scholarly journals Investigations into the Potential Abrasive Release of Nanomaterials due to Material Stress Conditions—Part B: Silver, Titanium Nitride, and Laponite Nanoparticles in Plastic Composites

2019 ◽  
Vol 9 (2) ◽  
pp. 221 ◽  
Author(s):  
Johannes Bott ◽  
Roland Franz
Keyword(s):  
Titanium Nitride ◽  
Inductively Coupled Plasma ◽  
Dynamic Stress ◽  
Laser Light ◽  
Stress Conditions ◽  
Field Flow Fractionation ◽  
Inductively Coupled ◽  
Icp Ms ◽  
Plasma Mass Spectrometry ◽  
Surface Particle

Three plastic nanocomposites containing the nanomaterials silver, titanium nitride, and laponite were investigated on the potential to release nanoparticulates under stress conditions into food simulants. Nanocomposites were exposed to thermal, chemical, and mechanical stress followed by mechanical abrasion of their surface. Particle sensitive asymmetric flow field-flow fractionation (AF4) with multi-angle laser light scattering (MALLS) as well as inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) detection was used to detect and quantify the respective nanoparticulates. The results of this study demonstrate that even under dynamic stress conditions nanoparticulates are not released from the nanocomposites into food.

scholarly journals Challenges in Determining the Size Distribution of Nanoparticles in Consumer Products by Asymmetric Flow Field-Flow Fractionation Coupled to Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry: The Example of Al2O3, TiO2, and SiO2 Nanoparticles in Toothpaste

Separations ◽  
2018 ◽  
Vol 5 (4) ◽  
pp. 56 ◽  
Author(s):  
Manuel Correia ◽  
Toni Uusimäki ◽  
Allan Philippe ◽  
Katrin Loeschner
Keyword(s):  
Mass Spectrometry ◽  
Particle Size ◽  
Flow Field ◽  
Inductively Coupled Plasma ◽  
Field Flow Fractionation ◽  
Asymmetric Flow ◽  
Inductively Coupled ◽  
Icp Ms ◽  
Plasma Mass Spectrometry ◽  
Flow Fractionation

According to the current European regulation on cosmetics, any ingredient present as a nanomaterial should be indicated in the ingredient list. There is a need for analytical methods capable of determining the size of the relevant ingredients and thus assessing if these are nanomaterials or not. An analytical method based on asymmetric flow field-flow fractionation (AF4) and inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) was developed to determine the size of particles present in a commercial toothpaste. Multi-angle light scattering (MALS) was used for on-line size determination. The number-based particle size distributions (PSDs) of the particles were retrieved upon mathematical conversion of the mass-based PSDs recovered from the AF4-ICP-MS fractograms. AF4-ICP-MS allowed to separate and detect Al2O3 and TiO2 particles in the toothpaste and to retrieve a correct TiO2 number-based PSD. The potential presence of particles in the lower size range of the Al2O3 mass-based PSD had a strong impact on sizing and nanomaterial classification upon conversion. AF4 coupled with ICP-MS and MALS was found to be a powerful approach for characterization of different particles in a multiple-particle system such as toothpaste. Confirmation of particle size by a secondary method such as single particle ICP-MS or hydrodynamic chromatography was crucial.

Investigation of silver nanoparticles and plasma protein association using flow field-flow fractionation coupled with inductively coupled plasma mass spectrometry (FlFFF-ICP-MS)

2015 ◽  
Vol 30 (1) ◽  
pp. 245-253 ◽  
Author(s):  
Panida Wimuktiwan ◽  
Juwadee Shiowatana ◽  
Atitaya Siripinyanond
Keyword(s):  
Mass Spectrometry ◽  
Silver Nanoparticles ◽  
Flow Field ◽  
Plasma Protein ◽  
Inductively Coupled Plasma ◽  
Field Flow Fractionation ◽  
Inductively Coupled ◽  
Binding Stoichiometry ◽  
Icp Ms ◽  
Plasma Mass Spectrometry

Use of FlFFF-ICP-MS for observation of protein–AgNPs binding and evaluation of the binding stoichiometry.

scholarly journals Ανάπτυξη αναλυτικών μεθόδων φασματομετρίας κινητικότητας ιόντων για τον προσδιορισμό μεγέθους και σύστασης νανοσωματιδίων

2013 ◽  
Author(s):  
Ευθύμιος Καπέλλιος
Keyword(s):  
Light Scattering ◽  
Gas Phase ◽  
Ion Mobility ◽  
Inductively Coupled Plasma ◽  
Laser Light ◽  
Elastic Light Scattering ◽  
Inductively Coupled ◽  
Transmission Electron ◽  
Icp Ms ◽  
Plasma Mass Spectrometry

