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Classification and characterization of multimodal nanoparticle size distributions by size-exclusion chromatography
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2022-11-11 , DOI: 10.1039/d2nr04688a Lukas Gromotka 1 , Maximilian Johannes Uttinger 1 , Carola Schlumberger 2 , Matthias Thommes 2 , Wolfgang Peukert 1, 3
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2022-11-11 , DOI: 10.1039/d2nr04688a Lukas Gromotka 1 , Maximilian Johannes Uttinger 1 , Carola Schlumberger 2 , Matthias Thommes 2 , Wolfgang Peukert 1, 3
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Size-exclusion chromatography (SEC) is a well-known, versatile and scalable technique for the separation of molecules according to their hydrodynamic size in solution as well as for the determination of molecular weight distributions of polymers. In this paper we demonstrate and generalize the applicability of SEC to the classification and characterization of multimodal distributions of nanoparticles over a broad size range. After calibration with gold standards from 5 nm to 80 nm, the calibration curve is used to determine the particle size distributions (PSDs) of the standards which are in agreement with comprehensive nanoparticle size analysis by analytical ultracentrifugation. Universal calibration curves independent of the core material and surface functionality can be constructed if the pore diameter of the stationary phase exceeds the particle diameter by a factor of 2–3. Mixtures of gold standards are separated by SEC and evaluated in terms of peak resolution and size-dependent separation curves depending on how well the individual peaks are resolved. Baseline separation of a multimodal mixture is observed and its PSD is determined. Mixtures can be fractionated into coarse and fine fractions with nm precision at different switching times of the fraction collector. Our study demonstrates the strength of SEC to classify multimodal PSDs as well as to accurately determine size distributions of complex nanoparticle dispersions over a broad size range.
中文翻译：
尺寸排阻色谱法对多峰纳米粒子尺寸分布的分类和表征
尺寸排阻色谱法 (SEC) 是一种众所周知的多功能且可扩展的技术，用于根据分子在溶液中的流体动力学尺寸分离分子以及确定聚合物的分子量分布。在本文中，我们展示并概括了 SEC 在广泛尺寸范围内对纳米粒子的多峰分布进行分类和表征的适用性。在用 5 nm 至 80 nm 的金标准校准后，校准曲线用于确定标准的粒径分布 (PSD)，这与通过分析超速离心进行的综合纳米粒径分析一致。如果固定相的孔径超过粒径 2-3 倍，则可以构建独立于核心材料和表面功能的通用校准曲线。金标混合物由 SEC 分离，并根据峰分辨率和尺寸依赖性分离曲线进行评估，具体取决于各个峰的分辨率。观察多峰混合物的基线分离并确定其 PSD。在馏分收集器的不同切换时间，混合物可以以 nm 精度分成粗馏分和细馏分。我们的研究证明了 SEC 在对多峰 PSD 进行分类以及准确确定复杂纳米粒子分散体在广泛尺寸范围内的尺寸分布方面的实力。金标混合物由 SEC 分离，并根据峰分辨率和尺寸依赖性分离曲线进行评估，具体取决于各个峰的分辨率。观察多峰混合物的基线分离并确定其 PSD。在馏分收集器的不同切换时间，混合物可以以 nm 精度分成粗馏分和细馏分。我们的研究证明了 SEC 在对多峰 PSD 进行分类以及准确确定复杂纳米粒子分散体在广泛尺寸范围内的尺寸分布方面的实力。金标混合物由 SEC 分离，并根据峰分辨率和尺寸依赖性分离曲线进行评估，具体取决于各个峰的分辨率。观察多峰混合物的基线分离并确定其 PSD。在馏分收集器的不同切换时间，混合物可以以 nm 精度分成粗馏分和细馏分。我们的研究证明了 SEC 在对多峰 PSD 进行分类以及准确确定复杂纳米粒子分散体在广泛尺寸范围内的尺寸分布方面的实力。在馏分收集器的不同切换时间，混合物可以以 nm 精度分成粗馏分和细馏分。我们的研究证明了 SEC 在对多峰 PSD 进行分类以及准确确定复杂纳米粒子分散体在广泛尺寸范围内的尺寸分布方面的实力。在馏分收集器的不同切换时间，混合物可以以 nm 精度分成粗馏分和细馏分。我们的研究证明了 SEC 在对多峰 PSD 进行分类以及准确确定复杂纳米粒子分散体在广泛尺寸范围内的尺寸分布方面的实力。
更新日期：2022-11-15
中文翻译：
尺寸排阻色谱法对多峰纳米粒子尺寸分布的分类和表征
尺寸排阻色谱法 (SEC) 是一种众所周知的多功能且可扩展的技术，用于根据分子在溶液中的流体动力学尺寸分离分子以及确定聚合物的分子量分布。在本文中，我们展示并概括了 SEC 在广泛尺寸范围内对纳米粒子的多峰分布进行分类和表征的适用性。在用 5 nm 至 80 nm 的金标准校准后，校准曲线用于确定标准的粒径分布 (PSD)，这与通过分析超速离心进行的综合纳米粒径分析一致。如果固定相的孔径超过粒径 2-3 倍，则可以构建独立于核心材料和表面功能的通用校准曲线。金标混合物由 SEC 分离，并根据峰分辨率和尺寸依赖性分离曲线进行评估，具体取决于各个峰的分辨率。观察多峰混合物的基线分离并确定其 PSD。在馏分收集器的不同切换时间，混合物可以以 nm 精度分成粗馏分和细馏分。我们的研究证明了 SEC 在对多峰 PSD 进行分类以及准确确定复杂纳米粒子分散体在广泛尺寸范围内的尺寸分布方面的实力。金标混合物由 SEC 分离，并根据峰分辨率和尺寸依赖性分离曲线进行评估，具体取决于各个峰的分辨率。观察多峰混合物的基线分离并确定其 PSD。在馏分收集器的不同切换时间，混合物可以以 nm 精度分成粗馏分和细馏分。我们的研究证明了 SEC 在对多峰 PSD 进行分类以及准确确定复杂纳米粒子分散体在广泛尺寸范围内的尺寸分布方面的实力。金标混合物由 SEC 分离，并根据峰分辨率和尺寸依赖性分离曲线进行评估，具体取决于各个峰的分辨率。观察多峰混合物的基线分离并确定其 PSD。在馏分收集器的不同切换时间，混合物可以以 nm 精度分成粗馏分和细馏分。我们的研究证明了 SEC 在对多峰 PSD 进行分类以及准确确定复杂纳米粒子分散体在广泛尺寸范围内的尺寸分布方面的实力。在馏分收集器的不同切换时间，混合物可以以 nm 精度分成粗馏分和细馏分。我们的研究证明了 SEC 在对多峰 PSD 进行分类以及准确确定复杂纳米粒子分散体在广泛尺寸范围内的尺寸分布方面的实力。在馏分收集器的不同切换时间，混合物可以以 nm 精度分成粗馏分和细馏分。我们的研究证明了 SEC 在对多峰 PSD 进行分类以及准确确定复杂纳米粒子分散体在广泛尺寸范围内的尺寸分布方面的实力。
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