我怎么能信任我的数据吗?它以任何方式影响到测量技术,或由用户通过样品制备或使用的分析参数?独立和正交测量方法应该被用来提供测量验证。两个互补的技术是纳米粒子跟踪分析和动态光散射和我们将描述技术和互补的生产数据以及讨论他们独特的功能,如何一起使用时,提供最全面的测量参数提供给那些感兴趣的纳米材料的表征。
我怎么能信任我的数据吗?这是一个共同关心的许多研究人员使用粒子测量仪器。以任何方式影响的数据测量技术,或者由用户在样品制备或通过分析参数使用吗?要回答这个问题,我们需要考虑使用独立和正交测量技术以提供信心和测量验证。
两个这样的互补和动态光散射技术是纳米粒子跟踪分析。这technical note将描述技术和互补的数据产生以及探索其独特的功能,结合使用时,提供最全面的测量参数提供给那些感兴趣的纳米材料的表征。
纳米粒子跟踪分析(NTA)是一种高分辨率、单粒子的光散射技术,可视化纳米粒子悬浮在液体。这三步,以捕获粒子的一段视频开始,紧随其后的是跟踪他们的运动,最后分析数据来生成一个大小分布简介:
图1:三步参与NTA测量
通过追踪每个粒子的布朗运动和随后的应用Stokes-Einstein方程,粒度可以根据particle-by-particle计算。
氮川三乙酸关键特性的技术有:
动态光散射(DLS)是用来测量粒子和分子的大小。NTA等DLS是一个技术与粒子的扩散移动在布朗运动粒子的大小。作为两种技术都是基于相同的底层(即布朗运动)的测量原理,它们代表提供正交测量的理想方法。两种技术都提供了独特的测量参数和特定于应用程序的优势,但是当用于提供一个全面和强大的测试套件。
DLS技术的主要特点是:
在粒子表征共同挑战是如何衡量多分散的样本。样本异质性方面,不同的材料类型和不同粒径,连同这些物种的相对浓度的差异,代表一个描述的挑战。然而,考虑到氮川三乙酸优势互补和DLS,大多数场合可以使用这两种技术的结合。
有两种很常见的表征挑战样品含有一系列粒子大小。
第一个问题出现时,用户希望测量样本包含人口的小粒子,然而也感兴趣的几个大的或过量的粒子。在许多这样的应用程序中,粒子越小代表产品或样品的功能方面和大粒子代表样本的不必要的或有害的方面。有许多应用程序,这是见过;例如:喷墨油墨总量可能阻止喷墨嘴;在治疗性蛋白质,总量可能启动不良免疫反应在病人;在半导体晶圆,大颗粒在CMP抛光料浆可能划伤硅片。在所有这些例子中样本可以被描述为包含高浓度的小颗粒的低浓度较大的或过量的粒子。
在这种情况下,Zetasizer Nano是一个理想的工具。样本可以经常以未稀释的形式,所以任何事件样本稀释是可以避免的。图2显示了一个示例的血红蛋白在PBS和样品加热对样本聚合程度的影响。图3显示了在两种不同温度下样品的时间聚合,展示的能力Zetasizer Nano监控聚合的动态变化。在这个例子中,Zetasizer Nano的趋势识别功能提供快速、健壮的和可以理解的数据。
图2。动态光散射粒度分布的血红蛋白的强度数据,显示颗粒大小的变化与样品加热从37°C到44°C
图3。血红蛋白的动态光散射数据显示粒径随时间的变化与样品加热在41°C和44°C
第二常见的问题,在这种情况下,用户希望精确测量的样品展览范围广泛的颗粒大小,也许是为了了解不同大小的粒子影响样品的性能。在这种情况下,氮川三乙酸单粒子、高分辨率分级能力代表了一个理想的工具,准确地测量粒子存在的范围内的样本。
氮川三乙酸演示解决一系列粒子大小,测试样品制备包含100海里,200 nm、300 nm和400 nm参考珠子,如图4所示。通过解决这四个粒度的数量在一个示例中,自信是获得真实测量的多分散的样本。以高分辨率测量粒度分布的能力是氮川三乙酸的一个关键优势技术和广泛的完美互补。通过DLS粒径可衡量的。
图4。NanoSight NTA 100海里的混合物的粒度分布数据,200海里,300 nm和400 nm同时测量参考标准,展示技术的高分辨率分级功能
