Characterization, determination and quantification of nanoparticles using single particle-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (sp-ICPMS)

• Grant number: 20/02020-2
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Doctorate (Direct)
• Start date: April 01, 2020
• End date: July 31, 2025
• Field of knowledge: Physical Sciences and Mathematics - Chemistry - Analytical Chemistry
• Principal Investigator: Marco Aurelio Zezzi Arruda
• Grantee: Aline Martins de Andrade
• Host Institution: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brazil
• Associated research grant: 18/25207-0 - Nanometallomics applied to soybean cultivation for studying the effects of metal-related nanoparticles, AP.TEM
• Associated scholarship(s): 23/04003-6 - Assessment of nanoplastics and nanoparticles behavior and transport in soil, BE.EP.DD

Abstract

A necessidade de produzir produtos cada vez mais inovadores com qualidades cada vez mais aprimoradas levaram a sociedade a avançar no setor de tecnologia, especialmente com a introdução de nanomateriais [1]. Com base nas propriedades físico-químicas desses materiais, eles vêm ganhando grande aplicação nas indústrias, Medicina, farmácia e outros grandes setores [2]. Dessa maneira, vivemos hoje em uma macro Ciência de mega proporções onde os produtos são cada vez mais estruturados em nanotecnologias. Nanomateriais incluem nanopartículas. De acordo com a definição de ISO Technical especificação ISO/TS 27687 [3], nanopartículas são nanomateriais que apresentam suas três dimensões em escala nanométrica, sendo o tamanho das três dimensões entre 1 e100 nm [4]. Com o aumento da oferta de produtos constituídos e/ou estruturados por nanopartículas, o contato da população também aumenta em altas proporções. O uso desses produtos leva, como consequência, a um crescente descarte de nanopartículas no ambiente. No entanto, pouco se sabe ainda sobre o desempenho desses partículas na saúde e no meio ambiente, [5] sendo um amplo campo de estudos. Entre as nanopartículas mais usadas em nossa sociedade atual, as nanopartículas de prata (NPAg) se destacam. Devido à sua função antimicrobiana, o NPAg tem sido amplamente aplicada na indústria têxtil, mas as outras propriedades físico-químicas desse material permitem que ele seja aplicado em uma ampla gama de setores industriais, da produção de polímeros à eletrônica produção de produtos ainda destacado na aplicação médica [2,6]. Objetivos e atividades: Com base no amplo campo de aplicação e nos pequenos conhecimento de que a possível onipresença dessas partículas pode trazer para os ecossistemas, técnicas de identificação, quantificação e caracterização de nanopartículas são necessárias. Em seguida, o objetivo principal é desenvolver uma metodologia para a caracterização de nanopartículas de prata pela técnica sp-ICP-MS, bem como otimizar parâmetros para caracterização de NPs e otimizar parâmetros para quantificação e identificação de PNs. Caracterização de nanopartículas por UV-Vis: as NPs serão caracterizadas por UV-Vis, varredura na faixa de 200 a 800 nm, em cubetas de quartzo, para verificar o tamanho médio NPs do comprimento de onda máximo (» max). A caracterização será realizada com as soluções in natura, para as dispersões líquidas. Otimização de parâmetros para quantificação de NPs contendo metais: vários fatores influenciam a quantificação de um analito pelo ICP-MS, como radiofrequência, fluxo de gás, eficiência de nebulização, fluxo de amostras, tempo morto do detector, entre outros. A fim de otimizar a intensidade do sinal de resposta do equipamento para os íons que compõem o NPs, quatro parâmetros serão estudados, a saber: fluxo de gás do nebulizador, fluxo de gás auxiliar, potência de radiofrequência, tensão da lente. Caracterização de NPs por sp-ICP-MS: para otimizar o sinal analítico, os ensaios serão realizados em diferentes concentrações de metal total contendo os NP sem meio de ácido nítrico a 1% (v/v), operando o modo pulsado ICP-MS, 1 varredura. O tempo de integração também será variado (de 1 a 10 ms) para otimizar o sinal. (AU)

Scientific publications

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FREITAS, DANIEL C.; DE ANDRADE, ALINE M.; DA COSTA, LUANA F.; AZEVEDO, RICARDO A.; ARRUDA, MARCO A. Z.. There is plenty of room at the plant science: A review of nanoparticles applied to plant cultures. Annals of Applied Biology, v. 178, n. 2, SI, p. 149-168, MAR 2021. (20/02020-2, 14/50867-3, 18/25207-0)

FREITAS, DANIEL C.; DE ANDRADE, ALINE M.; DA COSTA, LUANA F.; AZEVEDO, RICARDO A.; ARRUDA, MARCO A. Z.. There is plenty of room at the plant science: A review of nanoparticles applied to plant cultures. Annals of Applied Biology, v. 178, n. 2, p. 20-pg., 2020-09-25. (20/02020-2, 14/50867-3, 18/25207-0)

DE JESUS, JEMMYSON ROMARIO; ZEZZI ARRUDA, MARCO AURELIO. Unravelling neurological disorders through metallomics-based approaches. METALLOMICS, v. 12, n. 12, p. 1878-1896, DEC 1 2020. (20/02020-2, 18/25207-0, 16/07384-7)