Estimación de la Concentración de Partículas con el Nano

El nuevo Zetasizer Advance Ultra (rojo) dispone de una función de concentración que permite la determinación conveniente de la concentración de partículas, por ejemplo para el título de cápsidas AAV. Una nota técnica “Mediciones de Concentración de Partículas en el Zetasizer Ultra – cómo funciona” explica los principios exactos detrás de las matemáticas.

Mientras que el clásico Zetasizer Nano no tiene esta función integrada directamente, hay un método para utilizar una estimación similar de la concentración de partículas. El clásico Calculador de Concentración y Dispersión predice la cantidad de luz dispersada para una muestra con características específicas (como tamaño, índice de refracción, concentración). Luego podemos invertir esto y utilizar una cantidad medida de luz para estimar la concentración. Aquí están los pasos con un ejemplo.

1 – Obtén una buena medición DLS de tu muestra

El Zetasizer Advance utiliza el concepto único de MADLS para obtener una distribución de tamaño realmente buena. En el clásico Zetasizer podemos «solo» buscar una buena calidad de datos: puedes observar esto en la PSD de Intensidad como una afirmación Calidad del Resultado Buena, donde la palabra «Buena» es verde. También podrías revisar el reporte de calidad de tamaño dedicado, si deseas más detalles.

Cómo alcanzar una buena calidad de datos depende de la muestra. Y algunas muestras pueden simplemente no ser adecuadas para DLS, y seguramente tampoco serían adecuadas para estimar la concentración con este método.

2 – Registra el tamaño y la intensidad de esa muestra

En este ejemplo, tomaremos el diámetro de 63.13 d.nm que es igual a un radio de 31.57 r.nm. La tasa de cuenta derivada para esta muestra fue 41438.3 kcps. Esta es la intensidad de dispersión normalizada, considerando los efectos de un atenuador aplicado. Es un número conveniente para expresar la tasa de cuenta teórica que uno obtendría si no se aplicara atenuación. Encuentra más detalles sobre lo que esto significa y cómo mostrar este parámetro en el blog.

3 – Introduce estos valores en el Calculador de Utilidades de Concentración

Puedes encontrar el Calculador de Utilidades de Concentración bajo Herramientas – Calculadores. Establece el volumen final a 10, Instrumento a Zetasizer S, atenuador a 11. Ahora introduce el radio, [31.57] y el índice de refracción de tu material en la muestra; en este ejemplo, poliestireno en 1.59 y el índice de absorción o imaginario 0.01. Para otros materiales, selecciona un índice de refracción apropiado para tu muestra. (Toma en cuenta que esto tiene una influencia significativa en el resultado para la concentración de partículas, puedes probar el efecto modificando el índice de refracción y verificando el resultado).

4 – Estima la concentración por prueba y error

Ahora puedes modificar la concentración inicial hasta que los Cuentas Derivadas Esperadas sean lo más cercanas posible a la tasa de cuenta derivada observada de 41438.3. Después de algunas entradas manuales (presiona enter después de cada intento) encontramos que 0.007717 está bastante cerca de la tasa de cuenta derivada esperada. Sí, esto es tedioso, y por eso la nueva generación lo hace mucho más fácil, sin el trabajo extra.

5 – Lee la concentración de partículas [#/mL] del calculador

El resultado está en la esquina superior derecha. En nuestro ejemplo, encontramos 5.9*10^8 partículas por microL que es igual a 5.9*10^11 partículas por mililitro o 5.9 E11 partículas/mL.

 Limitaciones de esta herramienta

El calculador está basado en un Zetasizer Nano promedio, tu instrumento puede ser ligeramente más o menos sensible que el promedio. Esto llevará a una incertidumbre adicional en la estimación. Con picos adicionales, el %intensidad tiene que aplicarse a cada pico. Como ejemplo, si el 16% de la intensidad es para el Pico 1, entonces 0.16 veces la tasa de cuenta derivada de la muestra tiene que asignarse a esa contribución. Y ese número lleva a la estimación de concentración de partículas para el Pico 1.

Y solo para reiterar, la última generación tiene una función de Concentración de Partículas integrada en el software. Con la ventaja adicional de lograr una distribución de tamaño de mayor resolución, puede proporcionar resultados en muestras, donde el sistema clásico no lo haría. Además, no tendrás que probar valores manualmente hasta encontrar un resultado para la estimación.

¿Qué más puede hacer la Concentración de Partículas en el Ultra?

Mientras discutimos el Nano arriba, veamos qué es diferente en el Zetasizer Ultra (Rojo). Aquí, el software tiene todos los pasos intermedios incorporados, por lo que no hay un complicado proceso de prueba y error. Además hay cuatro ventajas adicionales:

• La distribución de tamaño de mayor resolución de MADLS proporciona un tamaño más preciso y, por lo tanto, una estimación más cercana de la concentración
• Concentración por pico cuando hay múltiples picos presentes
• Distribución cumulativa de concentración para mostrar en función del tamaño
• El método incluye referencia al estándar de tolueno

MADLS toma en cuenta la información de múltiples ángulos para lograr una distribución de tamaño de mayor resolución. Este tamaño mejorado luego mejora la conversión matemática a la estimación de concentración. De hecho, cuando hay por ejemplo 3 picos presentes, el software puede proporcionar una concentración de partículas para cada pico, en una medición.

Además, se puede seleccionar para mostrar una distribución completa de concentración acumulativa, así como una exportación fácil. Un ejemplo de concentración acumulativa de partículas de una situación de dos picos se muestra aquí:

Puedes visualmente discernir cuántas partículas hay presentes en la muestra hasta qué tamaño. Y una razón por la cual esto es posible es porque el método en el Zetasizer Ultra (Rojo) implica una «calibración» con un estándar común de dispersión de luz, el tolueno, para cada instrumento específico (en contraste con el calculador para un Zetasizer Nano genérico, típico, promedio). Bastante ingenioso.