V. ПЕРЕЧЕНЬ И ПОРЯДОК ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРИОРИТЕТНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ, ПОДЛЕЖАЩИХ КОНТРОЛЮ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ НАНОИНДУСТРИИ

Фуллерены и углеродные нанотрубки

       В составе продукции наноиндустрии, подлежащей контролю на предприятиях, могут присутствовать фуллерены различного состава и углеродные нанотрубки. Идентификация фуллеренов осуществляется по их подвижности (времени удержания) при ВЭЖХ на колонке с обращённой фазой, изократически элюируемой смесью полярного и неполярного органического растворителя. Поскольку условия извлечения (экстракции) из продукции и последующего хроматографического разделения фуллеренов и их производных различны, заявитель должен предоставить информацию о структуре фуллеренов (число атомов углерода в ядре, число и структура боковых цепей) в составе продукции. Идентификация фуллерена в образце продукции проводится с использованием методики экстракции и стандарта, предоставленных заявителем. При отсутствии данной информации в составе продукции производится выявление, идентификация и количественное определение низших немодифицированных фуллеренов (пристинов С₆₀ и С₇₀). Экстракция из продукции проводится с помощью бромбензола, а анализ на колонке С_18. Идентификация пика фуллерена на хроматограмме и определение максимума поглощения в УФ области выполняется с помощью стандарта С₆₀ или С₇₀ фуллерена, полученного из «банка стандартных образцов наноматериалов».

При выявлении и идентификации углеродных нанотрубок используется метод ПЭМ с контрастированием солями тяжёлых металлов. В качестве дополнительных методов идентификации могут применяться методы инфракрасной фотолюминесцентной спектроскопии и ИК- спектроскопии поглощения.

Идентификация вида наноматериала (одно-, многостенные углеродные нанотрубки) выполняется на основании сравнения с результатами исследования для стандарта, входящего в состав «банка стандартных образцов наноматериалов»

Частицы металлов

Выявление наночастиц металлов основано на свойстве их высокой электронной плотности. Выявление и идентификацию наночастиц металлов рекомендуется проводить методами ПЭМ в образцах, приготовленных без использования контрастирующих агентов (солей тяжелых металлов).

К приоритетным наноматериалам данной категории относятся наночастицы золота и серебра, для которых возможно привести общий порядок идентификации. Наночастицы в препарате могут представлять гетерогенную смесь по размерам, с низким показателем полиморфизма, поэтому их идентификация по размерным параметрам в образце затруднена. Наночастицы серебра и золота имеют низкий показатель полиморфизма, характерна, как правило, эллиптическая форма частиц с широким диапазоном коэффициента формы частиц. Среди смеси компонентов наночастицы можно отличить по электронной плотности и правильной не угловатой поверхности. Агрегированное состояние наночастиц в материале встречается, однако сохраняется признак отдельных частиц – правильная поверхность без углов. Существует вероятность ошибки: как ложноположительной (когда частицы матрикса принимаются за наночастицы, так и ложноотрицательной, когда наночастицы выбраковываются из-за схожести с компонентами матрикса). Обязательным является получение электронограммы в режиме дифракции и сравнение с электронограммой референс-образца анализируемых наночастиц. 

Порядок идентификации наночастиц золота и серебра:

1. обнаружить электронно-плотные частицы или их агрегаты;

2. отметить форму и коэффициент формы наночастиц;

3. отметить характер поверхности наночастиц;

4. отметить присутствие наночастиц в агрегированной форме и сохраняются ли морфометрические признаки наночастиц при образовании агрегатов;

5. получить электронограмму в режиме дифракции сопоставить полученные результаты с референс-образцами.

Оксидные наночастицы, наночастицы силикатов и алюмосиликатов

Выявление наночастиц оксидов металлов, силикатов и алюмосиликатов так же, как и наночастиц металлов основано на свойстве их высокой электронной плотности. К этой группе следует отнести следующие приоритетные наноматериалы: наночастицы диоксида титана, оксида железа, оксида кобальта, оксида никеля, оксида церия, оксида цинка, оксида меди, оксида алюминия, наноглины. Выявление и идентификацию перечисленных приоритетных наночастиц проводится методами ПЭМ в образцах приготовленных без использования контрастирующих агентов (солей тяжелых металлов).

