The authors are grateful for the financial support given to this study by EU FP7 project ``Managing Risks of Nanomaterials`` (MARINA) (grant agreement no: 263215).

1. Sistem Hazırlama <ol><li> sistemi monte yeni veya iyi temizlenmiş parçacık taşıma boruları ve konnektörleri kullandığınızdan emin olun. bölme duvarları temizlenmeli ve partikül içermeyen (protokol sonunda temizlik yöntemlerine bakınız) olduğundan emin olun. </li><li> Potansiyel arka plan parçacıkları kaldırmak için, en az 30 dakika süreyle, (Şekil 1&#39;de pozisyonları a ve b arasındaki huni yüklemeden) doğrudan karıştırma odasına filtrelenmiş kuru hava akımı (5-10 L / dk) bağlayın. </li><li> üreticinin protokolüne göre AGK kullanarak ölçüm odasında partikül sayısı konsantrasyonunu ölçün. Konsantrasyonu, 10 # / cm3 sonra üç tarama altında ise, o zaman bir ortam, temiz düşünün. AGK kullanarak ölçerken akış hızı yavaş unutmayın. </li><li> Hava akışını durdurmak ve Figür (a plastik veya lastik tıpa ile pozisyon c örnekleme borusu çıkışları ve çıkış borusu çıkışı kapatıne 1) sistemine girmesini ortam partikülleri önlemek için. </li><li> Hazırlayın ve mikroskopik analiz için ölçüm cihazları (SMPS ve OPC) ve partikül numune ısınmak. </li></ol> 2. Malzeme hazırlanması <ol><li> sıcaklık ve nem açısından iyi kontrollü bir ortamda saklayın test materyalleri. Bu takip deneylerde tekrarlanabilir sonuçlar sağlanması için çok önemlidir. </li><li> Dikkatle iyi havalandırılmış bir alanda, bir analitik terazi veya yüksek hassasiyetli dengesini kullanarak tozu tartılır (örneğin, laboratuvar davlumbaz). Not: 250-500 mg Ağırlıkları TiO2, SiO2, ZnO ve CEO 2 nanoparçacık tozlar test edildi ve bunlar genellikle istikrarlı püskürtülmesindan en az 30 dakika için yeterli olduğunu kanıtladı. Bununla birlikte, uygun miktarda güçlü bir toz tipine bağlıdır ve dökme malzemeler, çimento ya da organik tozların önemli ölçüde değişebilir. </li><li> Dikey aerosol jeneratörü Fixly ve düzgün temizlenmiş laboratuvar huni kullanarak aerosol üretecinin üst açıklığından toz yem. Deneyden önce, su ile yıkayın ve huni iç duvarında herhangi bir toz birikimi çıkarmak için süzüldü, hava ile kurumasına. Yavaşça tüm toz partikülleri sürecine beslenir sağlamak için huni dokunun. Erken solunmasıyla malzemenin önemli kaybını önlemek için sabit huni sallamayın. <ol><li> toz parçacıklarının büyük çoğunluğu oldukça çevreleyen eğimli duvarlara düşen daha, jeneratörün alt ulaşmak emin olun. Yavaşça dibine bırakılmış toz partikülleri taşımak için jeneratör yan duvarları dokunun. </li><li> Alternatif olarak, uzun bir huni kullanmanız doğrudan mevduat jeneratörün altındaki toz parçacıkları. Güvenlik nedenleriyle, bir havalandırma başlık altında ya da bir negatif basınç odasının içine bu işlemleri yürütmek. </li></ol></li><li> unsticky malzeme altındaki açıklıktan kayma olabilirJeneratörün, geçici toz beslemeden önce açılmasını engellemek için 2 mm çaplı iğne kullanın. </li><li> huni çıkarın ve nakil sırasında partikül emisyonunun önlemek amacıyla jeneratörün üst ve alt açıklıklar kapatın. </li></ol> 3. Aerosolleştirilmesi <ol><li> Huniye giriş ve çıkış boru üzerindeki blokları kaldırmak, aerosol jeneratör yükleyin, filtrelenmiş hava kaynağına dibini bağlamak ve üst karıştırma bölmesinin (sırasıyla Şekil 1 pozisyonları a ve b) için çıkış ve dikey ekleyin metalik iskele. </li><li> Kurulum çıkış (Şekil 1&#39;de pozisyon c) üzerine blokları kaldırmak. </li><li> aerosol akışını açın. Yavaş yavaş akış tuner kullanarak 0 L 0.3-0.5 / dk dan oranını artırmak. çok yüksek akış hızlarına hareket etmeyin çabuk-amaç en az 30 dakika süreyle stabil aerosol üretimini sağlayacak bir akış hızını ulaşmaktır. <ol><li> Bunu başarmak için,istikrarlı püskürtülmesindan bu dönemde önemli ölçüde toz miktarını tüketmeyin. Ampirik bir kural olarak, nispeten uzun bir süre boyunca sabit bir konsantrasyonu muhafaza dayanıklı bir aerosol akımı oluşturmak için (Şekil 1 &#39;de H ile gösterilen) yaklaşık 1 cm, akışkan yataklı bir yükseklik kullanılmaktadır. aerosol sürecine girmiştir enerji çok güçlü ise o zaman malzeme hızla deney geri kalanı boyunca sürekli aerosol sürdürmek için başarısız kadar kullanılacaktır. Debi aralığı farklı tozlar için değişebilir unutmayın; Yukarıda belirtilen değerler test edilen yukarıda bahsedilen Nano tozlar kullanılmıştır. </li></ol></li><li> seyreltme akışını açın. Yavaşça 0 L 2 / min oranı. gerekli olan toplam seyrelme akış örnekleme ekipmanı tarafından belirlenir. AGK OPC, ve burada verilen sistemde kullanılan mini Örnekleyici 1.6-1.8 L / dakikalık bir toplam akış gerektirir. </li></ol> 4. Karakterizasyonu <ol><li> BaşlangıçOnline ölçüm cihazları aynı anda (burada, SMPS ve OPC) en kısa sürede aerosol ve dilüsyonları akışları tanıtılmaktadır. Not: aerosol bir dengeli bir durumun elde edilirse, bir aerosol partikül sayısı konsantrasyon ve boyut dağılımı, yaklaşık 30 dakika sonra kararlı hale gelmelidir. Farklı koşullar altında (örneğin, nem) ve farklı tozlar kullanılarak altında aerosol özellikleri karşılaştırma için, bu zaman noktasından başlamak ölçümleri kullanın. 10 ardışık SMPS taramaları sonucu ortalama konsantrasyonları ve boyut dağılımları hesaplamak için analiz edin. </li><li> aerosol istikrarlı sonra, havadaki partikülleri örnekleme başlamak için TEM örnekleyici bağlı pompa açın. Delikli karbon filmi ile kaplanmış TEM ızgarası kullanılarak 0.3 L / dakikalık bir akış hızı kullanarak. akış hızı çok yüksek ise, ızgara üzerinde ince bir film hasar görebilir. Örnekleyici kullanımına ilişkin ayrıntılı bilgi mevcut 21&#39;dir. Tipik haliyle, numune alma işlemi ab sürer3 dakika dışarı. <ol><li> Farklı partikül konsantrasyonlarına göre numune alma süresi değişir ve parçacık birikimi (örneğin,% 50) TEM ızgara ılımlı bir yüzey kaplama göz önünde bulundurularak yaklaşık. Kalın depolanmaları nedeniyle bünyesindeki yığılma parçacık morfolojisini değiştirebilir. </li></ol></li></ol> 5. Post-örnekleme Operasyon ve Temizlik-up <ol><li> ölçümleri bitirdikten sonra, daha sonra seyreltme akışı ve aerosol akışı kapatın. </li><li> Sistemden aerosol jeneratörü ayırın üst ve alt deliklerini bloke ve temizlik alanı transfer. Tehlikeli maddelerin tedavi edilmiştir, özellikle iyi havalandırılan bir temizleme tesisi veya kapalı bir alanda temizleyin. </li><li> Parçacık yüzeyinin hidrofil bağlı olarak, su ya da organik çözücüler ile toz kalıntıları dağıtılır. güvenli bir geri dönüştürme için kimyasal kaplara çözüm kapalı dökün. Uzun deneylerden sonra, deney tozlar STIC eğilimicam duvara sıkıca k ve kolayca çözülür yoktur. Bu oluşursa, yapışkan malzemenin çözünmesi için ultrasonik temizleyici ile birlikte asitleri veya bazları kullanın. </li><li> duvara ve iyice jeneratörün iç kurumaya bırakılmıştır nem içeriği kaldırmak amacıyla, en az 1 saat süre ile içinden kuru hava geçmektedir. Hiçbir ateş veya ateş kaynaklarıyla organik çözücüler ile çalışan olmadığından emin olun ve mekan iyi bir havalandırma sağlamak. </li><li> Kes parçacık taşıma boru ve bağlantıları. su veya çözücü ile yıkayın. ıslak bir kağıt doku veya bez ile karıştırma ve ölçme odalarının iç duvarları silin. En azından bir gün için ya da önceki sonraki deney 1 saat boyunca kuru hava akışı ile açık bir alanda onları kurutun. </li><li> (Kullanılıyorsa) düzenli olarak SMPS impaktörü temizleyin. </li></ol>

