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Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi
Titolare: Prof. Pierluigi Reschiglian
CORSO OPZIONALELM FOTOCHIMICA E MATERIALI MOLECOLARI
Formazione di Provenienza Studenti:- Triennale Chimica- Triennale Chimica dei Materiali
Crediti Formativi:- 4 lezioni frontali (32 ore)
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Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi
Contenuti
Sistemi dispersi: definizioni e cenni storici, l'importanza dei sistemi dispersi in natura.
Principi di chimica-fisica dei sistemi dispersi: stabilità delle dispersioni, interazioni di superficie e intraparticellari, forze elettrostatiche e chimica superficiale, proprietà cinetiche e moto browniano.L'analisi di distribuzione dimensionale e morfologica di campioni dispersi.
Principi delle tecniche analitiche e relativi metodi per la loro applicazione all’ analisi di campioni dispersi. Microscopia, Metodi ottici, Coulter counter, Tecniche separative.
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Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi
I Sistemi Colloidali: Proprietà e Caratteristiche di Nano e Micro Sistemi Dispersi
SpumaSangueLatt
e
Vernici Nebbia
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Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi
What is light scattering?In nature…
blue sky and white clouds
red sunset
Son is very good, indeed!Theoreticals first described by Lord Rayleigh 1871
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Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi
MALSMALS
Incident light
photodiodes
Transmitted light
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Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi
Metodi d’analisi per la determinazione della distribuzione dimensionale e morfologica di campioni dispersi
Microscopio Elettronico
ESZ
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Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi
Size/shape characterization by F4-MALS
MALS rg or RMS – mass average (root mean square) distance of each point in a molecule from the molecule center of gravity. lower limit 10nm
F4 rh or Hydrodynamic radius – radius of a sphere with the same diffusion coefficient of the sample. lower limit 1nm
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Analisi di Nano e Micro Sistemi DispersiAnalisi di Nano e Micro Sistemi DispersiF
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Legame covalente del fluoroforo via SiOEt3
Nanoparticelle quali 3D scaffold per il fluoroforo
Energy transfer tra le unità di fluoroforoNanosensori FRET
Purificazione dal fluoroforo non legatoFluoroforo è legato alla matrice
Size sorting
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Analisi di Nano e Micro Sistemi DispersiOLIGOTHIOPHENE-SILICA NPs (TF-SiO2 NPs)
EXPERIMENTAL CONDITIONS
Vc: 0.65 ml/minVx: 0.15 ml/minMOBILE PHASE: 50:50 H20/EtOH
CHANNEL GEOMETRYTHICKNESS: 250 µm LENGHT: 24 cm
MEMBRANEReg. Cell 10 kDa
• Thiophenes are molecular dyes characterized by high chemical and optical stability and bright emission over the entire visible range
• Silica nanoparticles (SiO2NPs) are water soluble, biocompatible and easy to functionalize with biomolecules.
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Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi
Free TFs
NPs
BLUE and GREEN TF-SiO2 NPs
FLUORESCENCE SIGNAL
ex: 325 nm, em: 500 nm)
Free TFs
Ti-SiO2 NPs
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Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi
COATED GOLD NPs (GNPs)
G Schneider, G Decher Nano Letters (2006), 6, 530-536
Poly Allylamine Hydrochloride (PAH)
Sodium Polystyrene Sulfonate (PSS)
Vc: 0.5ml/minVx: 1.00 - 0.00 ml/min in 20 minMOBILE PHASE: NaCl 10mM
CHANNEL GEOMETRYTHICKNESS: 250-350 m LENGHT: 24 cm
MEMBRANEReg. Cell 10 kDa
EXPERIMENTAL CONDITIONS
d=15 nm
MW 15 kDa
MW 4.3 kDa
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Analisi di Nano e Micro Sistemi Dispersi
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Retention time (min)
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GNP(PAH-PSS)
NPs
free polyelectrolyte (PSS)
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Sig
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Retention time (min)
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rad
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)
NPs
free polyelectrolyte (PAH)
GNP(PAH-PSS-PAH)
UV (230 nm)
MALS (LS 90°)
530 nm
TimeWavelength
Absorbance
GNP(PAH-PSS) d = 17-19 nm
GNP(PAH-PSS-PAH) d = 18-21 nm
15 nm
1-2 nm
TEM
10 nm - 30 nm
10 nm - 55 nm