Principes de Base de l’Analyse de Suivi des Nanoparticules – Questions/Réponses

NTA fournit une distribution pondérée par le nombre car il s’agit d’une analyse particule par particule. DLS donne naturellement une distribution pondérée par l’intensité, qui peut être convertie en pondération par le volume, puis en pondération par le nombre. Dans les guides ASTM, il existe des recommandations spécifiques indiquant que la distribution basée sur le nombre dérivée de DLS est sujette à de grandes inexactitudes et n’est pas recommandée pour une utilisation de routine. NTA est par nature une technique basée sur le nombre, donc le même échantillon avec ces deux techniques peut montrer des résultats quelque peu différents.

Consultez notre note technique sur Comparaison des Mesures Statistiques Rapportées par les Techniques NTA et DLS.

Nous avons également un livre blanc comparant les résultats NTA et DLS sur une gamme de types d’échantillons. Cela devrait donner une meilleure idée de la façon dont les deux techniques sont liées.

NTA n’ajuste pas les données à une forme de pic particulière, ne modifie pas les distributions de taille après analyse, ni ne biaise différentes parties de la gamme de tailles. Les histogrammes ne sont qu’un affichage de toutes les particules individuelles après l’analyse de leur taille. Étant donné que nos données de base sont une population de particules individuelles, toutes les mesures statistiques sont des statistiques de population directes plutôt que des interpolations à partir d’une distribution dérivée.

Une dilution sera probablement nécessaire à moins que vous n’ayez un échantillon qui soit déjà très peu concentré. Si vous êtes familier avec les mesures DLS, nous sommes généralement 10 à 1000 fois plus dilués que cela. Idéalement dans la plage de 10^7 à 10^9 particules/ml.

Les émulsions de taille submicronique sont certainement adaptées à cette technique. Tant que les échantillons sont dilués avec un liquide approprié qui maintient la stabilité des gouttelettes, la mesure devrait être assez simple.

Les monomères de protéines sont bien en deçà de la limite de détection de cette technique, mais le suivi de l’agrégation des protéines est une application solide pour ces instruments en raison de leur capacité à traiter des distributions polydisperses et à fournir une concentration des agrégats mesurés. Notre note d’application sur l’agrégation des protéines devrait fournir un peu plus d’informations.

La nature de la mesure donne le diamètre hydrodynamique, c’est-à-dire la taille de l’objet se déplaçant dans le liquide. Quand quelque chose de taille significative est ajouté à la surface de la particule primaire, cela affecte le mouvement de la particule dans le liquide, et donc la taille qui est rapportée. Ajouter des surfactants ou des anticorps à la surface de la particule devrait suffire à montrer un décalage dans la taille rapportée d’un montant égal à la taille des molécules attachées. Des décalages de taille aussi petits que trois nanomètres ont été observés de manière fiable dans certaines expériences de particules revêtues/non revêtues.

DLS et NTA/NanoSight réagiront de la même manière puisque le mouvement brownien dont dépendent les deux techniques sera affecté de manière égale. NTA pourrait être légèrement plus fiable pour montrer ce décalage car il peut mesurer avec précision les particules primaires, indépendamment de ce qui pourrait rester dans l’échantillon.

Une autre technique à considérer pour cette application est la mesure de masse par résonance (RMM), concrétisée dans le produit Archimedes de Malvern. Si les particules primaires sont dans la gamme de mesure de la technique, la sensibilité de masse de cette technique signifie que le décalage dû au revêtement sera facilement mesurée.

L’équation de Stokes-Einstein nécessite des variables de température et de viscosité. Pour tout diluant à base aqueuse, la viscosité peut être lue automatiquement à partir de la table de valeurs dépendant de la température. La température est mesurée dans la cellule d’échantillon et lue automatiquement dans le logiciel pour la plupart des modèles NanoSight. Par conséquent, à moins que le diluant ne soit significativement différent de l’eau, l’utilisateur n’aura pas besoin de saisir manuellement des valeurs.

La comparaison de deux techniques différentes pourrait prendre de nombreuses pages, mais je résumerai les principales différences. Plus important encore, vous devriez considérer ce que vous essayez d’apprendre de votre échantillon et quelle technique pourrait être la plus sensible à cela.

NTA et TRPS sont souvent considérés ensemble car ils ont des gammes de mesure et des paramètres similaires. NTA a une limite inférieure de détection, donc il est capable de voir la distribution complète des tailles pour les échantillons qui s’étendent bien en dessous de 100nm. NTA ne nécessite pas de solution électrolytique forte, ce qui pourrait interférer avec la stabilité de certains échantillons. Les échantillons peuvent être mesurés dans n’importe quel diluant à base aqueuse ou dans une large gamme de solvants organiques. Le pore de détection TRPS doit être souvent calibré pour obtenir des résultats précis et est susceptible de s’obstruer. Parce que chaque particule est tirée une à une, elle a le potentiel d’être une technique à plus haute résolution. NTA est généralement plus flexible, a une gamme d’application plus large, est beaucoup plus rapide et reproductible à utiliser dans la pratique, a la capacité de fonctionner en mode de fluorescence, et est plus largement acceptée dans la communauté scientifique en raison de ces grandes capacités.

Si vous envisagez ces techniques, nous serions ravis d’avoir l’occasion de tester quelques échantillons pour montrer de quoi le système est capable. Toutes les techniques ont des forces et des faiblesses, comme en témoigne la gamme de techniques dans le portfolio de Malvern.

