On the Operational Aspects of Measuring Nanoparticle Sizes

Autor: Jean-Luc Pellequer, Christian Godon, Aurélie Habert, Louis Chantalat, Shu-wen W. Chen, Julien Cambedouzou, Johann Ravaux, Adèle Gerdil, Renaud Podor, Michael Odorico, Jean-Marie Teulon, Nathalie Herlin-Boime, Christine Moriscot
Přispěvatelé: Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075 ), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Signalisation de l'Adaptation des Végétaux à l'Environnement (SAVE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Nanomatériaux pour l'Energie et le Recyclage (LNER), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Etude de la Matière en Mode Environnemental (L2ME), Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA), Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Vinay, Laboratoire des Intéractions et Reconnaissances Moléculaires (LIRM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), European Project: AFM4NanoMed&Bio, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Plant Environmental Physiology and Stress Signaling (PEPSS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Nanomaterials
Nanomaterials, MDPI, 2019, 9 (1), pp.18. ⟨10.3390/nano9010018⟩
Nanomaterials, 2019, 9 (1), pp.18. ⟨10.3390/nano9010018⟩
Volume 9
Issue 1
Nanomaterials, Vol 9, Iss 1, p 18 (2018)
ISSN: 2079-4991
DOI: 10.3390/nano9010018⟩
Popis: International audience; Nanoparticles are defined as elementary particles with a size between 1 and 100 nm for at least 50% (in number). They can be made from natural materials, or manufactured. Due to their small sizes, novel toxicological issues are raised and thus determining the accurate size of these nanoparticles is a major challenge. In this study, we performed an intercomparison experiment with the goal to measure sizes of several nanoparticles, in a first step, calibrated beads and monodispersed SiO$_2$ Ludox®, and, in a second step, nanoparticles (NPs) of toxicological interest, such as Silver NM-300 K and PVP-coated Ag NPs, Titanium dioxide A12, P25(Degussa), and E171(A), using commonly available laboratory techniques such as transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, small-angle X-ray scattering, dynamic light scattering, wet scanning transmission electron microscopy (and its dry state, STEM) and atomic force microscopy. With monomodal distributed NPs (polystyrene beads and SiO$_2$ Ludox®), all tested techniques provide a global size value amplitude within 25% from each other, whereas on multimodal distributed NPs (Ag and TiO$_2$) the inter-technique variation in size values reaches 300%. Our results highlight several pitfalls of NP size measurements such as operational aspects, which are unexpected consequences in the choice of experimental protocols. It reinforces the idea that averaging the NP size from different biophysical techniques (and experimental protocols) is more robust than focusing on repetitions of a single technique. Besides, when characterizing a heterogeneous NP in size, a size distribution is more informative than a simple average value. This work emphasizes the need for nanotoxicologists (and regulatory agencies) to test a large panel of different techniques before making a choice for the most appropriate technique(s)/protocol(s) to characterize a peculiar NP.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: