纳米级金颗粒粒度标准物质

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料。由于它的尺寸很小，会产生很多特殊的效应，比如小尺寸效应、隧道效应以及大的比表面积效应等，因此使得纳米材料表现出不同的物理化学特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，因而现在纳米材料被广泛应用于医药、化工、冶金、电子、机械、轻工、建筑及环保等行业。但由于其颗粒非常小，因此颗粒大小的检测也就成为了挑战，国际上对于超细颗粒的粒度测试一般有三种方法，即电子显微镜、动态光散射以及激光衍射。

建立激光衍射法测定乳糖粉体颗粒粒度的方法学。方法：采用丹东百特 Bettersize 2600 激光粒度分析仪，配置全自动干法分散系统，对不同的乳糖粉体粒度测试进行了系统研究；通过测试不同分散压力下药物颗粒的粒径，系统考察分散能量对粒度测量结果的影响。结论：通过比对，最终确认干法分散能够较好地控制风险，数据相关性也更加合理。

建立激光衍射法测定多种中药粉体颗粒粒度的方法学。方法：采用丹东百特 Bettersize2600 激光粒度分析仪，配置全自动干法 & 湿法分散系统，对不同的中药粉体粒度测试进行了系统研究；湿法对浸润和分散等因素进行了考察，而干法通过测试不同分散压力下药物颗粒的粒径，系统考察分散能量对粒度测量结果的影响。结论：通过比对，最终确认干法分散风险更低，数据相关性也更加合理。

在生物药的蛋白类制剂研究领域中，颗粒污染物或者外来颗粒的引入造成的制剂安全问题普遍受到重视，然而，由于此类制剂的一些特殊性质，如何区分此类制剂中外来颗粒成为一项难题。蛋白类制剂颗粒粒度检测推荐使用胤煌科技YH-FIPS系列流式成像粒度仪产品。可以用流体成像的方式，加上人工智能颗粒分类，来区分颗粒的大小、浓度、数量等。该设备同时满足USP1787和USP1788药典要求，为药品研发带来质量保证。

近些年来，纳米颗粒材料被越来越广泛的应用于衣食住行等各领域内，由此带来的潜在的纳米颗粒污染问题，逐渐引起了人们的重视。单颗粒电感耦合等离子体质谱（spICP-MS）技术是近年来发展起来的可用于进行纳米颗粒表征的方法。使用此方法，可实现一次进样同时完成颗粒粒径、数量浓度、元素含量及粒径分布的分析。

粒度检测无论是在生物医药、材料化工还是建筑环保等领域，都是一个非常受到重视的检测项，因为颗粒的大小常常会影响到该产品的品质，如何进行颗粒粒径的描述，常见的描述有以下几种

在生物制药领域，潜伏着一批极其细小的“颗粒”，这些小的颗粒，虽然身材瘦小，但身体里却蕴含着巨大的能量。一个小小的蛋白分子，却有着世界上任何一台精密仪器都不具备的复杂结构和表达能力；一个小的病毒或者疫苗分子，虽然结构看似极为简单，但却有着惊人的复制或者免疫的能力；一个小小的脂质体分子，其双分子层结构却成为某些药物的载体。可以这么说，不论是蛋白病毒分子，还是脂质体/乳制剂，又或者是外泌体/量子点，这些小的颗粒活跃在生物制药各个领域。然而这些纳米级的微观颗粒都非常小，如何准确测试这些颗粒的大小就成为了一个大的挑战。方法：采用丹东百特 Bettersize90 激光粒度分析仪。

在这篇应用报告中，我们通过安东帕Litesizer 500仪器使用DLS和ELS，来确定2 nm-10 nm纳米金颗粒的胶体稳定性。

伴随着工程纳米材料在各个不同产品和过程的使用不断增加，人们开始对纳米粒子（ENPs）的释放对环境和人类健康造成的影响产生了担心。当研究如何准确测定植物吸收的单颗粒ENPs时，样品制备成该研究的最大的挑战。目前的样品制备技术局限性在于，一旦纳米颗粒ENPs进入植物组织它的浓度及特性就不受控制，因为它们是主要依靠酸来溶解的。这种技术的缺陷我们可以通过仔细选择纳米颗粒ENPs提取执行分析程序来避免。单颗粒等离子体技术允许大量样品的快速分析，同时获得粒度、产量、浓度和粒度分布等信息。这项研究工作的目标是开发一种从植物中提取其吸收的纳米颗粒ENPs的程序并借助单颗粒等离子体质谱仪进行分析。