Ως νανοσωματίδια ορίζονται υλικά των οποίων τουλάχιστον 2 διαστάσεις δεν ξεπερνούν τα 100 νανόμετρα (1-100 nm). Τα σωματίδια αυτά ταξινομούνται σε δύο κύριες κατηγορίες: τα φυσικά προϊόντα (πχ Μακρομόρια, Βιο-κολλοειδή) και τα τεχνητά κατασκευασμένα. Τις τελευταίες δεκαετίες έχει εκδηλωθεί τεράστιο ενδιαφέρον για τα νανοσωματίδια καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ποικίλες εφαρμογές λόγω των διαφορετικών φυσικών, χημικών και βιολογικών ιδιοτήτων τους. Τα νανοσωματίδια μπορούν να χαρακτηριστούν χρησιμοποιώντας διάφορες τεχνικές συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, της χρωματογραφίας αποκλεισμού μεγέθους, της κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ και της Φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού. Αντίθετα με την μεγάλη ποικιλία των διαθέσιμων τεχνικών, η ανάγκη για γρήγορες, χωρίς σήμανση και στατιστικά ισχυρές αναλύσεις παραμένει. Μεγάλος αριθμός ερευνητικών εργαστηρίων και εταιριών ασχολείται με την ανάπτυξη νέων τεχνικών αλλά κυρίως με την βελτίωση και τον συνδυασμό των ήδη υπαρχόντων. Τα τελευταία χρόνια είναι διαθέσιμη μια καινούργια συνδυαστική τεχνική που περιλαμβάνει νανο-ηλεκτροψεκασμό (nanoelectrospray: nES) συζευγμένο με φασματομετρία διαφορικού αναλυτή κινητικότητας ιόντων (ion mobility spectrometry: IMS) και ανιχνευτή μέτρησης συμπυκνωμένων σωματιδίων (condensed particle counting: CPC). Η τεχνική αυτή, σε αρκετές δημοσιεύσεις αναφέρεται ως μοριακός αναλυτής ηλεκτροφορετικής κινητικότητας αέριας φάσης (Gas-phase Electrophoretic Mobility Molecular Analyzer: GEMMA) και μέχρι στιγμής έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για τον προσδιορισμό μεγέθους μακρομορίων βιολογικής προέλευσης καθώς και σε πληθώρα ανόργανων τεχνητά κατασκευασμένων νανοσωματιδίων.Ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση και η ανάπτυξη του GEMMA για το προσδιορισμό του μεγέθους και της στοιχειακής σύνθεσης νανοσωματιδίων. Για την επίτευξη του, αναλύθηκε μεγάλος αριθμός πρωτεϊνών και πρωτεϊνικών συμπλόκων τα οποία απομονώθηκαν και καθαρίστηκαν χρησιμοποιώντας καθιερωμένα βιοχημικά πρωτόκολλα. Τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με εκείνα, δύο υδροδυναμικών τεχνικών (multi-angle laser light scattering: MALLS, quasi-elastic light scattering: QELS) καθώς και με μια καλά εδραιωμένη τεχνική φασματομετρίας Μάζας (LTQ-Orbitrap). Έμφαση δόθηκε στην αξιολόγηση διάφορων αναλυτικών παράμετρων όπως ευαισθησία, ακρίβεια, επαναληψιμότητα, χρόνος μέτρησης, χρόνος ανάλυσης των δεδομένων, δείγμα που χρειάζεται και καταναλώνεται ανά μέτρηση. Επιπλέον το GEMMA χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της ολιγομερικής κατάστασης πρωτεΐνης με διαφορετικές σημειακές μεταλλάξεις. Επίσης αναλύθηκαν δείγματα DNA. Το πιο απαιτητικό κομμάτι αυτής της μελέτης ήταν η ανάπτυξη θεωρητικού μοντέλου για τον προσδιορισμό της αλλάγης της δομικής διαμόρφωσης του πρωτεϊνικού ομοιοπολικού συμπλόκου GFP-GBP-YFP (Fluo) με προσθήκη υποστρώματος. Η Fluo λειτουργεί ως βιοαισθητήρας γλυκόζης.Η δυναμική της τεχνικής ελέγχτηκε περαιτέρω με ανάλυση διάφορων ανόργανων νανοσωματιδίων γνωστού μεγέθους, σχήματος και συσσωματωμάτων. Η μελέτη επεκτάθηκε σε εργαστηριακά συντιθέμενα νανοσωματίδια από άνθρακα και τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με μετρήσεις Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Διέλευσης (Transmission Electron Microscopy: TEM).Το βασικό μειονέκτημα αυτής της τεχνικής προκύπτει από τις δυνατότητες του ανιχνευτή συμπυκνωμένων σωματιδίων (CPC). Αυτός ο εξαιρετικά ευαίσθητος ανιχνευτής δεν παρέχει πληροφορία σχετικά με την στοιχειακή σύσταση των νανοσωματιδίων που ανιχνεύει. Σε μια προσπάθεια να ξεπεραστεί αυτή η αδυναμία, έγινε off-line σύζευξη του nES-DMA με Φασματομετρία επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry: ICP-MS) σε λειτουργία ανίχνευσης μεμονωμένων σωματιδίων (single particle mode,SPM). Με τον τρόπο αυτό επιτεύχθηκε ο προσδιορισμός τόσο του μεγέθους όσο και της στοιχειακής σύστασης νανοσωματιδίων σε μια μόνο μέτρηση. Οι προσπάθειες εστιάστηκαν, επίσης, στη βελτιστοποίηση της λειτουργίας της GEMMA. Έτσι προσαρμόστηκαν 4 διαφορετικοί τριχοειδείς σωλήνες στην μονάδα ηλεκτροψεκασμού και προσδιορίστηκαν οι αποδοτικότερες συνθήκες λειτουργίας (π.χ ροή, αγωγιμότητα κ.λ.π).Οι κύριοι άξονες της παρούσας μελέτης μπορούν να συνοψιστούν: 1) στην κατανόηση και έλεγχο της δυνατότητας προσδιορισμού των ιδιοτήτων βιομορίων (μέγεθος, σχήμα, ολιγομερισμός και σχετική μοριακή μάζα) που απομονώθηκαν και καθαρίστηκαν, χρησιμοποιώντας καθιερωμένα εργαστηριακά πρωτόκολλα, 2) στον έλεγχο των δυνατοτήτων της ως προς τον χαρακτηρισμό των ιδιοτήτων (μέγεθος, σχήμα ολιγομερισμός, σύσταση) ανόργανων νανοσωματιδίων, και 3) στην βελτίωση της τεχνικής (σύζευξη με άλλους ανιχνευτές, αλλαγές στην οργανολογία) για την εξάλειψη των μειονεκτημάτων της και την διεύρυνση των δυνατοτήτων της. Οι πειραματικές προσεγγίσεις για την επίτευξη του σκοπού της διδακτορικής διατριβής διαφαίνεται με μεγαλύτερη λεπτομέρεια στο σχήμα 1.των μειονεκτημάτων της και την διεύρυνση των δυνατοτήτων της.

