Estimer la Concentration de Particules avec le Nano

Le nouveau Zetasizer Advance Ultra (rouge) possède une fonction de concentration qui permet de déterminer facilement la concentration de particules, par exemple pour le titrage des capside AAV. Une note technique “Mesures de concentration de particules sur le Zetasizer Ultra – comment cela fonctionne” explique les principes exacts sous-jacents aux mathématiques.

Bien que le Zetasizer Nano classique n’intègre pas directement cette fonction, il existe une méthode pour utiliser une estimation similaire de la concentration de particules. Le calculateur de concentration et de diffusion classique prédit la quantité de lumière diffusée pour un échantillon aux caractéristiques définies (comme la taille, l’indice de réfraction, la concentration). On peut alors aussi faire l’inverse et utiliser une quantité mesurée de lumière pour estimer la concentration. Voici les étapes avec un exemple.

1 – Obtenez une bonne mesure DLS de votre échantillon

Le Zetasizer Advance utilise le concept unique du MADLS pour obtenir une distribution de taille très précise. Dans le Zetasizer classique, nous pouvons « seulement » vérifier la qualité des données : Vous pouvez observer cela dans le PSD Intensité comme une déclaration Qualité du résultat Bonne, où le mot « Bonne » est vert. Vous pouvez également consulter le rapport dédié à la qualité des tailles, si vous souhaitez plus de détails.

Comment vous obtenez une bonne qualité de données dépend de l’échantillon. Et certains échantillons peuvent ne pas être adaptés pour le DLS, et dans ce cas, ils ne seraient certainement pas adaptés pour estimer la concentration avec cette méthode.

2 – Enregistrez la taille et l’intensité de cet échantillon

Dans cet exemple, nous prendrons le diamètre 63.13 d.nm qui est le même que 31.57 r.nm de rayon. Le taux de comptage dérivé pour cet échantillon était de 41438.3 kcps. C’est l’intensité de diffusion normalisée, tenant compte des effets d’un atténuateur appliqué. C’est un nombre pratique pour exprimer le taux de comptage théorique que l’on obtiendrait s’il n’y avait pas d’atténuation. Trouvez plus de détails sur ce que cela signifie et comment afficher ce paramètre sur le blog.

3 – Entrez ces valeurs dans le Calculateur Utilitaire de Concentration

Vous pouvez trouver le Calculateur Utilitaire de Concentration sous Outils – Calculatrices. Réglez le volume final à 10, l’Instrument à Zetasizer S, l’atténuateur à 11. Maintenant, entrez le rayon, [31.57] et l’indice de réfraction de votre matériau dans l’échantillon, dans cet exemple du polystyrène à 1,59 et l’imaginaire ou l’absorption 0,01. Pour d’autres matériaux, sélectionnez un indice de réfraction approprié pour votre échantillon. (Veuillez noter que cela a une influence significative sur le résultat pour la concentration de particules, vous pouvez tester l’effet en modifiant l’indice de réfraction et en vérifiant le résultat.)

4 – Estimez la concentration par essais et erreurs

Vous pouvez maintenant modifier la concentration initiale jusqu’à ce que les Comptes Dérivés Attendus soient aussi proches que possible du taux de comptage dérivé observé de 41438.3. Après quelques entrées manuelles (appuyez sur retour après chaque essai) nous trouvons que 0,007717 est assez proche du taux de comptage dérivé attendu. Oui, c’est fastidieux, et c’est pourquoi la nouvelle génération le rend beaucoup plus facile – sans travail supplémentaire.

5 – Lisez la concentration de particules [#/mL] à partir du calculateur

Le résultat est dans le coin supérieur droit. Dans notre exemple, nous trouvons 5.9*10^8 particules par microL qui est le même que 5.9*10^11 particules par milliL ou 5.9 E11 particules/mL.

 Limitations de cet outil

Le calculateur est basé sur un Zetasizer Nano moyen, votre instrument peut être légèrement plus ou moins sensible que la moyenne. Cela entraînera une incertitude supplémentaire dans l’estimation. Avec des pics supplémentaires, le %intensité doit être appliqué à chaque pic. Par exemple, si 16% de l’intensité est pour le Pic 1, alors 0,16 fois le taux de comptage dérivé de l’échantillon doit être attribué à cette contribution. Et ce nombre conduit à l’estimation de la concentration de particules pour le Pic 1.

Et juste pour réitérer, la dernière génération a une fonction de concentration de particules intégrée dans le logiciel. Avec l’avantage supplémentaire d’obtenir une distribution de taille à plus haute résolution, elle peut fournir des résultats dans des échantillons où le système classique ne le pourrait pas. De plus, vous n’aurez pas à essayer manuellement des valeurs jusqu’à ce que vous trouviez un résultat pour l’estimation.

Que peut faire d’autre la Concentration de Particules dans l’Ultra ?

Alors que nous avons discuté du Nano ci-dessus, regardons ce qui est différent dans le Zetasizer Ultra (Rouge). Ici, le logiciel intègre toutes les étapes intermédiaires, il n’y a donc pas de tentatives et erreurs compliquées. De plus, il y a quatre avantages supplémentaires :

• La plus haute résolution de distribution de taille grâce à MADLS fournit une taille plus précise et donc une estimation plus proche de la concentration
• Concentration par pic lorsque plusieurs pics sont présents
• Distribution de concentration cumulative à afficher en fonction de la taille
• Méthode incluant une référence au standard de toluène

MADLS prend en compte les informations provenant de multiples angles pour atteindre une plus haute résolution de distribution de taille. Cette taille améliorée améliore alors la conversion mathématique pour l’estimation de la concentration. En fait, lorsqu’il y a par exemple 3 pics présents, le logiciel peut fournir une concentration de particules pour chaque pic, en une seule mesure.

En outre, une distribution complète de concentration cumulative peut être sélectionnée pour l’affichage, ainsi qu’une exportation facile. Un exemple de concentration de particules cumulative dans une situation à deux pics est présenté ici :

Vous pouvez visuellement discerner, combien de particules sont présentes dans l’échantillon jusqu’à quelle taille. Et une raison pour laquelle cela est possible est que la méthode dans le Zetasizer Ultra (Rouge) implique une « calibration » avec un standard de diffusion de lumière commun, le toluène, pour chaque instrument spécifique (contrairement au calculateur pour un Nano Zetasizer générique, typique et moyen). Plutôt malin.