要研究纳米颗粒（ENPs）对环境的影响，就必须探索纳米颗粒（ENPs）如何通过在水和土壤中的迁徙而被植物吸收的。如果纳米颗粒ENPs最终为食品作物所吸收，那么人类就直接面临ENPs释放造成的影响。研究团队研究的是如何准确测定植物吸收的单颗粒ENPs，在具体实验过程中，样品制备成该研究的最大的挑战。就我们所知，目前的样品制备技术局限性在于，一旦纳米颗粒ENPs进入植物组织它的浓度及特性就不受控制，因为它们是主要依靠酸来溶解的。该技术的缺陷可以通过甄选合适的提取方法并结合单颗粒ICPMS（SP-ICP-MS）技术来避免，SP-ICP-MS可最大程度保留颗粒尺寸信息，并在短时间内分析大量样品。同时获得粒度、浓度和粒度分布等信息。?这项研究工作的目标是开发一种从植物中提取其吸收的纳米颗粒ENPs的程序并借助单颗粒等离子体质谱仪进行分析。一旦这些步骤可以确定可行，那么它们都会被用于西红柿摄取金（Au）纳米颗粒含量的测定，这里介绍的内容有更加深入的研究可见参考文献。

有一系列的分析技术都可以用来测量纳米颗粒的粒径。下面我们列出了六种方法，它们都可以提供总体层面(E)或者单个纳米颗粒层面(SP)的信息:1. 动态光散射(E)2. 圆盘离心(E)3. 纳米粒子追踪分析(SP)4. 可调谐电阻脉冲传感（SP）5. 原子力显微镜(SP)

纳米炭黑作为一种非常重要的功能材料已在橡胶、塑料行业得到广泛应用，其粒径和粒径分布直接影响产品的工艺性能和使用性能。目前，表征炭黑粒度的方法很多，比如筛分法、电镜法、沉降法、激光法等。筛分法设备简单，结果直观，但筛孔尺寸会随使用时间和使用频率而变化，即便筛网定期会经过校准，但要克服尺寸的这种变化较为困难。但该法测试样品量大，代表性强，在炭黑行业仍作为炭黑出厂指标在产品合格证中列示。电镜法分辨率高，结果直观，容易得到一次粒径结果，但由于炭黑是不易分散的团聚体，得到的粒径分析结果难以代表样品在实际应用时的分散程度及粒度分布状态，也无法指导纳米级炭黑发挥其应有的性能优势。此时，用离心沉降法、激光衍射分析法测得的包含有二次粒径信息的粒度分布数据就更具有实际指导意义。

颜料、油漆、墨水中微小颗粒的平均直径在数纳米至微米之间，它们的密度都比较低，用一般的（RCF在数万级的）高速离心机很难得到满意的结果。在进行这些样品沉淀材料的分析研究中，一般容量都不会很大，日立微量超速离心机CS150FNX（落地）及CS150NX（台式）是最好的选择。

高灵敏度和低背景噪音对 ICP-MS 法检测小纳米颗粒至关重要。纳米颗粒电离生 成的信号随粒径的立方而减小。这就要求检测极小颗粒（如 10 nm Au 颗粒 (NIST 8011)）时，ICP-MS 仪器的灵敏度远高于检测一般 NIST 参比物质（如 NIST 8012 (30 nm) 和 8013 (60 nm)）时的要求。 本研究证明了 Agilent 7800 ICP-MS 能够轻松达到测定 10 nm Au 纳米颗粒所需的信噪比，无需复杂的反应池气体或定制调谐条件即可实现。所采用的标准操作条件可 轻松应用于含有其他元素（例如 Ag）的纳米颗粒。

