Rapport skrevet af Wenbo Wang, QC, og godkendt af Søren Lund Kristensen, QA, hos Particle Analytical ApS – Agern Alle 3, 2970 Hørsholm, Danmark.
Dato: 30-jul-2021
Indholdsfortegnelse
| 1 | Resumé…………………………………………………………………………………………………… | 4 |
| 2 | Formål……………………………………………………………………………………………………… | 4 |
| 3 | Materialer…………………………………………………………………………………………………. | 4 |
| 4 | Analyseudstyr…………………………………………………………………………………………… | 4 |
| 5 | Metodebaggrund………………………………………………………………………………………. | 5 |
| 5.1 | UV-Vis-målinger med SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™-modellering | 5 |
| 5.2 | DLS-måling……………………………………………………………………………………….. | 5 |
| 6 | Analyse…………………………………………………………………………………………………… | 6 |
| 6.1 | Sammenligning af koncentrationen af fortyndede polystyrenlatexperler fra stamopløsning leveret af distributør med koncentrationen opnået med SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™……………………………………………………………………………………… | 6 |
| 6.2 | Sammenligning af middelpartikelstørrelsen af polystyrenlatexperler fra DLS og SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer | 7 |
| 7 | Konklusion………………………………………………………………………………………………. | 7 |
| A.1 | Resultater fra SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer | |
| A.2 | Resultater fra dynamisk lysspredning |
Resumé
Nærværende rapport evaluerer partikelstørrelsesfordelingen og koncentrationen af forskellige polystyrenlatexperler ved brug af SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer. Rapporten omfatter:
- Evaluere middelpartikelstørrelse og koncentration af polystyrenlatexperler analyseret i SpectroWorks™ ved UV-Vis-målinger med SpectroCuvette™ S.
- Sammenligne koncentrationsresultatet for polystyren fra SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer med den fortyndede prøve fra stamopløsningen leveret af leverandører. Prøverne blev fremstillet ved fortynding af stamopløsningen leveret af leverandøren (Sigma Aldrich).
- Sammenligne resultatet for middelpartikelstørrelse af polystyrenlatexperler fra SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer og dynamisk lysspredning (DLS).
Ydeevnen af SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ vurderes ved at sammenligne resultaterne for partikelstørrelse og koncentration af polystyrenlatexperler med DLS. En kuvette med indsat optisk filter, SpectroCuvette™ S, og software sammen med spektrofotometer gav pålidelige resultater, hvor koncentrationerne for alle prøver (undtagen polystyrenlatexperler 1100 nm) har en afvigelse på under 30% sammenlignet med koncentrationen af prøvefortyndingerne. Desuden har partikelstørrelsesresultaterne opnået ved analyse af UV-Vis-målingerne med SpectroCuvette™ S i SpectroWorks™ en afvigelse på under 25% fra standarden for hele størrelsesområdet.
1 Formål
Nærværende rapport dokumenterer resultaterne for middelpartikelstørrelse og koncentration af polystyrenlatexperler analyseret af SpectroWorks™ ved UV-Vis-målinger med SpectroCuvette™ S. For at vurdere pålideligheden af resultaterne fra cphnanos produkter sammenlignes resultaterne med DLS-resultater og produktspecifikationer opnået fra prøvefortyndinger og produktspecifikationsark leveret af leverandører (Sigma).
2 Materialer
Materialerne anvendt til måling med SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer er anført i tabel 1.
|
Prøvenavn |
Koncentration (vol.) (fortyndede prøver) |
|
Polystyrenlatexperler 100 nm |
0.01% |
|
Polystyrenlatexperler 460 nm |
0.003% |
|
Polystyrenlatexperler 600 nm |
0.003% |
|
Polystyrenlatexperler 800 nm |
0.003% |
|
Polystyrenlatexperler 1100nm |
0.001% |
|
Polystyrenlatexperler 3000 nm |
0.001% |
Materialerne anvendt til DLS-måling er anført i tabel 2.
|
Prøvenavn |
Batchnummer |
Internt nummer |
|
Polystyrenlatexperler 100 nm |
2021/07/23 |
32027 |
|
Polystyrenlatexperler 460 nm |
2021/07/23 |
32028 |
|
Polystyrenlatexperler 600 nm |
2021/07/23 |
32029 |
|
Polystyrenlatexperler 800 nm |
2021/07/23 |
32030 |
|
Polystyrenlatexperler 1100nm |
2021/07/23 |
32031 |
|
Polystyrenlatexperler 3000 nm |
2021/07/23 |
32032 |
3 Analyseudstyr
Analyseudstyr er anført i tabel 3.
|
UV-Vis-spektrofotometer |
VWR UV-6300 Double beam spectrophotometer |
|
DLS-enhed |
Malvern Zetasizer Nano ZS |
4 Metodebaggrund
4.1 UV-Vis-målinger med SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™-modellering
UV-Vis-målinger med SpectroCuvette™ S blev udført fra 200nm-1100nm. Først blev referencemålingen udført ved at pipettere 100 µL referenceløsning, DI-vand, i SpectroCuvette™ S. Målinger på B-, A- og D-siden (se figur 1) blev udført henholdsvis, og spektrene blev gemt. Derefter blev referenceprøven fjernet, og 100 µL fortyndede prøver blev tilsat i SpectroCuvette™ S, og spektre for B-, A- og D-siden blev optaget og gemt til videre analyse. Hver måling blev gentaget. Referencespektre for A-, B- og D-siderne og prøvespektre for A-, B- og D-siderne blev henholdsvis trukket og sluppet i SpectroWorks™ for at indhente resultaterne.
Figur 1. Måleprotokol med demonstration af konfigurationen for side A, side B og side D.
4.2 DLS-måling
Målebetingelserne for dynamisk lysspredning er beskrevet i tabel 4.
|
Prøvecelle |
Engangsstandardkuvette 1 cm, volumen 3 ml |
|
Prøveforberedelse |
Prøven fortyndes ca. 50 gange: 20 uL prøve tilsættes 1 mL vand. |
|
Dispergeringsmiddels brydningsindeks |
1.330 |
|
Viskositet |
0.8872 cP |
|
Materialets brydningsindeks |
1.590 |
|
Materialets absorption |
0.010 |
|
Temperatur |
25.0 °C |
|
Ækvilibreringstid |
180 sekunder |
|
Evalueringsmodel |
General purpose |
|
Visningsområde |
0.600 til 6000 nm |
|
Multimodal – analyseopløsning |
Normal |
|
Nedre tærskel |
0.05 |
|
Øvre tærskel |
0.01 |
|
Måleposition |
Automatic |
|
Attenuator |
Automatic |
|
Køretid |
Automatic |
|
Antal kørsler pr. måling |
Automatic |
|
Målinger pr. prøveudtagning |
3 |
|
Forsinkelse mellem målinger |
0 sekunder |
|
Antal prøveudtagninger |
2 |
5 Analyse
5.1 Sammenligning af koncentrationen af fortyndede polystyrenlatexperler fra stamopløsning leveret af distributør med koncentrationen opnået med SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™
Resultaterne fra de analyserede data i SpectroWorks™ er anført i tabel 5.
|
Prøvenavn |
Koncentration (vol.) Fortyndet fra stamopløsningen |
Koncentration (vol.) Fra SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer. Resultat (% afvigelse) |
||
|
Kørsel 1 |
Kørsel 2 |
|||
|
Polystyrenlatexperler 100 nm |
0.01% |
0.0099% (1.0%) |
0.0081% (19.0%) |
|
|
Polystyrenlatexperler 460 nm |
0.003% |
0.0038% (26.7%) |
0.0038% (26.7%) |
|
|
Polystyrenlatexperler 600 nm |
0.003% |
0.0026% (13.3%) |
0.0026% (13.3%) |
|
|
Polystyrenlatexperler 800 nm |
0.003% |
0.0030% (0.0%) |
0.0031% (3.3%) |
|
|
Polystyrenlatexperler 1100nm |
0.001% |
0.0016% (60.0%) |
0.0016% (60.0%) |
|
|
Polystyrenlatexperler 3000 nm |
0.001% |
0.0008% (20.0%) |
0.0007% (30.0%) |
|
Resultaterne for koncentration opnået med SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer anses for pålidelige. Koncentrationerne for alle prøver (undtagen polystyrenlatexperler 1100 nm) fra SpectroWorks™ har en afvigelse på under 30%, sammenlignet med koncentrationen af fortyndingen fremstillet fra stamopløsningen. På grund af den lave koncentration af polystyrenlatexperler 1100 nm kan afvigelsen på 60% dog også være acceptabel.