<ol>
	<li>Devaprakasam, D., Hatton, P. V., M&#246;bus, G., Inkson, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+microstructure+of+nano-+and+micro-particle+filled+polymer+composites+on+their+tribo-mechanical+performance.">Effect of microstructure of nano- and micro-particle filled polymer composites on their tribo-mechanical performance.</a> J. Phys. Conf. Ser. 126, 012057 (2008).</li><li>Mukhopadhyay, A., Basu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consolidation-microstructure-property+relationships+in+bulk+nanoceramics+and+ceramic+nanocomposites:+a+review.">Consolidation-microstructure-property relationships in bulk nanoceramics and ceramic nanocomposites: a review.</a> Int. Mat. Rev. 52, 257-288 (2007).</li><li>Svintsitskiy, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+cupric+oxide+nanopowders+as+efficient+catalysts+for+low-temperature+CO+oxidation.">Study of cupric oxide nanopowders as efficient catalysts for low-temperature CO oxidation.</a> J. Mol. Catal. A: Chemical. 368-369, 95-106 (2013).</li><li>Schmid, K., Riediker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+nanoparticles+in+Swiss+Industry:+a+targeted+survey.">Use of nanoparticles in Swiss Industry: a targeted survey.</a> Environ. Sci. Technol. 42, 2253-2260 (2008).</li><li>Bello, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+exposure+levels+during+CVD+growth+and+subsequent+handling+of+vertically-aligned+carbon+nanotube+films.">Particle exposure levels during CVD growth and subsequent handling of vertically-aligned carbon nanotube films.</a> Carbon. 46, 974-977 (2008).</li><li>Brouwer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exposure+to+manufactured+nanoparticles+in+different+workplaces.">Exposure to manufactured nanoparticles in different workplaces.</a> Toxicol. 269, 120-127 (2010).</li><li>Demou, E., Peter, P., Hellweg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exposure+to+Manufactured+Nanostructured+Particles+in+an+Industrial+Pilot.">Exposure to Manufactured Nanostructured Particles in an Industrial Pilot.</a> Ann. Occup. Hyg. 52, 695-706 (2008).</li><li>Kuhlbusch, T., Asbach, C., Fissan, H., Gohler, D., Stintz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+exposure+at+nanotechnology+workplaces:+A+review.">Nanoparticle exposure at nanotechnology workplaces: A review.</a> Part. Fib. Toxicol. 8, 22 (2011).</li><li>Castranova, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+current+toxicological+knowledge+of+engineered+nanoparticles.">Overview of current toxicological knowledge of engineered nanoparticles.</a> J. Occup. Environ. Med. / American College of Occupational and Environmental Medicine. 53, 14-17 (2011).</li><li>Fukui, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+of+zinc+ion+release+and+oxidative+stress+induced+by+intratracheal+instillation+of+ZnO+nanoparticles+to+rat+lung.">Association of zinc ion release and oxidative stress induced by intratracheal instillation of ZnO nanoparticles to rat lung.</a> Chem.-Biol. Interact. 198, 29-37 (2012).</li><li>Lewinski, N., Colvin, V., Drezek, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytotoxicity+of+Nanoparticles.">Cytotoxicity of Nanoparticles.</a> Small. 4, 26-49 (2008).</li><li>Kreyling, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translocation+of+ultrafine+insoluble+iridium+particles+from+lung+epithelium+to+extrapulmonary+organs+is+size+dependent+but+very+low.">Translocation of ultrafine insoluble iridium particles from lung epithelium to extrapulmonary organs is size dependent but very low.</a> J. Toxicol. Environ. Health. 65, 1513-1530 (2002).</li><li>Verlag, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> European Norm 15051, Workplace exposure-measurement of the dustiness of bulk materials. , (2014).</li><li>Breum, N. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+rotating+drum+dustiness+tester:+Variability+in+dustiness+in+relation+to+sample+mass,+testing+time,+and+surface.">The rotating drum dustiness tester: Variability in dustiness in relation to sample mass, testing time, and surface.</a> Ann. Occup. Hyg. 43, 557-566 (1999).</li><li>Tsai, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dustiness+test+of+nanopowders+using+a+standard+rotating+drum+with+a+modified+sampling+train.">Dustiness test of nanopowders using a standard rotating drum with a modified sampling train.</a> J Nanopart Res. 11, 121-131 (2009).</li><li>Bach, S., Schmidt, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determining+the+Dustiness+of+Powders-A+Comparison+of+three+Measuring+Devices.">Determining the Dustiness of Powders-A Comparison of three Measuring Devices.</a> Ann. Occup. Hyg. 52, 717-725 (2008).</li><li>Schneider, T., Jensen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+Single-Drop+and+Rotating+Drum+Dustiness+Test+of+Fine+to+Nanosize+Powders+Using+a+Small+Drum.">Combined Single-Drop and Rotating Drum Dustiness Test of Fine to Nanosize Powders Using a Small Drum.</a> Ann. Occup. Hyg. 52, 23-34 (2008).</li><li>Morgeneyer, M., Le Bihan, O., Ustache, A., Aguerre-Chariol, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+of+the+aerosolization+of+fine+alumina+particles+from+bulk+by+a+vortex+shaker.">Experimental study of the aerosolization of fine alumina particles from bulk by a vortex shaker.</a> Powd. Technol. 246, 583-589 (2013).</li><li>Ding, Y., Riediker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+system+to+assess+the+stability+of+airborne+nanoparticle+agglomerates+under+aerodynamic+shear.">A system to assess the stability of airborne nanoparticle agglomerates under aerodynamic shear.</a> J. Aerosol Sci. 88, 98-108 (2015).</li><li>Ding, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dustiness+and+Deagglomeration+Testing:+Interlaboratory+Comparison+of+Systems+for+Nanoparticle+Powders.">Dustiness and Deagglomeration Testing: Interlaboratory Comparison of Systems for Nanoparticle Powders.</a> Aerosol Sci. Technol. 49, 1222-1231 (2015).</li><li>R'milli, B., Le Bihan, O. L. C., Dutouquet, C., Aguerre-Charriol, O., Frejafon, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+Sampling+by+TEM+Grid+Filtration.">Particle Sampling by TEM Grid Filtration.</a> Aerosol Sci. Technol. 47, 767-775 (2013).</li><li>Levin, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+relative+humidity+and+physical+load+during+storage+on+dustiness+of+inorganic+nanomaterials:+implications+for+testing+and+risk+assessment.">Influence of relative humidity and physical load during storage on dustiness of inorganic nanomaterials: implications for testing and risk assessment.</a> J. Nanopart. Res. 17, 1-13 (2015).</li><li>Dahmann, D., Monz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+dustiness+of+nanostructured+materials.">Determination of dustiness of nanostructured materials.</a> Gefahrst. - Reinhalt. L. 71, 481-487 (2011).</li><li>Ogura, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dustiness+testing+of+engineered+nanomaterials.">Dustiness testing of engineered nanomaterials.</a> J. Phy. Conf. Ser. 170, 012003 (2009).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Huni tabanlı aerosol kurulumu etkili bir (aerosolizasyonuyla sırasında hava akış hızı ile ölçülebilir olabilir) seçilen bir enerji girdisi düzeyinde toz parçacıkları aktif hale getirebilirsiniz. nesil yerinde parçacık hareketleri ve çarpışmaları toz topakların kesiliyor ve sabit bir oranda aynı boyut dağılımının havadaki parçacıkları yayan, bir denge durumuna ulaşır. Kararlı bir aerosol, 30 dk gibi SMPS gibi yüksek boyutlu çözünürlüklerde, hatta yavaş ölçüm cihazları için yeterli zaman kadar 2 saat, kadar sürebilir istatistiksel olarak anlamlı sonuçlar üretmek için. Kur, örneğin nano partikül tozu gibi değerli malzemeleri test etmek için bir avantaj olabilir test malzemeleri, küçük miktarlarda gerektirir. Ancak, sistemin çevre ve işlem parametreleri önemli ölçüde test sonuçlarını etkileyebilir. tekrarlanabilir veri üretmek için, standart çalışma prosedürleri sıkı deney boyunca takip edilmelidirments. Bu sistemi kullanarak aerosol haline testleri yaparken, aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır. Birincisi, anlamlı sonuçlar elde etmek için, Kur&#39;ın iç parçalar testler için temiz bir ortam sağlamak çok önemlidir. kirleticilerin potansiyel kaynaklar ortam parçacıklar ve daha önceki deneylerde test malzemelerdir. Ortam parçacıkların etkisi genellikle kısa sürede aerosol ve seyreltme akışları tanıtıldı olarak, nispeten hızlı bir şekilde ortadan kayboldu. Ancak, artık malzemelerden parazit deney boyunca devam edebilir. oluşturulan aerosol parçacıkları sistemi üzerinden akar olarak, ulaşım tüplerinin bükülme noktaları ve konektörler dar kanalları ve karıştırma iç yüzeyleri ve ölçüm odalarının iç duvarlarında bırakabilir. Bu parçalar düzgün yeni deneyler öncesinde temizlenmiş değilseniz, daha önce tevdi malzemeler sürekli ana akımı içine yeniden askıya alınabilirAerosol akışının, böylece test sonuçlarını rahatsız. İkinci olarak, toz dolum işlemi çok dikkatli bir şekilde yürütülmelidir. Burada en önemli konu malzemelerin çok küçük miktarlarda kullanıldığında, özellikle kurulum beslenen toz miktarıdır. Belirli bir aerosol haline getirme akış hızında, bir toz daha az miktarlarda düşük aerosol konsantrasyonları oluşturabilir ve muhtemelen tozun ünite ağırlık başına daha yüksek bir enerji girişi ile, daha küçük boyutlarda olan parçacıkları. Ayrıca, test malzemeleri (örneğin, nispi nem ve sıcaklık) depolama koşulları toz aerosolleştirme davranış ve Toz 22 seviyelerini etkilemek için gösterilmiştir. Bu nedenle, ham toz her yerde aynı atmosfer koşullarında, mümkün tutulmalıdır. Üçüncü olarak, deney başında aerosol akışına ayarlamalar büyük ölçüde test sonuçlarını etkileyebilir. akışında keskin artışlar büyük toz parçacıklarını u darbehavaya p ve dramatik deney geri kalanı için mevcut malzemenin miktarını azaltarak, huni yüzeyine hepsini yayıldı. sonuçları yetersiz toz başarısız test olabilir. Burada tarif edilen kurum, bu sistemin temel parçalarını çoğaltmak çalışırken, standart laboratuar ekipmanları kullanılarak inşa olmadığından, aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır. Standart laboratuar ayırıcı dönüşüm yolları aerosol üretecinin (bunlar basınçlı koşullar altında kullanılmamalıdır unutmayın) olarak kullanılabilir. farklı geometriye sahip ayırıcı dönüşüm yolları deneylerde test edilmiştir ve bunlar uygun bir huniye benzer özelliğe sağladı. gömülü bir taşıma borusu olan bir kauçuk sızdırmazlık bloğu huni kapağı olarak kullanılabilir. farklı geometri ancak benzer hacimlerin karıştırma ve ölçme bölmeleri kullanılabilir. çok büyük bölmeleri önemli ölçüde zaman KD gecikme unutmayınistikrarlı aerosol koşulları (konsantrasyon) ulaşmak için eded. gereken süre dikkate toplam hava akış hızı ve bölmenin hacminin alınması ile tahmin edilebilir. Bu işlem, büyük seyreltme akımı kullanılarak hızlandırılabilir birlikte, (göre nihai parçacık sayısı yoğunluğu bariz bir şekilde bağlı seyreltme azaltılabilir hatırlanmalıdır, ve bu ölçüm araçlarının performansı da aerosol büyüklük dağılımına etki edebilmektedir kendi algılama sınırları üzerinde). Elektriksel olarak iletken malzemeler tavsiye edilir. taşıma boru uzunluğu genel laboratuar ayarlarına bağlı olarak değişebilir. Bununla birlikte, uzunluk da taşıma sırasında belirgin partikül kayıplarını önlemek için mümkün olduğu kadar kısa olmalıdır. parçacık penetrasyon verimliliği hesap partikül çapı, hava akış hızı, boru çapı ve uzunluğu dikkate alınarak, ve zihin yerçekimi birikimi ya rulman veya hesaplanabilirDifüzyon kaybı ya da her ikisi. Farklı karakterizasyon yöntemleri kullanılabilir. Bununla birlikte, hava besleme (dilüsyon akışı), toplam numune akış hızına göre ayarlanmalıdır. Yetersiz hava beslemesi böylece kararlarında hatalar yol açan ortam parçacıklar çizim, ölçüm odasında negatif basınç neden olacaktır. Farklı hava besleme kaynakları kullanılır, ama onlar parçacık-ücretsiz ya da olmasını sağlamak olabilir önceden tedavi yüksek verimli filtresi ile hava. Bu aerosol haline getirme yöntemi bir önemli sınırlaması, nispeten uzun bir süre boyunca sabit bir partikül oluşturma korumak için test tozların akışkanlığı iyi gerektirmesidir. gibi yüksek bir nem içeriğine sahip, hidrofilik tozlar gibi yapışkan maddeler, genellikle aerosol haline getirme işleminin erken bir aşamada akışı durur ve çok düşük partikül konsantrasyonları. Bu sorunu çözmenin olası yolları ham toz-gibi kuruma-s ön işlem içerebilirolarak o onun akışkanlığını artırmak için. Kullanımdan sonra hammadde saklama koşulu de kuru bir ortamda, uygun sıcaklıkta tutulan, örneğin, muhafaza edilmelidir. Deneyler sırasında, yüksek aerosol akış hızı (0.5-1 L / dak) ve ham bir malzeme (500 mg) daha fazla miktarda kullanılabilir. Ayrıca, seyreltme akış hızını düşürücü ölçüm odasında parçacık konsantrasyonu artırabilir. Bu yöntemin diğer bir sınırlama hava kaynaklı partikül nesil oranı (ölçüm odasında böylece parçacık sayısı konsantrasyonu) uyarlık olduğunu. varyasyon belirli bir seviyede hala var. iyileştirme olası yolları malzeme kayıpları ve iyi kontrollü aerosol akış oranını azaltmak için daha iyi tanımlanmış besleme süreci vardır. Sistem ve burada açıklanan protokolleri, çeşitli uygulamalar için kullanılabilir. Test malzemelerinin nispeten küçük miktarlarının kullanılması potansiyel olarak V yöntemi yaparTest tozu Toz için alternatif bir araç olarak aluable. Bazı yaygın malzemeler için, sistem tarafından üretilen havadaki partiküllerin sıralamalarından gibi döner tambur 15,17, sürekli damla 23 ve girdap çalkalama yöntemleri 24 gibi mevcut aerosol haline getirme sistemleri 19, gözlenene benzerdi. Ayrıca, ayarlanabilir bir enerji girişi (hava akış oranı) da nanopartikül toz topaklarının stabilitesini incelemek için kullanılabilir. Son olarak, kararlı bir aerosol üretim, in vivo ya da in vitro toksikolojik çalışmalarda hava işlenmiş nanopartikül güvenilir bir kaynak olarak işlev görebilir. kontrol parçacık konsantrasyonu doza bağımlı biyolojik yanıtların analizi sağlayacak. Sıvı süspansiyonlar kullanılarak başka aerosol haline getirme yöntemleri ile karşılaştırıldığında, sunulan yöntem, malzeme olarak asılı ve süspansiyon içindeki parçacıkların fiziksel-kimyasal özelliklerinin modifikasyonu (potansiyel problemleri ortadan kaldırır, örneğin, birgglomeration, yüzey özellikleri).