Peut-être en chipotant sur la sémantique, mais le NTA n’est pas une technique qui nécessite une calibration proprement dite. Des standards devraient être régulièrement utilisés pour vérifier le bon fonctionnement et vérifier la dérive à long terme. Si ces résultats sont hors des spécifications ou montrent une dérive, contactez le support technique de Malvern. Accédez à la procédure détaillée pour les standards de latex de polystyrène qui sont les plus couramment utilisés pour en savoir plus.

Oui, le modèle NanoSight NS500 a la capacité de mesurer le potentiel zêta sur une base de particule à particule. Notre note technique fournit quelques détails sur le processus. Si vous souhaitez caractériser des composants individuels dans un matériau mixte ou si le potentiel zêta est un moyen de caractériser un changement dans l’échantillon, cela peut être une alternative précieuse à la diffusion de la lumière électrophorétique traditionnelle du potentiel zêta utilisée dans les modèles Zetasizer de Malvern.

La réponse simple est toute configuration qui permettra aux particules de rester dans le champ de vision pendant 5 à 10 secondes. Cela dépend de quel modèle d’instrument et de la plaque supérieure sont utilisés. Plus de détails et de plages de vitesse recommandées se trouvent dans notre note technique sur les analyses en mode de flux.

J’ai travaillé avec divers échantillons d’argile et environnementaux. Pour de nombreux échantillons d’eau environnementale, les échantillons sont souvent mesurés tels quels, généralement avec un certain niveau de dilution. Si vous commencez à partir de n’importe quel type de poudre sèche, il faudra généralement un certain effort pour les disperser dans un liquide afin d’atteindre des particules primaires (non agglomérats). Un peu de surfactant serait nécessaire (par exemple, du poly-métaphosphate de sodium) ainsi que de l’énergie mécanique comme la sonication. En fonction de votre objectif (mesurer des agglomérats ou des particules primaires), vous déterminerez la stratégie à suivre et la quantité d’énergie que vous souhaitez appliquer.

La chambre d’échantillon NanoSight est fermée, donc l’évaporation/précipitation devrait être effectuée à l’extérieur, puis injectée dans la cellule d’échantillon. Les mesures peuvent être aussi rapides que quelques secondes si vous avez seulement besoin d’une estimation rapide de la taille. Du récipient réactionnel à la chambre de mesure, il suffit de charger une seringue et de l’insérer dans l’instrument, ce qui peut être une réponse rapide.

NTA n’est pas capable de voir la forme de la particule. Toutes les particules apparaîtront comme un point lumineux et le système n’analyse que le mouvement de ce point lumineux. Une particule avec un rapport d’aspect élevé pourrait générer un point lumineux qui n’est pas parfaitement rond, mais elle tourne et fluctue également, il n’y a donc pas d’information cohérente à utiliser. Le résultat est un diamètre sphérique équivalent, donc une sphère qui a un volume équivalent à celui de la particule mesurée. Si deux échantillons de tiges différentes sont mesurés, le diamètre sphérique équivalent montrerait une différence liée à la différence de volume de la particule.

Les sphères et les tiges peuvent être mesurées ensemble dans un seul échantillon, mais la seule façon de les distinguer serait que les deux diamètres sphériques équivalents soient suffisamment différents l’un de l’autre.

Pour changer la viscosité, ouvrez les fichiers que vous souhaitez modifier. Ils devraient être surlignés en bleu comme ci-dessous. Cliquez sur Changer les Paramètres>Viscosité, décochez la case, puis double-cliquez là où il est inscrit EAU dans l’image maintenant. Vous pouvez alors saisir la viscosité en cP. Cliquez sur Mettre à jour et cela devrait retraiter et afficher les données ajustées. Vous devrez Exporter les Résultats si vous souhaitez des feuilles de calcul ou des rapports PDF mis à jour.

À partir des fichiers de feuille de calcul récapitulatifs que nous exportons, il suffit d’insérer>graphique>graphique en courbes, puis de sélectionner la colonne ‘concentration’ comme données réelles. Le centre du bin sera les étiquettes de l’axe des x.

Le seuil de détection correct dépendra du type d’échantillon et de la façon dont la vidéo a été collectée. Si vous ajustez le niveau de la caméra de sorte que toutes les particules soient visibles, mais que les plus grandes particules ne soient pas saturées (si ce compromis est possible), cela entraîne généralement des analyses effectuées avec le seuil de détection par défaut de 5.

La logique est de rendre le seuil suffisamment bas pour que toutes les particules soient marquées par la croix rouge, mais pas si bas que vous marquez le bruit optique et les effets de fond. L’image suivante est extraite du manuel et illustre ces deux côtés du problème.

Pour bien comprendre l’effet du changement de seuil de détection, prenez une vidéo et analysez-la plusieurs fois avec différents seuils de détection. Jusqu’à ce que vous alliez manifestement trop loin dans une direction, les résultats ne changent pas de manière importante avec de petites différences de réglage. Être capable de regarder les particules suivies sur un écran devrait vous permettre de savoir clairement si nous manquons des particules ou si nous détectons du bruit.

Nous n’avons pas de procédure documentée mais je recommande cet article de blog.

DLS peut mesurer la plupart des matériaux à des tailles inférieures à 1 nm, mais NTA est également très capable dans la plage <80 nm. Selon l’indice de réfraction du matériau, la limite inférieure pourrait être ~10 nm pour les métaux, environ 30 nm pour les polymères et ~40 nm pour les liposomes. Tant que nous pouvons voir les particules, l’analyse de cette image pour la détermination de la taille est facile et robuste.

NTA ne pourra pas voir les particules à l’intérieur d’un autre objet. La diffusion de la lumière nécessaire pour voir les nanoparticules diffusera depuis la surface de la cellule et ce sera la seule chose captée par la caméra. Une technique microscopique directe serait requise pour voir les particules internalisées.