Posted in | Nanomaterials

Stabilitet af nanopartikler ændre sig afhængigt af pH for Miljø

Published on June 10, 2010 at 3:07 AM

Ved hjælp af en kemisk trick, der giver dem mulighed for at ændre surhedsgraden af ​​en løsning næsten øjeblikkeligt, har et hold på National Institute of Standards and Technology (NIST) viste en enkel og effektiv teknik til at kvantificere, hvordan stabiliteten i nanopartikel løsninger ændre sig, når surhedsgrad deres miljø pludselig ændres.

Den målemetode, og problemet studerede er en del af en bredere indsats på NIST at forstå miljø-, sundheds-og sikkerhedsmæssige konsekvenser af nanopartikler.

Enhver ændring i nanopartikel opløselighed med lokale surhedsgrad (pH) i sidste ende påvirker, hvordan de er fordelt i miljøet samt deres potentiale for optagelse i organismer. Det er afgørende, når designe nanopartikler til brug inden for medicin, forklarer NIST kemiingeniør Vivek Prabhu. "Celler i kroppen er meget opdelte. Der er steder i den celle, der har vidt forskellige pH-værdi. For eksempel, i havet af cellen cytosolen, er pH-reguleret til at være omkring 7.2, hvilket er lidt grundlæggende. Men inden for lysosomet, hvilket er hvor tingene gå for at få brudt ned, pH er omkring 4,5, så det er meget sure. "

Skiftende forsøg på NIST vise, hvordan sammenklumpning af typiske nanopartikler i en løsning afhænger af ændringer i surhedsgrad.

Nanopartikler designet til brug i medicinsk behandling eller som kontraststoffer til medicinsk billedbehandling typisk er belagt med molekyler for at forhindre partikler fra klumpe sammen, hvilket ville reducere deres effektivitet. Men effekten af ​​anti-sammenklumpning belægning ofte afhænger af pH i miljøet. Ifølge NIST holdet, mens det er relativt nemt at sætte nanopartikler i en opløsning på et bestemt pH-værdi og til at undersøge stabiliteten af ​​suspensionen over lange gange er det svært at fortælle, hvad der sker, når partiklerne er pludselig udsat for et andet niveau af syreindhold, som ofte forekommer i miljøet og anvendelse sammenhænge. Hvor lang tid tager det dem til at reagere på denne forandring, og hvordan?

"Vores idé låner nogle af de materialer, der anvendes i fotolitografi at lave mikrokredsløb", siger Prabhu. "Der er molekyler, der bliver syrer, når du skinne en lys over dem-foto syre generatorer. Så i stedet for manuelt at hælde syre i en løsning og omrøring den rundt, du starter med en løsning, hvor disse molekyler allerede er blandet og opløst. Når du skinne lys på det ... BAM! Fotolyse forekommer, og det bliver sure. " Surhedsgrad af løsningen kan gøres for at springe et stort skridt for et beløb valgt af forsøgslederen-uden at behøve at vente til blanding eller forstyrrende løsningen. "Det giver dig en måde at sonde nanopartikel løsning dynamik på meget kortere tidshorisonter end før," siger Prabhu.

Ved hjælp af deres "instant acid" teknik og lysspredning instrumenter til at overvåge sammenlægning af nanopartikler, NIST holdet fulgte væksten af ​​klynger af kemisk stabiliseret latex nanopartikler for de første par sekunder efter overtalelse pH overgang med lys. Deres resultater viser, at under visse betingelser at stabiliteten i nanopartikler, deres tendens modstå sammenklumpning-bliver meget følsomme over for pH. Undersøgelser som disse kan give et stærkere fundament for at designe nanopartikler til applikationer såsom målrettet tumor celler, der har niveauer af syrlighed markant anderledes end normale celler.

Kilde: http://www.nist.gov/index.html

Last Update: 6. October 2011 06:00

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit