view in publisher's site

Nanoparticle ζ -Potentials

For over half a century, alternating electric fields have been used to induce particle transport, furnishing the ζ-potential of analytes with sizes ranging from a few nanometers to several micrometers. Concurrent advances in nanotechnology have provided new materials for catalysis, self-assembly, and biomedical applications, all of which benefit from a thorough understanding of particle surface charge.Therefore, the measurement of the ζ-potential via electrophoretic light scattering (ELS) has become essential for nanoparticle (NP) research. However, the interpretation of NP electrophoretic mobility, especially that of ligand-coated NPs, can be a complex undertaking. Despite the inherent intricacy of these data, key concepts from colloidal science can help to distill valuable information from ELS.In this Account, we adopt PEGylated Au NPs as an illustrative example to explore extensions of the classical theories of Smoluchowski, Hückel, and Henry to more contemporary theories for ligand-coated NP systems such as those from Ohshima, and Hill, Saville, and Russel. First, we review the basic experimental considerations necessary to understand NP electrophoretic mobility, identifying when O’Brien and White’s numerical solution of the standard electrokinetic model should be adopted over Henry’s closed-form analytical approximation. Next, we explore recent developments in the theory of ligand-coated particle electrophoresis, and how one can furnish accurate and meaningful relationships between measured NP mobility, ζ-potential, and surface charge. By identifying key ligand-coated NP parameters (e.g., coating thickness, permeability, molecular mass, and hydrodynamic segment size), we present a systematic method for quantitatively interpreting NP electrophoretic mobility.In addition to reviewing theoretical foundations, we describe our recent results that examine how the unique surface curvature of NPs alters and controls their properties. These data provide guidelines that can expedite the rational design of NPs for advanced uses, such as heterogeneous catalysis and in vivo drug delivery. As a practical demonstration of these concepts, we apply the ligand-coated theory to a recently developed noncovalent PEGylated Au NP drug-delivery system. Our analysis suggests that anion adsorption on the Au NP core may enhance the stability of these NP–drug conjugates in solution.In addition to providing useful nanochemistry insights, the information in this Account will be useful to biomedical and materials engineers, who use ELS and ζ-potentials for understanding NP dynamics.

Nanoparticle ζ - Potentials

بیش از نیم‌قرن است که میدان الکتریکی متناوب برای القای انتقال ذره مورد استفاده قرار می‌گیرد و پتانسیل ζ - پتانسیل of با اندازه‌های مختلف از چند نانومتر تا چندین میکرو متر را فراهم می‌کند. پیشرفت‌های همزمان در نانوتکنولوژی مواد جدیدی را برای کاتالیز، خود - مونتاژ و کاربردهای پزشکی فراهم کرده‌اند، که همه آن‌ها از درک کامل سطح ذره charge.Ther بهره می‌برند، اندازه‌گیری پتانسیل ζ از طریق پراکندگی نور الکتروفورتیک (els)برای تحقیقات نانوذرات (NP)ضروری شده‌است. با این حال، تفسیر تحرک الکتروفورتیک NP، به ویژه آن Pd پوشیده از لیگاند، می‌تواند یک کار پیچیده باشد. با وجود پیچیدگی ذاتی این داده‌ها، مفاهیم کلیدی از علم کلوییدی می‌تواند به distill اطلاعات ارزشمند از این حساب کمک کند، ما pegylated Au را به عنوان مثال روشنگر برای کشف گسترش نظریه‌های کلاسیک of، هاکل، و هنری به تیوری های معاصر برای سیستم‌های NP - پوشش دار مانند آن‌هایی از Ohshima و هیل، Saville و Russel انتخاب می‌کنیم. اول، ما ملاحظات اولیه تجربی لازم برای درک تحرک الکتروفورتیک NP را بررسی می‌کنیم، شناسایی زمانی که راه‌حل عددی مدل electrokinetic استاندارد باید بر روی تقریب تحلیلی - تحلیلی هنری مورد استفاده قرار گیرد. سپس پیشرفت‌های اخیر در تیوری الکتروفورز ذرات پوشیده شده با لیگاند را بررسی کردیم و اینکه چگونه می توان ارتباطات دقیق و معنی‌داری را بین قابلیت تحرک پذیری NP اندازه‌گیری شده، پتانسیل ζ و بار سطحی بدست آورد. ما با شناسایی پارامترهای کلیدی NP - پوشش دهی کلیدی (به عنوان مثال، ضخامت پوشش، نفوذپذیری، جرم مولکولی و اندازه بخش هیدرودینامیک)، نتایج اخیر خود را ارایه می‌کنیم که نشان می‌دهد چگونه انحنای سطح منحصر به فرد NPs تغییر می‌کند و خواص آن‌ها را کنترل می‌کند. این داده‌ها دستورالعمل‌هایی را فراهم می‌کنند که می‌توانند طراحی منطقی of را برای کاربردهای پیشرفته نظیر کاتالیز ناهمگن و تحویل داروی vivo تسریع کنند. ما به عنوان یک نمایش عملی از این مفاهیم، تیوری پوشش دهی لیگاند را به یک سیستم اخیرا توسعه‌یافته noncovalent Au، NP - drug اعمال کردیم. تجزیه و تحلیل ما نشان می‌دهد که جذب آنیونی بر روی هسته NP می‌تواند پایداری این conjugates NP - دارو را در solution.In افزایش دهد و علاوه بر ارایه بینش‌های مفید مفید، اطلاعات موجود در این حساب برای مهندسین پزشکی و پزشکی مفید خواهد بود، که از els و ζ برای درک پویایی NP استفاده می‌کنند.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.