能够测量样品在一个宽动态浓度范围是至关重要的许多设施可能为他们的分析仪器有不同的用途。许多应用程序要求的样品是以本国形式没有稀释,稀释的过程可能会导致样本的变化特征。许多DLS仪器使用后向散射检测扩展浓度上限。测量在173°时,激光不经过整个样本,因此多次散射的几率降低,让更多的集中样本来衡量。此外,由于更大的粒子散射光线更有效地在前进角,测量在173°减少的可能性较大的污染物粒子会扰乱测量。
的莫尔文Panalytical Zetasizer是只有DLS仪器将这种能力更进一步的应用非侵入性的背散射(上司)技术。nib技术可移动的光学特性(示意图如图5所示)结合测量为173°,导致完全的能力改变路径长度优化样本分析不考虑样本浓度和大小。演示nib科技的力量,200 nm校准标准测定样品浓度的范围,图6显示了测量颗粒大小和样本稀释。这表明Zetasizer纳米能够生成一条直线的反应颗粒大小和样本稀释x100,000 x3的稀释。这对于用户来说是至关重要的问题想要衡量他们的样品不稀释或机构需要最广泛范围的浓度测量功能在不同的应用程序。
图5。DLS的测量位置的示意图(一)弱散射或低浓度样品和(b)集中或强烈散射样品
图6。动态光散射大小数据为200纳米聚苯乙烯参考标准以一系列样本稀释使用Zetasizer Nano,显示一个线性反应粒子大小无论样本稀释
NanoSight仪器能够测量粒子大小、粒子浓度和电动电势在荧光模式操作时,这样只有荧光粒子检测和测量。仪器配有一个激发波长的选择(405 nm、488 nm、532 nm和642 nm)提供灵活性的选择荧光团测量。
用户可能希望测量荧光纳米粒子有两个原因。首先,这是一个常见的需求理解纳米颗粒与生物相关条件下的命运。在测量药物输送载体为例,重要的是要理解向量的大小在体内明白这些粒子可能结束,交付的速度可能是什么,以及如何聚合可能影响生物性能。然而,在大多数情况下,粒子尺寸测量在体外,把分析从真正的生物环境。使用荧光测量意味着适当标记药物输送载体可以测量与生物相关的条件,因此聚合的程度或向量的破坏,例如,可以测量与生物相关的条件。这个信息可以用来帮助开发交付矢量的效率。图7显示了一个示例的脂质体已标记使用亲脂性的荧光染料,然后悬浮在的边后卫生长介质。当在光散射运营模式(图7),所有组件的媒介是可视化和不可能专门检测和测量感兴趣的脂质体。图7 b显示了相同的示例在同一浓度;然而,在荧光模式下操作。在荧光模式下,只相机检测到的荧光,因此只测量荧光脂质体。这提供了具体措施的能力目标粒子在复杂生物媒体,采取理解的命运交付向量离现实更近一步。
图7。NanoSight仪器屏幕截图,显示荧光标记脂质体悬浮在胎牛血清,在光散射模式(A)和荧光模式(B)
第二个区域荧光测量通常增加价值的识别特定粒子在一个未知的样本在诊断应用程序一样。这里,荧光标记的抗体可用于绑定专门在粒子表面抗原的用户希望确定粒子类型的示例包含一个范围内。
聚合可以在胶体系统中,一个问题和理解系统的电动电势提供洞察聚合将发生的可能性。大多数带着来自自然的表面电荷胶体分散粒子的分散粒子的周围环境。胶体系统的稳定性可由有吸引力的和范德华力和排斥双电层力。电动电势影响因素包括pH、电导率和配方成分的浓度,人们普遍认为系统之间有一个电动电势+ 30 mV和-30 mV将会发生不稳定的长期和聚合。
的莫尔文Panalytical Zetasizer纳米仪器利用激光多普勒微电泳测量电动电势。电场应用于分子的溶液或分散的粒子,然后移动电动电势与速度相关。这个速度是衡量使用专利激光干涉技术M3-PALS(光散射分析阶段)。这使得电泳淌度的计算,由此,电动电势和ζ电位分布,即使在非常低的流动性的样本。表面ζ电位配件使用示踪粒子测量透过电渗透接近样品表面的电动电势计算表面。工具可以提供一个autotitrator允许用户研究pH值的变化或电导率的影响系统的稳定性。