Evaluation of different strategies for determination of selenomethionine (SeMet) in selenized yeast by asymmetrical flow field flow fractionation coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry (AF4-ICP-MS)

2020 ◽  
Vol 12 (26) ◽  
pp. 3351-3360
Author(s):  
Daniel B. Alcântara ◽  
Ronaldo F. Nascimento ◽  
Gisele S. Lopes ◽  
Patricia Grinberg
Keyword(s):  
Flow Field ◽  
Inductively Coupled Plasma ◽  
Chemical Speciation ◽  
Field Flow Fractionation ◽  
Inductively Coupled ◽  
Icp Ms ◽  
Plasma Mass Spectrometry ◽  
Flow Fractionation ◽  
Selenized Yeast

This manuscript exemplifies the prospective use of asymmetrical flow field flow fractionation (AF4) coupled to ICP-MS as a simple tool for chemical speciation of selemethionine in selenized yeast.

ICP-MS-based approach to determine nanoparticle recovery after hollow fiber flow field flow fractionation

2021 ◽  
Vol 28 ◽  
Author(s):  
Fabian L. Kriegel ◽  
Benjamin C. Krause ◽  
Yves U. Hachenberger ◽  
Rafael Fister ◽  
Philipp Reichardt ◽  
...  
Keyword(s):  
Flow Field ◽  
Hollow Fiber ◽  
Inductively Coupled Plasma ◽  
Field Flow Fractionation ◽  
Fractionation Process ◽  
Au Nps ◽  
Inductively Coupled ◽  
Icp Ms ◽  
Plasma Mass Spectrometry ◽  
Flow Fractionation

: Compared to classical chemicals, nanoparticles (NPs) exhibit unique properties, which lead to challenges in sample preparation and analysis. Fractionation techniques and in particular hollow fiber flow field flow fractionation (HF5) have recently become popular in the characterization and quantification of nanomaterials, because of their fine fractionation capability in the nanoscale-range. When dealing with NPs a great drawback during fractionation is the loss of particles in the fractionation devices, tubing and connectors. There is a need of studies to systematically explore and assess the quality of the fractionation process. A combination of two complementary mass-based setups was used to determine particle loss in HF5. Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) enabled the estimation of recovery rates for NPs after HF5 separation. Reciprocally, laser ablation ICP-MS (LA-ICP-MS) permitted the evaluation of particles retained on the hollow fiber. 15 nm Au-NPs in different concentrations were evaluated in this study and showed a recovery level for Au-NPs of 50 – 65 % based on the applied concentrations after a complete HF5 separation run. Detection of sample deposition on the hollow fiber by LA-ICP-MS indicated a sample loss of about 8 %. These findings are important for experiments relying on fractionation of low concentrated nanoparticulate samples.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document