Nano malzeme tozları yaygın yeni ürünlerin üretimi için ya da işlevsel uygulamalar 1-4 için katkı maddesi olarak hammadde olarak, farklı sanayi sektörlerinde kullanılmaktadır. Ancak, NANOPOWDER aerosoller işçilerin maruz kalma potansiyeli çeşitli meslek işleme faaliyetleri 5-8 esnasında not edilmiştir ve ilişkili sağlık riskleri in-vivo ve in-vitro toksikoloji çalışmalarında 9-12 araştırılmıştır. Nanomalzemelerin ile uğraşan işçileri korumak için etkili stratejilerin geliştirilmesini kolaylaştırmak amacıyla, iş sağlığı profesyonelleri nanoparçacık aerosoller dış enerji girdilerinin tabi toz malzemelerden oluşturulan nasıl daha iyi anlaşılmasını gerektirir. Farklı Laboratuar Sistemleri gerçekçi koşullarda toz aerosol haline getirme davranışını simüle etmek için geliştirilmiştir. Bunlar arasında, iki standart prosedürler kurulan referans yöntemleri <suBelirli bir enerji girişi maruz kalan tozun eğilimi olarak tanımlanır test tozu Toz, p&gt; 13 hava partikülleri serbest bırakmak için. Birinci yöntem, enerji girişi için orta ve toz parçacıklarının 14,15 aerosol olarak dönen bir tamburun kullanır. İkinci yöntem, dikey bir silindir boyunca sabit bir hızda bir toz bırakır ve yükselen bir hava akımı 16 aracılığıyla toz parçacıkları aerosolize. Bununla birlikte, bu yöntemler, test malzemelerinin nispeten büyük miktarlarda (35 cm3 ya da 500 g) gerektirir ve bu durum, yüksek maliyet ve potansiyel maruz kalma riskine nano malzeme toz ile ilgili bir sorun olabilir. Davul süreçlerini tek damla birleştiren ve dönen bir küçültülmüş test sistemi test tozlar (6 gr örnekleri) 17 küçük miktarlarda kullanımına izin veren geliştirildi. Girdap shakers dayanan bir süre önce geliştirilen aerosol sistemi de hammadde 1 cm 3 aşağı, Nano tozlar için izin testleri kullanılmıştır <sup&gt; 18. Burada, laboratuvar huniler dayalı NANOPOWDER testi için yeni bir aerosol haline ve Dağıtma sistemi sunuyoruz. Deney tozu 1 g&#39;dan daha az kullanmak suretiyle stabil bir aerosol üretim işlemi sağlar. Sabit aerosol haline getirme, sağlam bir aerosol özellikleri belirleme amacıyla yeterince uzun süreler için muhafaza edilebilir. Sistemin performansını daha önceki iki yayın 19,20 detaylı bir şekilde tarif edilmiştir. Şekil 1. Parçacık taşıma boru gösterilen ve konnektörleri bu farklı unsurları bağlantı olarak test kurulumu, bölmeleri ve karakterizasyon aletleri karıştırma ve ölçme, bir aerosol üretecinin oluşmaktadır. Bir akış tuner ve iki debimetreler kontrol ve sistemdeki hava akış koşullarını izlemek. Bir manometre ve bir sıcaklık ve nem sensörü ölçüm odası içinde çevreyi izliyoruz. Kuru sıkıştırılmış hava sisteme girmeden önce hyperfilter kullanılarak süzülür. birV-şekilli, uzunlamasına, bir cam aerosol üreteci toz aerosolleştirme için kullanılmaktadır. Bu geometri sonraki bölmeye sağlam bir aerosol süreci ve pürüzsüz parçacık taşınmasını kolaylaştırır. üst bölüm (Re-sayı &lt;15) laminer ise huninin altındaki akış rejimi nedeniyle toz parçacıkları ile etkileşime çalkantılı olduğunu. jeneratör duvar kalınlığı özellikle kritik delikler kullanılarak Dağıtma testi için gerekli (400 kPa Ap kadar) yüksek basınçlara dayanacak şekilde tasarlanmıştır edilmiştir. Yüksek hassasiyetli akış tuner 0.01 L / dk artışlarla akış hızı kontrol eder. İletken boru (6 mm dış çapı, 1 mm kalınlık) nakliye sırasında elektrostatik çökeltme nedeniyle partikül kayıpları önlemek için kullanılır. boru uzunluğu aerosol üretecinin ve karıştırma bölmesi, karıştırma bölmesi ve ölçüm odası arasında 20 cm, ve örnekleme boruları 100 cm arası yaklaşık 50 cm&#39;dir. 1 L metal şişe karıştırma Cham olarak kullanılanBER ve 12 L metal tambur ölçüm gözüne olarak kullanılır. Partikül örnekleri ölçüm gözüne üstünden çekilir. Bir çıkış noktası bir filtrasyon sistemine ekstra akışını yönlendirir. Karıştırma ve ölçüm odaları elektriksel parçacıkların elektrostatik kayıplarını önlemek için topraklı. Ölçüm cihazları tarama hareket partikül ölçücüyle (SMPS) ve parçacık sayısı, konsantrasyon ve büyüklük dağılımı için bir optik partikül sayacı (OPC), ve parçacık morfolojisi analizi için bir transmisyon elektron mikroskobu (TEM) Örnekleyici (MPS) içerir. Kur&#39;ın aerosol haline getirme işlemi, akışkan yataklı bir işlem benzer. Hava akış huni (2 mm çaplı) içine alt açıklıktan girer ve toz havaya sprey. Toz partikülleri, çeşme suyuna benzer bir şekilde hareket eder. Türetilen aerosolün bir karıştırma odası içinde bir seyreltme akımı uygundur. seyreltme hava akış etkisi ise nem farklı düzeylerde için klimalı edilebilirBu parametrenin analizini gerektirir. bölmenin hava da sorunsuz örnekleme ihtiyaçlarına göre kuru seyreltme hava ile aerosol karıştırmak için bir tampon hacmi olarak hizmet vermektedir. aerosol akımı daha sonra (aerosol haline getirme testi için) normal bir boru çıkış ağzından ya da (deaglomerasyon testi için) önemli bir menfezi yoluyla ölçüm gözüne sokulur. menfez içinden geçen parçacıklar kesme kuvvetleri uygulayan farklı bir basınç düşüşü koşullarını sağlar. Bu mekanizma kendi Dağıtma potansiyeli (mekanik stabilite) çalışma sağlar. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54414/54414fig1.jpg" /> Şekil 1. aerosol ve Dağıtma sistemi diyagramı. Varsayılan olarak, bir tüp ölçüm odası ile karıştırma odasını bağlar. Gösterilen menfez isteğe bağlı eklenti (bu protokolü açıklanan değil). <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig1large.jpg" target="_blank">T tıklayınız</a>o bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntüleyin.

<table><tbody><tr><td>titanium dioxide nanopowder</td><td>JRC</td><td>NM-103/104</td><td>Reference materials provided within EU FP7 MARINA project</td></tr><tr><td>silicon dioxide nanopowder</td><td>AEROSIL</td><td>R974</td><td></td></tr><tr><td>silicon dioxide nanopowder</td><td>JRC</td><td>NM-200</td><td>Reference materials provided within EU FP7 MARINA project</td></tr><tr><td>zinc oxide nanopowder</td><td>JRC</td><td>NM-110/111</td><td>Reference materials provided within EU FP7 MARINA project</td></tr><tr><td>cerium dioxide nanopowder</td><td>JRC</td><td>NM-211/212</td><td>Reference materials provided within EU FP7 MARINA project</td></tr><tr><td>The V-shaped aerosol generator</td><td>Souffleur de verre S.A.</td><td></td><td>Specially made based on conditions required in the experiments (e.g., geometry, thickness)</td></tr><tr><td>scanning mobility particler sizer (SMPS)</td><td>GRIMM</td><td>Model N&amp;deg; 5.403</td><td>Size range: 11.1&amp;ndash;1083.3&amp;nbsp;nm (impactor: d50=1,082&amp;nbsp;nm); composed of a condensation particle counter (CPC) and a dynamic mobility analyzer (DMA); sampling flow ate: 0.3&amp;nbsp;L/min; sheath flow rate: 3.0&amp;nbsp;L/min; with standard multiple charge correction and diffusion loss correction.</td></tr><tr><td>optical particle counter (OPC)</td><td>GRIMM</td><td>Model N&amp;deg; 5.403</td><td>Size range: 0.25-32 &amp;micro;m</td></tr><tr><td>mini-particle sampler (MPS)</td><td>ECOMESURE</td><td></td><td></td></tr><tr><td>transport tubes</td><td>Milian S.A.</td><td>8 mm-conductive</td><td>6 mm inner diameter</td></tr></tbody></table>