的能力来衡量电动电势Zetasizer纳米仪器上辅以能力测量单粒子电动电势通过NTA使用乐器NanoSight范围。后者技术的单粒子性质导致高分辨率电动电势分布。使用NTA,电动电势计算粒子的速度测量的电场时悬架应用(电泳速度和电渗透)。的NanoSight NS500,例如,记录总为每个粒子跟踪漂移速度,这是由两种元素组成的运动。通过观察总速度关闭样品室,内不同深度和假设零净流在整个腔深度,可以独立的两个组件。电泳速度(由于电力粒子)因此可以测量NS500每个粒子追踪的。这可以用来计算电动电势在单粒子的基础上。NTA能够衡量电动电势的同时,颗粒大小,从而为用户提供同步多参数粒子特性。
图8:NanoSight粒子,粒子ζ电位分布和粒子浓度数据(A)和颗粒大小和颗粒电动电势图(B)
测量粒子浓度
对于许多用户来说,测量颗粒大小并不是唯一重要的变量,需要测量。对于许多应用程序,了解粒子浓度是至关重要的。疫苗中,理解效价(浓度)的病毒或病毒样颗粒(一种)需要了解疫苗的剂量。在药物传输应用程序,了解交付向量的浓度可能与交付的剂量的药物。在外来体应用程序中,理解囊泡的浓度可能是至关重要的在确定疾病的发病具体囊泡的浓度可能上升相比,控制患者样本。最后,欧洲法规正在开发涵盖的定义和规定粒子被称为纳米材料。这个欧洲定义状态,材料中含有50%的人口和一个方面1和100 nm之间是一种纳米材料。,根据这个定义,因此粒子计数的能力在这个尺寸范围将变得越来越重要,因为法规发展和材料划分为纳米材料标识和监管等方面的安全。在所有这些情况下,NanoSight纳米粒子跟踪分析仪器提供的能力,补充高分辨率粒径测量的能力来确定粒子的粒子的浓度每毫升大小在每个给定的类。
用户可能希望屏幕上的一组样本以确定样本变量变化的影响在一系列条件。这可能会导致大量的样品测量也要求他们在标准化和可重复的方式,这样潜在的细微差别可以检测并分析结果。这是一个挑战从资源角度,也从重复性的角度来看。为了避免这个问题,Zetasizer板自动取样器(APS)设计工具。这台仪器可以测量小卷的样品在行业标准96或384孔板,提供先进的光散射分析每个样本,示意图如图9所示。标准操作程序可以运行,以确保可重复性测量样品之间。数据分析的一个颜色编码板导航器(图10),具体趋势是颜色编码,以便易于解释数据。
图9。示意图的莫尔文Panalytical Zetasizer APS的乐器
图10。莫尔文Panalytical Zetasizer APS板导航软件允许强大而简单的数据分析。趋势可以颜色编码的数据来帮助解释结果
Zetasizer Nano动态光散射仪器家人和NanoSight纳米粒子跟踪分析仪器范围完全互补,许多研究人员提供一套测量能力有用描述纳米颗粒和bioparticulate系统感兴趣。仪器测量颗粒大小和电动电势。Zetasizer Nano的范围广泛的粒子大小是补充的高分辨率单粒子大小NanoSight NTA。提供的例程,行业标准电动电势测量Zetasizer Nano是补充的高分辨率的电动电势测量NanoSight NTA也允许同时测量粒子的大小。Zetasizer APS仪器补充这些测量参数的测量样品的粒度分布在96和384孔板,允许程序和自动化的样本筛选。Zetasizer Nano的nib技术实现家庭允许跨广泛的样本浓度的样品测量,提供灵活性和能力测量样品在一个未稀释的形式。此外,NanoSight NTA范围有能力来测量样品浓度在应用粒子浓度可能是重要的;例如,药物输送,疫苗研发或外来体/微泡的应用程序。最后,NanoSight NTA范围能够测量荧光,允许用户监控的命运在生物荧光标记粒子媒体,或通过抗体标记确定生物粒子表面标记。
这广泛的测量功能在本质上是两个互补的,提供了大量的有价值的信息,但也正交,可以验证和数据从一个技术支持的第二个技术。此外,正如所有莫尔文Panalytical产品,仪器伴随着世界上最广泛的技术专家团队,并愿意支持你的描述的挑战做好了准备。
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