Анализ отслеживания наночастиц

Анализ отслеживания наночастиц (NTA ) - это метод визуализации и анализа частиц в жидкостях, которые связывает скорость броуновского движения с размером частиц. Скорость движения зависит только от вязкости и температуры жидкости; на него не влияют плотность или показатель преломления частиц. NTA позволяет определять профиль распределения по размерам мелких частиц диаметром приблизительно 10-1000 нанометров (нм) в жидкой суспензии.

Этот метод используется вместе с ультрамикроскопом и блоком лазерной подсветки, которые вместе позволяют визуализировать мелкие частицы в жидкой суспензии, движущиеся под броуновским движением. Свет, рассеянный частицами, улавливается камерой CCD или EMCCD на нескольких кадрах. Затем используется компьютерное программное обеспечение для отслеживания движения каждой частицы от кадра к кадру. Скорость движения частицы связана с эквивалентным сферическому гидродинамическим радиусом, вычисленным с помощью уравнения Стокса – Эйнштейна. Этот метод позволяет рассчитывать размер частиц по отдельности, преодолевая недостатки, присущие методам ансамбля, таким как динамическое рассеяние света. Поскольку видеоклипы составляют основу анализа, возможна точная характеристика таких событий в реальном времени, как агрегация и растворение. Образцы требуют минимальной подготовки, что сводит к минимуму время, необходимое для обработки каждого образца. Спекулянты предполагают, что в конечном итоге анализ может проводиться в режиме реального времени без подготовки, например при обнаружении наличия переносимых по воздуху вирусов или биологического оружия.

NTA в настоящее время работает с частицами диаметром примерно от 10 до 1000 нм, в зависимости от типа частиц. Анализ частиц в самом нижнем конце этого диапазона возможен только для частиц, состоящих из материалов с высоким показателем преломления, таких как золото и серебро. Верхний предел размера ограничен ограниченным броуновским движением крупных частиц; поскольку большая частица движется очень медленно, точность снижается. Вязкость растворителя также влияет на движение частиц и тоже играет роль в определении верхнего предела размера для конкретной системы.

.

• 1 Приложения
• 2 Сравнение с динамическим светорассеянием
• 3 История
• 4 См. Также
• 5 Ссылки

NTA использовалось коммерческими, академические и правительственные лаборатории, работающие с, доставкой лекарств, экзосомами, микровезикулами, пузырьками бактериальных мембран и другими небольшими биологическими частицами, вирусология и вакцина производство, экотоксикология, агрегация белков, чернила и пигменты и.

И динамическое рассеяние света (DLS), и анализ отслеживания наночастиц (NTA) измеряют броуновское движение наночастиц, скорость движения которых или постоянная диффузии, Dt, связана с размером частиц через уравнение Стокса – Эйнштейна.

$(x,\; y)\; 2\; 4\; знак\; равно\; D\; t\; =\; TK\; b\; 3\; \pi \; \eta \; d\; \{\backslash \; displaystyle\; \{(x,\; y)\; ^\; \{2\}\; \backslash \; over\; 4\}\; =\; Dt\; =\; \{TK\_\; \{b\}\; \backslash \; over\; 3\; \backslash \; pi\; \backslash \; eta\; d\}\}$

где

• Dt - константа диффузии, произведение коэффициента диффузии D и времени t
• $K\; b\; \{\backslash \; displaystyle\; K\_\; \{b\}\}$- постоянная Больцмана,
• T - абсолютная температура,
• η - вязкость
• d - диаметр сферической частицы.

В NTA это движение анализируется с помощью видео - изменения положения отдельных частиц отслеживаются в двух измерениях, по которым определяется диффузия частиц. Затем, зная Dt, можно определить гидродинамический диаметр частицы.

Напротив, DLS не визуализирует частицы по отдельности, а анализирует, используя, зависимые от времени флуктуации интенсивности рассеяния. Эти флуктуации вызваны интерференционными эффектами, возникающими из-за относительных броуновских движений ансамбля большого числа частиц в образце. Посредством анализа полученной экспоненциальной автокорреляционной функции можно рассчитать средний размер частиц, а также индекс полидисперсности. Для многоэкспоненциальных автокорреляционных функций, возникающих из полидисперсных образцов, деконволюция может дать ограниченную информацию о профиле распределения частиц по размерам.

NTA и связанные технологии были разработаны Бобом Карром. Вместе с Джоном Ноулзом Карр основал NanoSight Ltd в 2003 году. Эта компания, базирующаяся в Соединенном Королевстве, в которой Ноулз является председателем, а Карр - технический директор, производит приборы, использующие NTA для обнаружения и анализа мелких частиц в промышленных и академических лабораториях. В 2004 году в Германии Ханно Вахерниг основал компанию Particle Metrix GmbH. Эта компания использовала тот же метод NTA для измерения дзета-потенциала низких концентраций, позже добавив возможности размера, концентрации и флуоресценции.

• NanoSight Ltd
• Динамическое рассеяние света