a system to create stable nanoparticle aerosols from nanopowders

Nanoparticle aerosols released from nanopowders in workplaces are associated with human exposure and health risks. We developed a novel system, requiring minimal amounts of test materials (min. 200 mg), for studying powder aerosolization behavior and aerosol properties. The aerosolization procedure follows the concept of the fluidized-bed process, but occurs in the modified volume of a V-shaped aerosol generator. The airborne particle number concentration is adjustable by controlling the air flow rate. The system supplied stable aerosol generation rates and particle size distributions over long periods (0.5-2 hr and possibly longer), which are important, for example, to study aerosol behavior, but also for toxicological studies. Strict adherence to the operating procedures during the aerosolization experiments ensures the generation of reproducible test results. The critical steps in the standard protocol are the preparation of the material and setup, and the aerosolization operations themselves. The system can be used for experiments requiring stable aerosol concentrations and may also be an alternative method for testing dustiness. The controlled aerosolization made possible with this setup occurs using energy inputs (may be characterized by aerosolization air velocity) that are within the ranges commonly found in occupational environments where nanomaterial powders are handled. This setup and its operating protocol are thus helpful for human exposure and risk assessment.

Şekil 2, hidrofobik SiO 2 olan bir aerosol haline getirme deneyde yukarıdaki protokoller kullanılarak, zaman içinde toplam aerosol partikül sayısı konsantrasyon ve boyut değişiklikleri, tipik bir örneğini göstermektedir. Parçacık konsantrasyonları en kısa sürede aerosol akışı tanıtıldı olarak yükselmeye başladı. parçacıkların geometrik ortalama büyüklüğü giderek de arttı. Yaklaşık 10 SMPS taramaları (3.5 dk / tarama), aerosol partikül konsantrasyonu ve ortalama çapı artık herhangi bir önemli miktarda farklılık kararlı bir duruma girmek başladı. Bu durum, on 3 dakikalık SMPS tarama tamamlamak için yeterli fazla 30 dakika süren. 3 (Şekil 2 ile aynı verilerine dayanarak) tek tek boyutlu dağılımlar şeklinde partikül konsantrasyonundaki değişikliği göstermektedir. tepe zaman içinde yavaş yavaş yükseldi ve aerosol istikrarlı hale kez o inci boyunca aynı boyut aralığı içinde kalmıştırTestin e geri kalanı. Deneyin başında gösterilen çok küçük ortalama çap kararsız toz aerosol haline getirilmesi nedeniyle değildi. Daha ziyade, bu toz dolum işleminden sonra huni içindeki kalıntı çevre havası neden oldu. Bu hava miktarı ölçümü odasına akmasına ilk ve başlangıç ​​taramaları (Şekil 4) sırasında SMPS tarafından örnek alınmıştır. Bu, eldeki bilimsel soruya gerekli eğer bir temiz oda tüm deneyler yaparak önlenebilir. Gerçekten de, ilk taramanın boyutu dağılımı, ortam havası ile çok benzer olmuştur. Toz aerosol parçacıkları hızla azaldı ortam parçacıklardan, girişime akmaya devam etti ve etkisi neredeyse birkaç SMPS taramaları sonra ortadan kaybolmuştu olarak. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/54414/54414fig2.jpg" /> Şekil 2. Değişimve toplam partikül sayısı konsantrasyonunda bir aerosol haline deneyde ortalama çapa (241 mg hidrofobik SiO2; aerosol 0.3 L / dak akış). <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/54414/54414fig3.jpg" /> Bir aerosol haline deneyde parçacık boyut dağılımının 3. Değiştir Şekil. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/54414/54414fig4.jpg" /> 4. aerosol partikül boyutu dağılımları aerosol haline getirme deneyin başlangıcında Şekil. Parçacık konsantrasyonu göreli ölçekte gösterilmiştir (normalize tyüksek konsantrasyonlarda sonraki taramaları spektrumları için çok düşük bir konsantrasyonda ilk tarama spektrumunu karşılaştırmak amacıyla toplam sayısı) o. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> parçacık konsantrasyonu değişiklikler her zaman aynı desen takip etmeyin. Dört olasılık, genellikle bir aerosol haline getirme testi görülebilir. Şekil 5A, konsantrasyon sonra yavaş yavaş, bir &quot;plato&quot; Bölgede artan deney geri kalanı için neredeyse değişmedi. Şekil 5B&#39;de, konsantrasyon, kademeli olarak önce düşük bir seviyeye gerilemiştir ve daha sonra 1,5 saat süre ile sabit kalmıştır, maksimum noktasına ulaşmıştır. Şekil 5C&#39;de, konsantrasyonu sıfıra azalmaktadır devam etmiştir. Şekil 5D, konsantrasyon maksimum düzeye artış remaineki belli bir süre için d ve yeniden azalmıştır. standart işletme yöntemi takip edildiğinde, (a) Senaryo genellikle görülür. aerosol haline getirme hava akışı yavaş kişiye ve son olarak uygun bir aralıkta stabilize edilir. Ham maddenin miktarı aerosol haline getirme seviyesi açısından yeterli olan ve sabit bir aerosol üretim oranı, uzun bir süre boyunca muhafaza edilebilir. Senaryo, (b) bağlı bir toz yetersiz miktarda kombine deney boyunca aşırı aerosol haline getirme akışı, büyük olasılıkla. Toz hızla tüketilen ve istikrarlı aerosol oluşumunu sürdürmek mümkün değildir. Senaryo (c) kısa bir süre sonra, hava akış hızı uygun bir dizi yeniden ayarlandı ve deneyin geri kalan boyunca sabit tutulur haricinde senaryo (B) partikül sayısı konsantrasyonda benzer bir düşüş göstermektedir. Bu parçacık konsantrasyonu giderek istikrarlı bir yelpazede ulaşmaya izin verdi. Senaryo (d)Ham madde yetersiz miktarda kullanıldığında ppears. Deneyin ikinci aşaması olarak, aerosol erken fazında mümkün olduğu gibi, sabit bir hızda aerosol taneciklerinin oluşturmak için yeterli Test tozu artık yoktur. Sonuç olarak, sistem içinde partikül konsantrasyonu azalır. <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/54414/54414fig5.jpg" /> Aerosol haline deneyler sırasında toplam partikül konsantrasyonları değiştirmek için Şekil 5. Tipik desenler bir plato ulaşana kadar (A) yavaş yavaş artmaya; (B) kademeli olarak sıfıra düşmesi; (C) hızla zirveye ulaşmak ve daha sonra istikrarlı bir seviyeye düşmesi; (D) kararlı bir duruma artırmak ve belli bir süre için muhafaza, sonra azalır. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> </p&gt; Farklı aerosol akış oranları, aerosol üretimi üzerindeki etkisini incelemek amacıyla test edildi. 0,3-1,1 L / dk akış hızındaki kullanılmıştır ve elde edilen parçacık boyut dağılımları Şekil 6&#39;da gösterilmiştir. Akışı arttıkça spektrumu tepe yükseldi. En yüksek akış hızı (/ dk 1.1 L), mikron büyüklüğünde partiküller sistemi (ikincil tepe) girmeye başlamıştır. Hava akışı 0,3-0,7 L / dk (Şekil 7) aralığında yoluyla arttığı aynı aerosol akışı altında, ancak, yavaş yavaş azaldığı zaman aerosol parçacıklarının modal boyutları benzer kaldı. yüksek akış oranları artmaktadır partikül oluşturma hızı ve azalan ortalama parçacık çapı (önemli parçacık hareketleri ve çarpışmalar) daha dinamik aerosol haline getirme işlemi, aerosol değiştirilmiş bir boyut dağılımı ile sonuçlanan, toz parçacıklarının deaglomerasyonunu kolaylaştırmıştır düşündürmektedirParçacıkların üretildiği. <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/54414/54414fig6.jpg" /> Artan hava akış oranları ile Şekil 6. değiştirilmesi partikül büyüklüğü dağılımları (0.3- 1.1 L / dk). <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 7," src="/files/ftp_upload/54414/54414fig7.jpg" /> Farklı akış oranları altında partikül boyut dağılımları Şekil 7. karşılaştırılması. Spektrumları daha iyi tepe kayması göstermektedir (toplam parçacık sayısına normalize) göreceli ölçekte benzer yüksekliklere, dönüştü. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig7large.jpg" target="_blank">Bu daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız rakam.</a> <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; partikül sayısı birkaç kat kadar göre değişiklik gösterebilir çoğaltmak testlerde oluşan aerosollerin konsantrasyonları, ancak genellikle iyi olan bir mertebe. Ortalama partikül boyutu ise, yüksek oranda tekrarlanabilir. 8 aynı malzeme kullanılarak dört suret deneylerin partikül büyüklüğü dağılımının varyasyonun bir örneğini göstermektedir. standart sapma, toplam partikül konsantrasyonu% 39.7 ve geometrik ortalama boyutu için% 6.6 idi. Numara konsantrasyon değişim çeşitli sebeplerle olabilir: 1) Farklı hammadde durumu (örneğin, yığılma seviye); 2) toz dolum sürecinde insan faktörleri (huni alt kısmında biriken toz miktarını, aerosolleştirilmek üzere kullanılabilir ve böylece tutar) etkileyen; püskürtülmesindan başında veya 3) hava debisi ayarı. <img alt="Şekil 8," src="/files/ftp_upload/54414/54414fig8.jpg" /> hidrofobik SiO 2 ile çoğaltmak aerosol haline deneylerin test sonuçlarının&gt; Şekil 8. değişimi. Hata çubukları, bireysel boyutta kanallarında partikül sayısı konsantrasyonunun standart sapmasını temsil eder. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54414/54414fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about A System to Create Stable Nanoparticle Aerosols from Nanopowders at JoVE.com

A System to Create Stable Nanoparticle Aerosols from Nanopowders

We designed and developed an effective nanopowder aerosolization setup and operating protocol. The system generated nanoparticle aerosols with stable number concentrations and size distributions for long durations, requiring only small quantities of test material (min. 200 mg).

Bir Sistem Nano tozlar gelen Kararlı Nanoparçacık Aerosoller oluşturma

Nanoparticle aerosols released from nanopowders in workplaces are associated with human exposure and health risks. We developed a novel system, requiring ...

a-system-to-create-stable-nanoparticle-aerosols-from-nanopowders

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Engineering

9.5K Görüntüleme.  Universities of Lausanne and Geneva. We designed and developed an effective nanopowder aerosolization setup and operating protocol. The system generated nanoparticle aerosols with stable number concentrations and size distributions for long durations, requiring only small quantities of test material (min. 200 mg). 

Video: A System to Create Stable Nanoparticle Aerosols from Nanopowders

Using Polystyrene-block-poly(acrylic acid)-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are encapsulated in polystyrene-block-poly(acrylic acid) (PSPAA) shells and then used as monomers for their self-assembly. Spherical PSPAA micelles upon acid treatment are known to assemble into cylindrical micelles. Exploiting this tendency, the core-shell nanoparticles are induced to aggregate, coalesce, and then transform into long chains. When more than one type of nanoparticles are used, random and block &#8220;copolymers&#8221; of nanoparticles can be obtained. Detailed procedures are reported for the PSPAA encapsulation of nanoparticles, homo- and co-polymerization of the core-shell nanoparticles, separation and purification of the resulting nanoparticle chains. Transformations of single-line chains into double- and triple-line chains are also presented. The synergy between the polymer shell and the embedded nanoparticles leads to an unusual chain-growth polymerization mode, giving long nanoparticle chains that are distinct from the products of the traditional step-growth aggregation process.

Using Polystyrene-block-polyacrylic acid-coated Metal Nanoparticles as Monomers for Their Homo- and Co-polymerization

We report protocols for &#8220;polymerizing&#8221; various types of polymer-encapsulated metal nanoparticles into long chains of &#8220;homo-&#8220; and &#8220;co-polymers&#8221;.

Polistiren kullanma<em&gt; Bloğu</em&gt; -poli (Akrilik asit) Bunların homo- ve ko-polimerizasyon için monomer olarak metal Nanopartiküller -kaplı

We present a template-free method for &#8220;polymerizing&#8221; nanoparticles into long chains without side branches. A variety of nanoparticles are ...

Kimya

Generation of Zerovalent Metal Core Nanoparticles Using n-(2-aminoethyl)-3-aminosilanetriol

In this work, a facile one-pot reaction for the formation of metal nanoparticles in a water solution through the use of n-(2-aminoethyl)-3-aminosilanetriol is presented. This compound can be used to effectively reduce and complex metal salts into metal core nanoparticles coated with the compound. By controlling the concentrations of salt and silane one is able to control reaction rates, particle size, and nanoparticle coating. The effects of these changes were characterized through transmission electron microscopy (TEM), UV-Vis spectrometry (UV-Vis), Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (NMR) and Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR). A unique aspect to this reaction is that usually silanes hydrolyze and cross-link in water; however, in this system the silane is water-soluble and stable. It is known that silicon and amino moieties can form complexes with metal salts. The silicon is known to extend its coordination sphere to form penta- or hexa-coordinated species. Furthermore, the silanol group can undergo hydrolysis to form a Si-O-Si silica network, thereby transforming the metal nanoparticles into a functionalized nanocomposites.

Generation of Zerovalent Metal Core Nanoparticles Using n-2-aminoethyl-3-aminosilanetriol

A novel method for metal core nanoparticle synthesis using a water stable silanol is described.

Sıfır değerlikli metal çekirdek Nanopartiküller Üretimi N- (2-aminoetil) -3-aminosilanetriol

In this work, a facile one-pot reaction for the formation of metal nanoparticles in a water solution through the use of ...

Dispersion of Nanomaterials in Aqueous Media: Towards Protocol Optimization

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and stability of the suspension. In this study, a systematic step-wise approach is carried out to identify optimal sonication conditions in order to achieve a stable dispersion. This approach has been adopted and shown to be suitable for several nanomaterials (cerium oxide, zinc oxide, and carbon nanotubes) dispersed in deionized (DI) water. However, with any change in either the nanomaterial type or dispersing medium, there needs to be optimization of the basic protocol by adjusting various factors such as sonication time, power, and sonicator type as well as temperature rise during the process. The approach records the dispersion process in detail. This is necessary to identify the time points as well as other above-mentioned conditions during the sonication process in which there may be undesirable changes, such as damage to the particle surface thus affecting surface properties. Our goal is to offer a harmonized approach that can control the quality of the final, produced dispersion. Such a guideline is instrumental in ensuring dispersion quality repeatability in the nanoscience community, particularly in the field of nanotoxicology.

Here, we present a step-wise protocol for the dispersion of nanomaterials in aqueous media with real-time characterization to identify the optimal sonication conditions, intensity, and duration for improved stability and uniformity of nanoparticle dispersions without impacting the sample integrity.

Nanomalzemeler sulu ortamda dağılımı: doğru iletişim kuralı en iyi duruma getirme

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and ...

Çevre

Experimental Protocol to Investigate Particle Aerosolization of a Product Under Abrasion and Under Environmental Weathering

The present article presents an experimental protocol to investigate particle aerosolization of a product under abrasion and under environmental weathering, which is a fundamental element to the approach of nanosafety-by-design of nanostructured products for their durable development. This approach is basically a preemptive one in which the focus is put on minimizing the emission of engineered nanomaterials' aerosols during the usage phase of the product's life cycle. This can be attained by altering its material properties during its design phase without compromising with any of its added benefits. In this article, an experimental protocol is presented to investigate the nanosafety-by-design of three commercial nanostructured products with respect to their mechanical solicitation and environmental weathering. The means chosen for applying the mechanical solicitation is an abrasion process and for the environmental weathering, it is an accelerated UV exposure in the presence of humidity and heat. The eventual emission of engineered nanomaterials is studied in terms of their number concentration, size distribution, morphology and chemical composition. The purpose of the protocol is to study the emission for test samples and experimental conditions which are corresponding to real life situations. It was found that the application of the mechanical stresses alone emits the engineered nanomaterials' aerosols in which the engineered nanomaterial is always embedded inside the product matrix, thus, a representative product element. In such a case, the emitted aerosols comprise of both nanoparticles as well as microparticles. But if the mechanical stresses are coupled with the environmental weathering, the experimental protocol reveals then the eventual deterioration of the product, after a certain weathering duration, may lead to the emission of the free engineered nanomaterial aerosols too.

In this article, an experimental protocol to investigate particle aerosolization of a product under abrasion and under environmental weathering is presented. Results on the emission of engineered nanomaterials, in the form of aerosols are presented. The specific experimental set-up is described in detail.

Deneysel Protokol Aşınma altında ve Çevre Ayrışma altında Ürünün Parçacık aerosol haline Araştırma

The present article presents an experimental protocol to investigate particle aerosolization of a product under abrasion and under environmental ...

Mühendislik

Fabrication of Spherical and Worm-shaped Micellar Nanocrystals by Combining Electrospray, Self-assembly, and Solvent-based Structure Control

Micellar nanocrystals (micelles with encapsulated nanocrystals) have become an emerging major class of nanobiomaterials. We describe a method of fabricating micellar nanocrystals based on combining top-down electrospray, bottom-up self-assembly, and solvent-based structure control. This method involves first using electrospray to generate uniform ultrafine liquid droplets, each of which functions as a micro-reactor in which self-assembly reaction occurs forming micellar nanocrystals, with the structures (micelle shape and nanocrystal encapsulation) controlled by the organic solvent used. This method is largely continuous and produces high quality micellar nanocrystal products with an inexpensive structure control approach. By using a water-miscible organic solvent tetrahydrofuran (THF), worm-shaped micellar nanocrystals can be produced due to solvent-induced/facilitated micelle fusion. Compared with the common spherical micellar nanocrystals, worm-shaped micellar nanocrystals can offer minimized non-specific cellular uptake, thus enhancing biological targeting. By co-encapsulating multiple nanocrystals into each micelle, multifunctional or synergistic effects can be achieved. Current limitations of this fabrication method, which will be part of the future work, primarily include imperfect encapsulation in the micellar nanocrystal product and the incompletely continuous nature of the process.

The present work describes a method to fabricate micellar nanocrystals, an emerging major class of nanobiomaterials. This method combines top-down electrospray, bottom-up self-assembly, and solvent-based structure control. The fabrication method is largely continuous, can produce high quality products, and possesses an inexpensive means of structure control.

Küresel ve solucan şeklinde Micellar Nanocrystals Electrospray, kendinden montajlı birleştirerek ve Solvent Bazlı Yapı Denetim imalatı

Micellar nanocrystals (micelles with encapsulated nanocrystals) have become an emerging major class of nanobiomaterials. We describe a method of ...

Development of a Nose-only Inhalation Toxicity Test Chamber That Provides Four Exposure Concentrations of Nano-sized Particles

Using a numerical analysis based on computerized fluid dynamics, a nose-only inhalation toxicity chamber with four different exposure concentrations is designed and validated for flow field uniformity and cross-contamination among the exposure ports for each concentration. The designed flow field values are compared with the measured values from exposure ports located horizontally and vertically. For this purpose, nanoscale sodium chloride particles are generated as test particles and introduced to the inhalation chamber to evaluate the cross-contamination and concentration maintenance among the chambers, for each concentration group. The results indicate that the designed multiconcentration inhalation chamber can be used in animal inhalation toxicity testing without cross-contamination among concentration groups. Moreover, the designed multiconcentration inhalation toxicity chamber can also be converted to a single-concentration inhalation chamber. Further testing with gas, organic vapor, or non-nanoscale particles will ensure the use of the chamber in the inhalation testing of other test articles.

A nose-only inhalation toxicity chamber capable of testing inhalation toxicity at four different exposure concentrations was designed and validated for flow field uniformity and cross-contamination between the exposure ports for each concentration. Here, we present a protocol to confirm that the designed chamber is effective for inhalation toxicity testing.