根据欧盟委员会 (EC) 建议 (2011/696/EU)，出于监管的目的，纳米材料是“含有呈未结合态、聚集体或聚结物颗粒的天然材料、人为偶发 材料或制造材料，其中 50% 以上颗粒的粒径分布数量中，三维尺寸 至少有一维介于 1 nm-100 nm 之间”。具有纳米级外形尺寸或内部 结构的材料表现出材料宏观尺度形态中不存在的独特性质。Agilent 8900 串联四极杆 ICP-MS (ICP-MS/MS) 具有低背景 ( 0.2 cps) 和高达 Gcps/ppm 的灵敏度，非常适合小颗粒检测。此外，8900 系统能够以极短的 (0.1 ms) 驻留时间运行，支持非常快速的时间分辨分析 (TRA) 采集，从而可提高信噪比。

ISO在2022年1月发布了Turbiscan测量粒度标准《纳米技术——静态多重光散射法测量液体分散体中纳米物体平均尺寸》，文中描述了利用SMLS静态多重光散射技术测量不同样品类型（宽浓度范围）的平均当量粒径的标准方法。纳米颗粒液态分散体系被广泛应用在工业中。纳米颗粒在液体中通过各种强弱力量相互作用，可能导致絮凝或聚集（初级粒子、聚集体、絮凝体等）。因此分散状态和表观平均粒径和粒径分布可能随着生产、储存、加工、特别是在测试粒度前的稀释或超声过程中导致絮凝体、聚集体和初级粒子的破碎或变形。出于产品开发、质量控制和法规遵从的原因，行业利益相关者需要适用于样品原位状态测量粒度的分析方法。目前，主流的粒度分析方法是光散射法，其中激光衍射式粒度仪仅对粒度在5μ m以上的样品分析较准确，而动态光散射粒度仪则对粒度在5μ m以下的纳米样品分析准确。但是光散射粒度测试需要对样品进行预处理，包括稀释、超声等。而Turbiscan所采用的静态多重光散射技术可以在样品原位状态下，无需稀释，直接测试样品的平均粒径。

HORIBA CN-300 离心式纳米粒度分析仪通过记录颗粒到达检测器的所需时间计算颗粒大小，显著提升了仪器的表征复杂样品的能力，可帮助解决粒度分析难题。

本篇应用报告，我们使用丹东百特仪器公司的BeNano 90 Zeta 纳米粒度及Zeta电位分析仪检测了分散在水性环境中的纳米黑炭黑颗粒的粒径信息和Zeta电位，并得出结论。

CMP浆料粒度分析的难点在于必须在抛光过程中全浓度条件下快速测定平均颗粒直径和粒度分布，因为稀释可能导致浆料稳定性和粒度的变化(比如进一步的团聚或解聚)，另外在稀释后的浆料中很难检测本来就极少量的团聚体。CPS-24000型纳米粒度分析仪是最新型的纳米粒度分析仪，它采用斯托克斯定律分析方法，V = D² (ρ P -ρ F) G / 18 η ，即颗粒沉降的速度与颗粒的尺寸平方成正比来进行粒度的测量，因此粒径相差小至1%的颗粒都可以明显分辨出来。适用于极稀到高浓度的样品粒度测定，对团聚体的存在非常敏感。

CPS DC24000UHR 所采用 的差速离心沉降法对 PSD 测量方法 具有高分辨率和精确性为研究甲型流感 A/Puerto Rico/8/34 H1N1 ）病毒颗粒在不同缓冲系统中的聚集行为提供了一种重要的思路 。此外，它还可用于其他胶体粒子系统的表征，如疫苗或病毒载体制剂。我们的应用在有关工艺优化和产品质量的重要问题上具有重要的参考价值 。

微纳米气泡是指液体中存在的直径在100nm-100μ m之间的气泡，是通过专用的气泡发生器产生的。含有微气泡的水具有很多奇特的功效：用微纳米气泡养鱼能提高产量，用微纳米气泡栽培或灌溉能促进作物生长，微纳米气泡浴能有清洁、镇静和愉悦身心的效果，向污水中注入微气泡能加速水体及底泥中污染物的生物降解过程，实现水质净化。但是，微纳米气泡的粒度分布决定了它的性能，准确测试微纳米气泡的粒度，对验证微纳米气泡发生器的效能、评价微纳米气泡的效果至关重要。那么，怎样测试微纳米气泡的粒度呢？