Отличительной особенностью наночастиц оксидов металлов является неоднородность распределения электронной плотности частиц. Признак связан с разнообразием форм наночастиц оксидов, присутствием крупных выступов, неровностей, шероховатостей на поверхности наночастиц. Оксиды металлов обладают высокой степенью полиморфизма. Коэффициент формы наночастиц варьирует в широком диапазоне. Агрегированное состояние характерно для наночастиц оксидов. Агрегаты различной формы и размеров сохраняют признаки отдельных наночастиц. При анализе на присутствие наночастиц оксидов в низких концентрациях в водной среде следует учитывать возможное уменьшение электронной плотности по сравнению с референс-образцами, что связано с растворимостью конкретных оксидов. Для идентификации наночастиц обязательным является получение электронограммы в режиме дифракции или спектров характеристических потерь энергии электронов (СХПЭЭ).

Порядок идентификации:

1. обнаружить электронно-плотные наночастицы или их агрегаты;

2. отметить форму и степень варьирования коэффициента формы;

3. отметить степень неровности и шероховатости поверхности;

4. отметить присутствие наночастиц в агрегированной форме и сохраняются ли морфометрические признаки наночастиц при образовании агрегатов;

5. получить электронограмму в режиме дифракции или спектров характеристических потерь энергии электронов (СХПЭЭ);

6. сопоставить полученные результаты с референс-образцами.

Для получения достоверных результатов необходим анализ как минимум 10 случайных полей изображения.

Квантовые точки

Идентификация квантовых точек осуществляется на основе выявления у них специфической флуоресценции. Длины волн возбуждения и эмиссии флуоресценции представляются заказчиком или могут быть определены на спектрофлуориметре в автоматическом режиме. Исследованию подвергается разбавленная водная дисперсия наноматериала или содержащей его пробы. Идентификация квантовых точек проводится путём сравнения максимума спектра флуоресценции с паспортным значением или величиной для стандарта, а количественное определение – путём сравнения интенсивности флуоресценции анализируемого и стандартного образца. При количественном спектрофлуориметрическом определении необходимо учитывать наличие артефактов, обусловленных мутностью дисперсных сред и возможным наличием в составе комплексной продукции веществ – гасителей флуоресценции.

Наночастицы органических полимеров

Выявление и идентификация наночастиц органических полимеров (латексов, дендримеров) в составе продукции проводится с использованием метода ПЭМ с контрастированием солями тяжёлых металлов. Критериями идентификации наночастиц является размер частиц и распределение частиц по размеру. В случае полимерных частиц, несущих флуоресцентную метку, их выявление и идентификация может проводиться с использованием метода спектрофлуориметрии, аналогично квантовым точкам.

Выявление и идентификация наночастиц органических полимеров (латексов, дендримеров) в составе продукции проводится с использованием методов ПЭМ. При низком электронном контрасте анализируемых наночастиц рекомендуется подбирать оптимальные способы контрастирования этих наночастиц в составе проб солями тяжёлых металлов.

Биогенные наночастицы

При выявлении и идентификации наночастиц биогенного происхождения в составе продукции заявитель предоставляет сведения о составе наночастиц (ДНК-, РНК-содержащие наночастицы, белковые наночастицы, наночастицы других типов биополимеров) и об их видовой принадлежности. В соответствии с этим выбирается метод идентификации, отвечающий наибольшей биологической специфичности тестирования, из следующего списка:

1) ДНК содержащие наночастицы – полимеразная цепная реакция (ПЦР) с видоспецифическим олигодезоксирибонуклеотидным праймером в варианте ПЦР с электрофоретическим разделением (идентификация) или ПЦР в реальном времени (количественное определение).

2) РНК-содержащие вирусы – ПЦР с обратной транскрипцией (ОТ) с двумя нетождественными видоспецифичными олигодезоксирибонуклеотидными праймерами.

3) Белок-содержащие наночастицы – двухвалентный твёрдофазный иммуноферментный тест (ИФА) или ЭФ в ПААГ с электрофоретическим переносом на нитроцеллюлозную мембрану и иммуноблоттингом. Используются моноклональные видоспецифические антитела против определяемого белка и антивидовые антитела, конъюгированные с пероксидазой.

4) Прочие биогенные наночастицы. Метод определяется спецификой анализируемого наноматериала. Для большого числа биогенных наночастиц может быть применён метод биотестирования специфической биологической активности. Сведения о подходящей для биотестирования модели предоставляются заявителем.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: