NTA oder DLS?

NTA Nanopartikel-Tracking-Analyse oder DLS Dynamische Lichtstreuung ?

Nach einer kürzlichen gemeinsamen Demonstration von NanoSight und Zetasizer erhielt ich diesen Fragenkatalog, der das Kernproblem dieser beiden Techniken verdeutlicht:

• Da der Nanosight mir die Partikelkonzentration liefert, ist es einigermaßen einfach zu berechnen, wie viel % meiner Nanopartikel aggregiert sind. Kann ich den % aggregierten Partikelanteil auch im DLS berechnen? Oder verwirrt die unterschiedliche Intensität sowie die Protein+Nanopartikel-Mischung in der Probe diese Berechnung?

• Wenn ich nicht-sphärische Partikel (z.B. Nanostäbchen) messen möchte, welches System würde mir einen genaueren Diffusionskoeffizienten/Größe liefern?

Hier ist meine Einschätzung der Situation und die Antwort, die ich gegeben habe. Indem ich es teile, könnte es für andere in einer ähnlichen Situation nützlich sein. Der NanoSight verwendet die Technik der Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA), bei der die Trajektorien einzelner Streuobjekte unter dem Mikroskop beobachtet und ihre Verschiebungen mit der Größe der einzelnen Objekte in Zusammenhang gebracht werden. Der Zetasizer Nano verwendet die Technik der Dynamischen Lichtstreuung (DLS, auch bekannt als PCS und QELS), bei der die Intensitätsschwankungen im gestreuten Licht analysiert und mit der Diffusion der Streuobjekte in Beziehung gesetzt werden.

1) Ja, die NTA kann den % aggregierter Partikel direkt nach Anzahl liefern. DLS kann den % aggregierter Partikel direkt nach Intensität liefern. Dieses DLS-Ergebnis kann dann mathematisch in einen % nach Gewicht und einen % nach Anzahl umgewandelt werden (vorausgesetzt, gute Datenqualität). Für diese Umwandlung muss jedoch der Brechungsindex des Materials bekannt sein, und es wird angenommen, dass die Modelle als sphärische Partikel modelliert werden.

Wenn die Aggregate kleiner als 100 nm sind, spielt das oft keine Rolle, bei größeren Größen kommen die Besonderheiten der Mie-Streuung ins Spiel, und dann könnten Brechungsindex und Form die mathematische Transformation problematisch machen. Für % Intensität sind keine Annahmen erforderlich. Wenn die Probe so viel Streusignal von den größeren Arten enthält, dass die kleineren ‘überschattet’ und nicht erkannt werden, wird die Umwandlung in eine Zahlenverteilung diesen Beitrag nicht zeigen können. Bei der Umwandlung von Intensität in Volumen- oder Zahlenverteilung wird angenommen, dass alle Partikel der Verteilung aus demselben Material bestehen und dieselben Brechungsindex-Eigenschaften haben. Auch DLS kann die Konzentration von Partikeln pro mL nicht angeben.

2) Sowohl die NanoSight Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA) als auch die Zetasizer Dynamische Lichtstreuung (DLS) messen den Diffusionskoeffizienten und leiten daraus die Größe ab. Beide werden also in gleicher Weise durch die Form beeinflusst.

• NTA liefert eine zahlengewichtete Verteilung, DLS eine intensitätsgewichtete Verteilung.
• NTA kann häufig eine höhere Auflösung bieten, DLS kann eine schnellere Beurteilung der Mittelgröße und Polydispersität ermöglichen.
• Wenn Sie perfekt monodisperse Proben hätten, sollten beide sehr nahe zu denselben Ergebnissen führen.
• Wenn Sie Stäbchen/Partikel kleiner als ~10nm messen möchten → DLS
• Wenn Sie Größen größer als ~Mikron sehen möchten → DLS
• Wenn Sie ein Werkzeug zur Qualitätskontrolle der Nanopartikelproduktion möchten → DLS
• Wenn Sie aggregierte Chargen so früh wie möglich erkennen möchten → DLS
• Wenn Sie polydisperse Verteilungen haben und eine höhere Auflösung von Peaks wünschen → NTA
• Wenn Sie die Konzentration von Nanopartikeln/Nanoröhrchen in Partikeln pro mL bestimmen möchten → NTA
• Wenn Ihr Ziel darin besteht, die zahlengewichtete Größe zu ermitteln (d.h. wenn Sie die kleinsten Nanostäbchen in der Probe zeigen müssen) → NTA
• Wenn Ihr Ziel darin besteht, eine intensitätsgewichtete Größe zu ermitteln (d.h. wenn Sie Aggregate in der Probe zeigen müssen) → DLS
• Bei NTA können Sie möglicherweise selektiv nur einen fluoreszierend markierten Teil der Verteilung analysieren, bei DLS ist dies nicht möglich, und Fluoreszenz kann Messungen erschweren oder sogar unmöglich machen (z.B. Quantenpunkte).
• NTA kann 10-1000 Mal verdünntere Proben als DLS detektieren. NTA erfordert möglicherweise, dass Proben verdünnt werden.
• DLS mittelt das Signal von mindestens 2-4 Größenordnungen mehr Partikeln als NTA. DLS kann möglicherweise einen breiten Konzentrationsbereich ohne Verdünnung handhaben.

Zusammenfassend hängt es wirklich davon ab, was Sie erreichen möchten. In einem idealen Szenario sollten Sie beide Systeme in Betracht ziehen, um von den komplementären Informationen, die die beiden Techniken bieten können, zu profitieren.

Mit der verbesserten Nützlichkeit der DLS-Systeme (wie dem Malvern Zetasizer Nano) und NTA-Systemen (wie dem Malvern NanoSight) hat sich der Benutzerkreis weit über engagierte Lichtstreuungsexperten hinaus erweitert – daher ist es großartig zu wissen, dass wir immer hier sind, um Sie zu unterstützen, falls Sie Fragen haben zu helfen.

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