Vor kurzem hat das Shanghai Pharmaceutical Research Institute der Chinese Academy of SciencesInternationale Zeitschrift für PharmazeutikDer Artikel mit dem Titel "Schlüsselparameter der Größe und Konzentration von Nanomaterialen zur Standardisierung der Nanopartikel-Tracking-Analyse" wurde veröffentlicht. In dieser Studie bewerteten die Autoren systematisch die Auswirkungen auf die Genauigkeit der Messung von NTA (NanoSight NS300), einschließlich der Probenzusammensetzung, der Probenkonzentration, der Instrumenteinstellungsparameter, der Kameraeinstellungsparameter und der Flüssigkeitströmungsgeschwindigkeit. Während der Studie wählten sie gleichzeitig den goldenen Standard für die Charakterisierung der Partikelgröße aus: das Transmissionselektronenmikroskop und den Widerstandspuls.Empfindung(RPS) PrinzipNanoCoulterDer Nano-Kurt-Partikelgrößenanalysator führt orthogonale Experimente durch, um die Genauigkeit der NTA-Partikelgröße- und Konzentrationsmessungen zu überprüfen.

Genauigkeit im Vergleich der Messungen bei verschiedenen Partikelkonzentrationen

Abbildung 1 Einfluss der Probenkonzentration auf die NTA-Messungen.

Die Autoren verwendeten Polystyren (PS) und Siliziumdioxid (SiO) in verschiedenen Größen.₂Standardpartikel, die bei verschiedenen Partikelkonzentrationen gemessen wurden und die durchschnittlichen Größen und Konzentrationsabweichungen bei verschiedenen Konzentrationen verglichen wurden. Die Ergebnisse zeigen,Wenn die Partikelkonzentration10⁸-10⁹ Zwischen Partikeln/mL sind die Messungen am genauesten und die linearen Trends am besten.Zu diesem Zeitpunkt liegen die Anzahl der Partikel im entsprechenden Sichtfeld zwischen 10-100 und 400-6500.

Vergleich der Auswirkungen unterschiedlicher Belichtungen auf die Messergebnisse

Bild2. Auswirkungen der Belichtung auf die NTA-Messungen

Im Gegensatz zu DLS berechnet NTA die Partikelgröße, indem die Kamera die braune Bewegung der Partikel in Echtzeit verfolgt. DeshalbOptimierung der Kameraeinstellungsparameter kann deutlich verbessert werdenGenauigkeit der NTA gemessenen Partikelgröße und Konzentration.Die Autoren verwendeten eine Mischung von PS-Partikeln unterschiedlicher Größe, die unter unterschiedlicher Belichtung (Kameraebene) charakterisiert wurden. Die Belichtung ist ein Parameter, der zeigt, wie empfindlich die Kamera für die Partikelbewegung ist. Durch die Einstellung der Belichtung können die Ergebnisse der NTA beeinflusst werden. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer Belichtung von 6-9 PS-Partikel von 100 nm schlecht beobachtet werden, während PS-Partikel von 200 nm klar sichtbar sind, können PS-Partikel von 100 nm bei einer Belichtung von 10-14 klar beobachtet werden, während PS-Partikel von 200 nm überbelichtet werden, was das Ergebnis beeinflusst. Anschließend bewerteten die Autoren die Exposition für Partikelgrößenspitzen und -verteilungen von PS-Partikeln von 100 nm, 120 nm, 150 nm, 170 nm und 200 nm. Die Ergebnisse zeigten, dass die Belichtungsänderungen keine signifikanten Auswirkungen auf die Partikelgrößenspitzen von PS-Partikeln hatten, aber mit steigender Belichtung stieg der durchschnittliche Partikelgrößenwert der einzelnen Gruppen von PS-Partikeln. Der Autor hält konkretePartikelgrößen beeinflussen gemeinsam mit der Belichtung die Messung der Partikelgröße..Wenn die Probe größer ist,Die NTA-Kamera hat Schwierigkeiten, die richtige Belichtung zu finden, um sicherzustellen, dass alle Partikel aufgenommen werden können. Bei der Erstellung des entsprechenden Berichts müssen Einstellungsparameter wie die Belichtung des NTA zusammen eingereicht werden, um die Datentransparenz zu gewährleisten.

Vergleich der Auswirkungen verschiedener Pumpengeschwindigkeiten auf das Messergebnis

Frühere Studien haben gezeigt,Die Viskosität der Lösung beeinflusstGenauigkeit der NTA-MessungenWie sich die Pumpengeschwindigkeit auf die Messergebnisse auswirkt, ist jedoch noch unbekannt, daher verwendeten die Autoren PS-Partikel unterschiedlicher Größe, messen sie bei unterschiedlichen Pumpengeschwindigkeiten und verglichen die durchschnittlichen Größen und Konzentrationsabweichungen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Die Ergebnisse zeigen,Für weniger alsPartikel von 200 nm, Pumpengeschwindigkeit bei 50 AU (willkürliche Einheit)Bei größeren Partikeln können genauere Ergebnisse erzielt werden, während eine niedrigere Pumpengeschwindigkeit erforderlich ist, um die Genauigkeit zu gewährleisten.