Dört pozlama konsantrasyonları parçacıkların Nano ölçekli sağlar bir salt burun Soluma Toksisitesi Test odası gelişimi

Using a numerical analysis based on computerized fluid dynamics, a nose-only inhalation toxicity chamber with four different exposure concentrations is ...

Preparation of Nanoparticles for ToF-SIMS and XPS Analysis

Nanoparticles have gained increasing attention in recent years due to their potential and application in different fields including medicine, cosmetics, chemistry, and their potential to enable advanced materials. To effectively understand and regulate the physico-chemical properties and potential adverse effects of nanoparticles, validated measurement procedures for the various properties of nanoparticles need to be developed. While procedures for measuring nanoparticle size and size distribution are already established, standardized methods for analysis of their surface chemistry are not yet in place, although the influence of the surface chemistry on nanoparticle properties is undisputed. In particular, storage and preparation of nanoparticles for surface analysis strongly influences the analytical results from various methods, and in order to obtain consistent results, sample preparation must be both optimized and standardized. In this contribution, we present, in detail, some standard procedures for preparing nanoparticles for surface analytics. In principle, nanoparticles can be deposited on a suitable substrate from suspension or as a powder. Silicon (Si) wafers are commonly used as substrate, however, their cleaning is critical to the process. For sample preparation from suspension, we will discuss drop-casting and spin-coating, where not only the cleanliness of the substrate and purity of the suspension but also its concentration play important roles for the success of the preparation methodology. For nanoparticles with sensitive ligand shells or coatings, deposition as powders is more suitable, although this method requires particular care in fixing the sample.

A number of different procedures for preparing nanoparticles for surface analysis are presented (drop casting, spin coating, deposition from powders, and cryofixation). We discuss the challenges, opportunities, and possible applications of each method, particularly regarding the changes in the surface properties caused by the different preparation methods.

ToF-SIMS ve XPS Analizi için Nanopartiküllerin Hazırlanması

Nanoparticles have gained increasing attention in recent years due to their potential and application in different fields including medicine, cosmetics, ...

Rapid, Scalable Assembly and Loading of Bioactive Proteins and Immunostimulants into Diverse Synthetic Nanocarriers Via Flash Nanoprecipitation

Nanomaterials present a wide range of options to customize the controlled delivery of single and combined molecular payloads for therapeutic and imaging applications. This increased specificity can have significant clinical implications, including decreased side effects and lower dosages with higher potency. Furthermore, the in situ targeting and controlled modulation of specific cell subsets can enhance in vitro and in vivo investigations of basic biological phenomena and probe cell function. Unfortunately, the required expertise in nanoscale science, chemistry and engineering often prohibit laboratories without experience in these fields from fabricating and customizing nanomaterials as tools for their investigations or vehicles for their therapeutic strategies. Here, we provide protocols for the synthesis and scalable assembly of a versatile non-toxic block copolymer system amenable to the facile formation and loading of nanoscale vehicles for biomedical applications. Flash nanoprecipitation is presented as a methodology for rapid fabrication of diverse nanocarriers from poly(ethylene glycol)-bl-poly(propylene sulfide) copolymers. These protocols will allow laboratories with a wide range of expertise and resources to easily and reproducibly fabricate advanced nanocarrier delivery systems for their applications. The design and construction of an automated instrument that employs a high-speed syringe pump to facilitate the flash nanoprecipitation process and to allow enhanced control over the homogeneity, size, morphology and loading of polymersome nanocarriers is described.

Nanomaterials provide versatile mechanisms of controlled therapeutic delivery for both basic science and translational applications, but their fabrication often requires expertise that is unavailable in most biomedical laboratories. Here, we present protocols for the scalable fabrication and therapeutic loading of diverse self-assembled nanocarriers using flash nanoprecipitation.

Ölçeklenebilir, Hızlı montaj ve biyoaktif proteinler ve Immunostimulants yükleme yolu ile birden parlamak Nanoprecipitation çeşitli sentetik Nanocarriers içine

Nanomaterials present a wide range of options to customize the controlled delivery of single and combined molecular payloads for therapeutic and imaging ...

Biyomühendislik

Flash NanoPrecipitation for the Encapsulation of Hydrophobic and Hydrophilic Compounds in Polymeric Nanoparticles

The formulation of a therapeutic compound into nanoparticles (NPs) can impart unique properties. For poorly water-soluble drugs, NP formulations can improve bioavailability and modify drug distribution within the body. For hydrophilic drugs like peptides or proteins, encapsulation within NPs can also provide protection from natural clearance mechanisms. There are few techniques for the production of polymeric NPs that are scalable. Flash NanoPrecipitation (FNP) is a process that uses engineered mixing geometries to produce NPs with narrow size distributions and tunable sizes between 30 and 400 nm. This protocol provides instructions on the laboratory-scale production of core-shell polymeric nanoparticles of a target size using FNP. The protocol can be implemented to encapsulate either hydrophilic or hydrophobic compounds with only minor modifications. The technique can be readily employed in the laboratory at milligram scale to screen formulations. Lead hits can directly be scaled up to gram- and kilogram-scale. As a continuous process, scale-up involves longer mixing process run time rather than translation to new process vessels. NPs produced by FNP are highly loaded with therapeutic, feature a dense stabilizing polymer brush, and have a size reproducibility of &#177; 6%.

Flash NanoPrecipitation (FNP) is a scalable approach to produce polymeric core-shell nanoparticles. Lab-scale formulations for the encapsulation of hydrophobic or hydrophilic therapeutics are described.

Hidrofobik ve hidrofilik bileşikler polimer nano tanecikleri Kapsülleme için NanoPrecipitation flash

The formulation of a therapeutic compound into nanoparticles (NPs) can impart unique properties. For poorly water-soluble drugs, NP formulations can ...

Dry Powder and Nebulized Aerosol Inhalation of Pharmaceuticals Delivered to Mice Using a Nose-only Exposure System

Obstructive respiratory diseases like asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are currently treated by inhaled anti-inflammatory and bronchodilator drugs. Despite the availability of multiple treatments, both diseases are growing public health concerns. The majority of asthma patients are well controlled on current inhaled therapies but a substantial number of patients with severe asthma are not. Asthma affects an estimated 300 million people worldwide and approximately 20 percent have a severe form of the disease. In contrast to asthma, there are few effective therapies for COPD. An estimated 10% of the population has COPD and the trend in death rates is increasing for COPD while decreasing for other major diseases. Although developing drugs for inhaled delivery is challenging, the nose-only inhalation unit enables direct delivery of novel drugs to the lung of rodents for pre-clinical efficacy and safety/toxicology studies. Inhaled drug delivery has multiple advantages for respiratory diseases, where high concentration in the lung improves efficacy and minimizes systemic side effects. Inhaled corticosteroids and bronchodilators benefit from these advantages and inhaled delivery may also hold potential for future biologic therapies. The inhalation unit described herein can generate, sample for characterization, and uniformly deposit a drug aerosol in the lungs of rodents. This enables the pre-clinical determination of the efficacy and safety of drug doses deposited in the lungs of rodents, key data required before initiating clinical development.

The inhalation unit described herein can generate, sample for characterization, and uniformly deposit a drug aerosol in the lungs of rodents. This enables the pre-clinical determination of the efficacy and safety of drug doses deposited in the lungs; key data enabling clinical inhaled drug development.

Kuru Toz ve Eczacılık Nebulize Aerosol Soluma bir Burun sadece Pozlama Sistemi Kullanarak Fare teslim

Obstructive respiratory diseases like asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are currently treated by inhaled anti-inflammatory and ...