各种制剂和粉体是由多种不同尺寸及粒径分布（以下简称粒度）的颗粒原料组成的固-液、固-气或液-液相混合体系。在颗粒的研制、加工及应用过程中，颗粒的粒度设计是控制制剂溶解性、界面反应速率、吸附性、贮藏稳定性、流变行为、涂布填充性能、缓释性和生物活性等的重要手段。粒度测试分析方法开发、稳健的粒度质量控制体系的建立及科学的产业链中真实的粒度信息的交换等，对于在工业企业及产业链中减少质量风险、提高产品附加值、引领绿色发展是至关重要的一环。本文以此为出发点，结合欧美克仪器有限公司（以下简称欧美克）20多年在多种工业粒度控制的经验积累，对粒度测试中的诸多影响因素进行具体评价分析，并给出改善意见，以供制剂企业参考。

纳米技术的发展将对各个行业领域产生重要影响。由于纳米颗粒 (NP) 的理化性质较为新颖，它们的许多环境归宿和毒理学性质仍然不为人知。因此，人们对一种能够快速、准确而灵敏地完成各种类型样品中纳米颗粒表征与定量的技术的需求也日益增长。ICP-MS 技术中称作单颗粒 ICP-MS (sp-ICP-MS) 的方法可用来测定单个纳米颗粒。该方法在一次快速分析中可同时测定纳米颗粒的粒径、粒径分布、元素组成和计数浓度。我们对 ICP-MS 硬件和软件的最新升级进一步改善了这一技术。安捷伦针对 ICP-MS MassHunter 软件开发出一种专用的单纳米颗粒应用模块 (G5714A)，可简化使用 Agilent 7900 ICP-MS 进行 sp-ICP-MS 分析的过程。7900 ICP-MS 系统使用短驻留时间（1 ms 以下）和快速时间分辨分析 (TRA) 模式，能够在快至 100 ?s 的采样速率下完成单元素采集，且无需稳定时间。该方法在单颗粒信号脉冲期间可进行多次测定，显著降低了相邻颗粒信号重叠的风险。该方法的另一优势在于可使用较低的样品稀释比例和更短的样品采集时间。sp-ICP-MS 分析产生的海量数据可由单纳米颗粒应用模块管理并处理。本文利用金 (Au) 和银 (Ag) 纳米颗粒参比标样对配备单纳米颗粒应用模块的 Agilent 7900 ICP-MS 性能进行了评估。

通过准确获取应用于工程新型材料纳米颗粒的环境行为和颗粒大小、溶解率、颗粒团聚以及与样品基体的相互作用的准确数据来对这些新材料可能对环境健康造成危险的情况进行适当的描述。单粒子质谱技术的突破给自然生态系统对ppb级（ng/L）浓度纳米颗粒对环境影响的研究带来非常大的便利。本文使用syngistix™ 纳米应用模块颗粒测量/检测和自动数据处理，传输效率的测定（即颗粒的检测，在溶液百分比）是关键使用校准时确定ENP规模的基础上溶解标准。为了避免重合（即两个粒子在相同的脉冲被检测到），调整粒子浓度，使得在60s的检测时间内不多于1500个粒子被采集。溶解电势不同可能是区分粒子溶解过程和离子溶解过程的一个关键因素。这项研究在表明在各种各样交宽泛的条件下可以通过SP-ICP-MS定量计算Ag粒子的溶解率是可行的。而该方法在只有有限的方法可直接应用于水样的分析，特别是还要考虑ENP预期的溶解情况下显得尤为重要