Bild4. NTA-, DLS- und RPS-Messungen von multidispersen ProbenAuswirkungen

Anschließend basierend auf diesen Ergebnissen bewerteten die Autoren die Charakterisierungsfähigkeit von NTA für multidisperse Proben nach diesem Standardprozess. Die Autoren bereiteten Partikelgemische von 100 nm und 150 nm PS in 1: 1 und 10: 1 (Konzentrationsverhältnis) vor, wobei NTA je nach Belichtung zwei Partikelgrößenspitzen für beide Proben im Bereich von 7-10 reibungslos messen konnte. Anschließend bereiteten die Autoren drei Misch- und vier Mischproben von 100 nm, 150 nm und 200 nm bei 1: 1: 1 und 1: 1: 1 bei 100 nm, 150 nm, 170 nm und 200 nm weiter vor, und die Ergebnisse zeigten, dass NTA die Messung nicht abschließen konnte und nur einen breiten Spitzenpunkt erzielte. Anschließend analysierten die Autoren die oben genannten vier Proben weiter mit DLS und RPS.DLS kann keine der vier oben genannten Proben genau messen, sondern nur einen einzigen Spitzenpunkt erhalten, während NanoCoulter, der auf der RPS-Theorie basiertErfolgreiche Messung der Partikelgröße der Mischung durch Einzelpartikelprüfung und genaue SpitzenpunkteAnschließend validierten die Autoren die Partikelgrößenmessungswirkung von RPS weiter und bereiteten eine Mischung von 80 nm, 120 nm, 160 nm und 200 nm mit einem Konzentrationsverhältnis von 1: 1: 1: 1 vor. MessergebnisseNoch einmal bestätigenRPS kann die Mischung reibungslos auf die entsprechenden Spitzen messen und zwischen den verschiedenen Probenspitzen deutlich und gut aufgelöst unterscheiden.Diese vierverteilte Probe kann die tatsächliche Probe realistischer repräsentieren.

Schließlich wählten die Autoren zwei Exosomen aus, die von HEK293-Zellen und trockenem Ingwer stammen, für die Partikelgrößenanalyse mit NTA-, DLS- und RPS-Techniken. Die Ergebnisse zeigten, dass die NTA erhaltenen Daten in Bezug auf die Partikelgrößenanalyse ähnlich TEM waren, während die DLS-Partikelgrößenwerte zu groß waren und die RPS-Partikelgrößenergebnisse zu klein waren. In Bezug auf die Konzentration zeigt RPS eine präzisere quantitative Analysefähigkeit, die dank der Single-Particle-Detection-Technologie von RPS eine präzise Charakterisierung jedes einzelnen Partikels ermöglicht.

Durch die Messung tatsächlicher Proben fassen die Autoren die Merkmale von vier verschiedenen Partikelcharakterisierungsmethoden zusammen (Tabelle 1).Der Autor glaubtNTA hat eine gute Auflösung und hohe Genauigkeit bei der Partikelgrößenanalyse und kann Proben mit 2-3 Mustern unterscheiden, aber für Proben der Exosomenklasse kann NTA keine Exosomen, Vesikeln und Lipoproteine unterscheiden, während NTA auch keine Exosomen aus verschiedenen Quellen unterscheiden kann. Für DLS sind die Autoren der Ansicht, dass die Methode sehr einfach ist, dass die Messungen mit Spurenproben abgeschlossen werden können, aber die gemessenen Partikelgrößenwerte sind im Vergleich zu der Wirklichkeit stark abweichend und die Methode kann die Partikelkonzentration der Probe nicht messen. Die TEM-Methode ermöglicht die visuelle Messung von Probenpartikel direkt, ist jedoch kostspielig und zeitaufwendig. Für RPS glauben die Autoren, dass die Methode die reale Partikelgröße direkt messen kann (insbesondere bei den Partikelcharakteristiken unbekannter Proben) und eine gute Auflösung für multimodale Mischproben hat.

Tabelle 1.Zusammenfassung der Merkmale von vier verschiedenen Partikelgrößenanalysemethoden

Durch diese Arbeit bewerteten die Autoren systematisch die Auswirkungen von Faktoren wie Konzentration, Instrumentschwelle, Belichtung, Pumpengeschwindigkeit und andere auf die NTA-Leistung.In der Konzentration für10⁸~10⁹Bei einer Pumpengeschwindigkeit von 50AU können für die Partikelprobe genauere Charakterisierungsergebnisse erzielt werdenGleichzeitig stellen sie auchFür die beiden Parameter Instrumentschwelle und Belichtung ist eine spezifische Analyse in Verbindung mit der Teilchengröße der Probe erforderlich.Und sie fanden auch heraus.NTA ist schlecht für die Analyse von multidispersen Proben, während RPS Tri- oder Vierpunktproben erfolgreich unterscheiden kann, was darauf hindeutet, dass RPS eine bessere Unterscheidungsfähigkeit für multidisperse Proben hat.Gleichzeitig wählten die Autoren verschiedene Charakterisierungsmittel für die Analyse der beiden Exosomen, die einzelnen Charakterisierungsmittel erhalten die Partikelgröße und die Konzentration sind nicht die gleichen, daher glauben die AutorenBei der Durchführung der biologischen Partikelforschung ist die Anwendung einer orthogonalen Methodik zur mehrfachen Charakterisierung von Partikeln erforderlich.

Referenzen