة للإجراء المنفذ للمساهمة في وضع إطار تشريعي من خلال بروتوكولات توصيف NM القابلة للاستنساخ القائمة على اختيار الأسلوب وتفسير البيانات ذات الصلة بجهات تنظيم الاعتماد وهيئات إدارة البحوث.