纳米技术的发展将对各个行业领域产生重要影响。由于纳米颗粒 (NP) 的理化性 质较为新颖，它们的许多环境归宿和毒理学性质仍然不为人知。因此，人们对一 种能够快速、准确而灵敏地完成各种类型样品中纳米颗粒表征与定量的技术的需 求也日益增长。ICP-MS 技术中称作单颗粒 ICP-MS (sp-ICP-MS) 的方法可用来 测定单个纳米颗粒。该方法在一次快速分析中可同时测定纳米颗粒的粒径、粒径 分布、元素组成和计数浓度 [1-3]。我们对 ICP-MS 硬件和软件的最新升级进一 步改善了这一技术。 安捷伦针对 ICP-MS MassHunter 软件开发出一种专用的单纳米颗粒应用模 块 (G5714A)，可简化使用 Agilent 7900 ICP-MS 进行 sp-ICP-MS 分析的过程。 7900 ICP-MS 系统使用短驻留时间（1 ms 以下）和快速时间分辨分析 (TRA) 模式，能够在快至 100 μs 的采样速率下完成单元素采集，且 无需稳定时间。该方法在单颗粒信号脉冲期间可进行多次 测定，显著降低了相邻颗粒信号重叠的风险。该方法的另 一优势在于可使用较低的样品稀释比例和更短的样品采集时 间。sp-ICP-MS 分析产生的海量数据可由单纳米颗粒应用 模块管理并处理 [4]。 本文利用金 (Au) 和银 (Ag) 纳米颗粒参比标样对配备单纳 米颗粒应用模块的 Agilent 7900 ICP-MS 性能进行了评估。

本应用介绍了差速离心沉降法在病毒粒径分布（PSD）筛选中的作用。CPS DC24000 UHR所采用的差速离心沉降法对PSD测量方法具有高分辨率为研究甲型流感A/Puerto Rico/8/34（H1N1）病毒颗粒在不同缓冲系统中的聚集行为提供了一种重要的思路。此外，它还可用于其他胶体粒子系统的表征，如疫苗或病毒载体制剂。考虑到病毒颗粒大小和病毒聚集对基于病毒的生物制品的下游加工、配方和混合的巨大影响，我们的应用在有关工艺优化和产品质量的重要问题上具有重要的参考价值。本应用介绍了A/PRSUS和A/PRADH产生的甲型H1N1流感病毒颗粒PSD的特异性离子效应。实验装置采用DCS圆盘离心法，可用于不同HS缓冲液透析后病毒PSD的测定。

本研究创建了一种检测和表征 10 nm Au 纳米颗粒以及 10 nm与 30 nm 纳米颗粒混合物的简单方法。该方法将无气体模式与 ICP-MS MassHunter 简单而功能强大的单颗粒应用模块相结合，利用了 Agilent 7800 ICP-MS 高灵敏度和易于优化的特点。借助方法向导，只需轻点几下鼠标即可完成方法开发，之后便能够自动分析短样品序列。单颗粒分析的速度非常快，每个样品通常仅需 60 秒。介绍了包括校准、雾化效率测定和样品分析在内的整个序列，用时少于半小时。

使用ICP-MS测量硅（Si）富有挑战性。等离子体中形成的14N2+和12C16O+ 多原子离子，与丰度最高的Si同位素（28Si 92 %丰度）的m/z相同。因此，当多原子离子未被去除时（标准模式下），m/z 28处的背景等效浓度非常高。它抑制了低水平Si的测定，让SiO2纳米颗粒的检测变得更加困难。此外，Si的电离势相对较高，其电离也更具挑战性，导致其强度低于其它易电离的元素，如Na。然而，如果能提高信背比（S/B），就有可能检测到更小的SiO2纳米颗粒。在之前的应用报告中，2我们介绍过100 nm SiO2纳米颗粒标准品可以使用SP-ICP-MS进行分析，且无需去除干扰（标准模式下）。然而，如果能在反应模式下去除干扰，预期能精准测量更小的SiO2纳米颗粒。本工作将讨论在反应模式下，通过SP-ICP-MS检测、测量和表征SiO2纳米颗粒的能力。

本文使用岛津动态颗粒图像分析系统iSpect DIA-10建立了测试石墨负极材料粒度、粒形和圆度的方法。实验结果表明，使用iSpect DIA-10在获取颗粒粒度的同时，还可直接观察颗粒的形状及圆度特征，并获得颗粒物的数量浓度，仪器操作简便，数据稳定，可快速测定石墨负极材料的颗粒信息。

金纳米颗粒的大小是一个关键的物理参数4，需要仔细测量。颗粒大小影响吸光度波长(尺寸增大=波长更长)、表面等离子体共振(SPR)峰值、细胞内摄取、血液半衰期和生物分布特征(尺寸减小=血液半衰期增加)等特性。颗粒的大小和分布宽窄可以作为悬浮稳定性的指标。表面电荷(zeta电位)测量也被用作悬浮稳定性的指示。