5.2 Sammenligning af middelpartikelstørrelsen af polystyrenlatexperler fra DLS og SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer.
Resultaterne for middelpartikelstørrelsen af polystyrenlatexperler fra DLS og SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer er anført i tabel 6.
|
Størrelse af polystyrenlatexperler |
PDI DLS |
Middelpartikelstørrelse (D50, nm) fra DLS (% afvigelse fra standard) |
Middelpartikelstørrelse (nm) SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer (% afvigelse fra standard) |
|||
|
Kørsel 1 |
Kørsel 2 |
Kørsel 1 |
Kørsel 2 |
Kørsel 1 |
Kørsel 2 |
|
|
100 nm |
0.026 |
0.058 |
109 (9.0%) |
107 (7.0%) |
115.00 (15.0%) |
148.90 (48.9%) |
|
460 nm |
0.025 |
0.048 |
442 (3.9%) |
431 (6.3%) |
414.10 (10.0%) |
413.04 (10.2%) |
|
600 nm |
0.040 |
0.086 |
662 (10.3%) |
633 (5.5%) |
546.26 (9.0%) |
549.85 (8.4%) |
|
800 nm |
0.070 |
0.102 |
704 (12.0%) |
730 (8.8%) |
633.44 (20.8%) |
637.50 (20.3%) |
|
1100nm |
0.147 |
0.040 |
873 (20.6%) |
953 (13.4%) |
1097.66 (0.2%) |
1083.85 (1.5%) |
|
3000 nm |
0.365 |
0.334 |
1690 (43.7%) |
1480 (50.7%) |
3637.24 (21.4%) |
3050.95 (1.9%) |
For resultaterne fra DLS-målingerne stiger afvigelsen fra standarden med stigende partikelstørrelse af prøven. Dette fænomen er også i overensstemmelse med stigningen i PDI ved stigende partikelstørrelse af prøven og kan skyldes øget sedimentation af partikler, når partikelstørrelsen bliver større. Resultaterne fra gentagne målinger udført med SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer er i høj grad konsistente, undtagen for 100 nm (tabel 6). Desuden giver partikelstørrelsesmålinger udført med SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ en afvigelse på under 22% for alle målinger undtagen den gentagne 100 nm-måling, mens afvigelsen for DLS-målinger spænder fra 3.9% til 50.7% i forhold til den teoretiske koncentration. Det skal desuden bemærkes, at polystyrenlatexperlerne leveret af Sigma har en standardafvigelse i intervallet 5%-15%.
6 Konklusion
SpectroCuvette™ S og SpectroWorks™ sammen med UV-Vis-spektrofotometer anses for pålidelige til at evaluere prøvens koncentration og partikelstørrelse. Koncentrationerne for alle prøver (undtagen polystyrenlatexperler 1100 nm) fra SpectroWorks™ har en afvigelse på under 30% sammenlignet med de fortyndede prøver fra stamopløsningen leveret af leverandøren. Desuden har partikelstørrelsesresultaterne opnået i SpectroWorks™ ved målinger i UV-Vis-spektrofotometer og SpectroCuvette™ S en afvigelse på under 22% fra standarden for hele størrelsesområdet.
7 Bilag
Rapport skrevet af Particle Analytical ApS – Agern Alle 3, 2970 Hørsholm, Danmark.