NTA o DLS?

Análisis de seguimiento de nanopartículas NTA o dispersión de luz dinámica DLS?

Después de una reciente demostración conjunta de NanoSight y Zetasizer, recibí este conjunto de preguntas que ayuda a ilustrar el núcleo del problema de estas dos técnicas:

• Dado que el NanoSight me da la concentración de partículas, es algo sencillo calcular qué % de mis nanopartículas están agregadas. ¿Puedo calcular el % de partículas agregadas en DLS también?  ¿O la cantidad variable de intensidad y la mezcla de proteína+nanopartícula en la muestra confunden ese cálculo?

• Si quisiera medir partículas no esféricas (por ejemplo nanorods), ¿qué sistema me daría un coeficiente de difusión/tamaño más preciso?

Aquí está mi evaluación de la situación y la respuesta que proporcioné. Compartirla puede ser útil para otros en una situación similar. NanoSight utiliza la técnica de Análisis de Seguimiento de Nanopartículas (NTA) donde las trayectorias de los objetos dispersos individuales se observan bajo un microscopio y su desplazamiento se relaciona con el tamaño de cada objeto.  El Zetasizer Nano utiliza la técnica de  Dispersión de Luz Dinámica (DLS, también conocido como PCS y QELS) donde se analizan las fluctuaciones de intensidad en la luz dispersa y se relacionan con la difusión de los objetos dispersos.

1) Sí, el NTA puede dar el % por número de partículas agregadas directamente. DLS puede proporcionar el % por intensidad de partículas agregadas directamente. Este resultado de DLS luego puede transformarse matemáticamente a un % por peso y un % por número (si se cuenta con datos de buena calidad). Sin embargo, para esa transformación el índice de refracción del material debe ser conocido y se supone que se modela como partículas esféricas.

Si los agregados son menores de 100 nm, esto a menudo no importa realmente, para tamaños más grandes, las peculiaridades de dispersión de Mie entran en juego y entonces el índice de refracción y la forma podrían hacer que la transformación matemática sea problemática. Para % de intensidad no se necesitan suposiciones. Si la muestra contiene tanta señal de dispersión de las especies más grandes que las más pequeñas son ‘ensombrecidas’ y no detectadas, entonces convertir a una distribución por número no podrá mostrar esa contribución. En la conversión de intensidad a volumen o distribución por número se asume que todas las partículas de la distribución son del mismo material y tienen las mismas propiedades de índice de refracción. Además, DLS no puede dar la concentración de partículas por mL.

2) Tanto el Análisis de Seguimiento de Nanopartículas de NanoSight (NTA) como la Dispersión de Luz Dinámica de Zetasizer (DLS) miden el coeficiente de difusión y derivan el tamaño a partir de ese coeficiente de difusión. Así que ambos están influenciados por la forma de la misma manera.

• NTA proporcionará una distribución ponderada por número, DLS proporcionará una distribución ponderada por intensidad.
• NTA a menudo puede proporcionar una mayor resolución, DLS puede ser una evaluación más rápida del tamaño medio y polidispersidad.
• Si tuvieras muestras perfectamente monodispersas, ambos deberían dar una respuesta muy cercana.
• Si quieres medir barras/partículas menores que ~10 nm → DLS
• Si quieres ver tamaños mayores de ~micrón → DLS
• Si quieres una herramienta para el control de calidad de la producción de nanopartículas → DLS
• Si quieres detectar lotes agregados lo antes posible → DLS
• Si tienes distribuciones polidispersas y quieres obtener mayor resolución de picos → NTA
• Si quieres concentración de nanopartículas/nanobarras en partículas por mL → NTA
• Si tu objetivo es encontrar el tamaño ponderado por número (i.e. si necesitas mostrar las nanobarras más pequeñas) en la muestra → NTA
• Si tu objetivo es encontrar un tamaño ponderado por intensidad (i.e. si necesitas mostrar agregados) en la muestra → DLS
• En NTA, puede que puedas observar selectivamente solo una parte de la distribución etiquetada con fluorescencia, en DLS esto no es posible y la fluorescencia puede hacer que las mediciones sean más difíciles o incluso imposibles (e.g. puntos cuánticos).
• NTA puede detectar muestras de 10 a 1000 veces más diluidas que DLS. NTA puede requerir que las muestras sean diluidas.
• DLS promedia de manera conjunta la señal de al menos 2-4 órdenes de magnitud más partículas que NTA. DLS puede manejar un amplio rango de concentraciones sin dilución.

En resumen, realmente depende de lo que quieras hacer.  En un escenario ideal, es posible que desees considerar una combinación de ambos sistemas para aprovechar la información complementaria que pueden proporcionar las dos técnicas.

Con la utilidad mejorada de los sistemas DLS (como el Malvern Zetasizer Nano) y los sistemas NTA (como el Malvern NanoSight), la base de usuarios se ha expandido mucho más allá de los expertos dedicados a la dispersión de luz, así que es genial saber que si te encuentras con cualquier pregunta, siempre estamos aquí para ayudar.

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