나노입자 추적 분석의 기본 원칙 – Q&A

NTA는 입자별 분석이기 때문에 수로 가중된 분배를 제공합니다. DLS는 자연적으로 강도로 가중된 분포를 제공하며, 이는 부피로 가중된 것으로 변환될 수 있고, 더 나아가 수로 가중된 것으로 변환될 수 있습니다. ASTM 가이드에서는 DLS에서 파생된 수 기반 분배가 큰 부정확성이 있다는 구체적인 지침이 있으며, 이는 일상적인 사용에 권장되지 않습니다. NTA는 본질적으로 수 기반 기법이기 때문에 동일 샘플을 두 기법에서 사용하면 다소 다른 결과가 나타날 수 있습니다.

저희 기술 노트 중 NTA와 DLS 기술에 의해 보고된 통계 측정 비교을 확인하십시오.

여러 종류의 샘플 타입에 대한 NTA와 DLS 결과 비교를 포함한 백서도 있습니다. 이는 두 기술이 어떻게 함께 어울리는지에 대한 더 나은 아이디어를 제공할 것입니다.

NTA는 특정 피크 모양에 데이터를 맞추지 않고, 분석 후 크기 분포를 조정하거나 크기 범위의 다른 부분을 편향시키지 않습니다. 히스토그램은 크기가 분석된 후 모든 개별 입자의 표시일 뿐입니다. 기본 데이터는 단일 입자의 개체 집합이기 때문에, 어떤 통계적 측정도 파생된 분포의 보간보다는 직접적인 개체 통계입니다.

샘플이 처음부터 매우 희소하지 않는 한, 희석이 필요할 가능성이 높습니다. DLS 측정에 익숙하다면, 우리는 보통 10-1000배 더 희석된 상태입니다. 이상적인 범위는 10^7에서 10^9 입자/ml입니다.

마이크로미터 크기 범위 이하의 에멀젼은 이 기술에 적합합니다. 샘플이 방울의 안정성을 유지하는 적절한 액체로 희석되면 측정은 매우 쉬울 것입니다.

단백질 모노머는 이 기술의 하한 탐지 한계 이하에 있지만, 단백질 응집을 모니터링하는 것은 이 기기가 다분산 분포에 능력과 측정된 응집체의 농도를 제공하는 능력 때문에 강력한 응용입니다. 단백질 응집에 대한 저희의 응용 노트는 좀 더 많은 정보를 제공해야 합니다.

측정의 특성상, 액체 내에서 움직이는 물체의 크기인 유체 역학적 직경을 산출합니다. 주 입자 표면에 상당한 크기의 무언가가 추가될 때, 이는 액체 내 입자의 운동에 영향을 미치며, 따라서 보고된 크기도 영향을 받습니다. 입자 표면에 서펙턴트 또는 항체를 추가하는 것은 첨부된 분자의 크기와 동일한 양만큼 크기 이동을 보여 주기에 충분합니다. 몇 가지 코팅된/미코팅된 실험에서는 3나노미터만큼 작은 크기 이동을 신뢰할 수 있게 관찰되었습니다.

DLS와 NTA/NanoSight는 브라운 운동에 의존하기 때문에 같은 방식으로 반응할 것입니다. NTA는 다른 샘플 안에 무엇이 있든지 관계없이 기본 입자를 정확하게 측정할 수 있기 때문에 이동을 보여주는 데 있어서 약간 더 신뢰할 수 있을 수 있습니다.

이 응용을 고려할 또 다른 기술은 Malvern의 Archimedes 제품에 구현된 공명 질량 측정(RMM)입니다. 기본 입자가 기술의 측정 범위 내에 있다면, 이 기술의 질량 민감도는 코팅에 따른 이동을 쉽게 측정할 수 있습니다.

Stokes-Einstein 방정식에서는 온도와 점도 변수 입력이 필요합니다. 수성을 기반으로 한 희석용액의 경우, 온도 의존적인 테이블 값에서 점도가 자동으로 읽힐 수 있습니다. 대부분의 NanoSight 모델은 샘플 셀에서 온도를 측정하고 소프트웨어에 자동으로 입력합니다. 따라서 희석제의 특성이 물과 크게 다르지 않으면 사용자가 수동으로 값을 입력할 필요가 없습니다.

두 가지 다른 기술을 비교하는 것은 여러 페이지가 필요할 수 있지만 주요 차이점을 요약하겠습니다. 무엇보다도, 샘플에 대해 무엇을 배우려 하고 있는지, 어떤 기술이 가장 민감할지 고려해야 합니다.

NTA와 TRPS는 유사한 측정 범위와 매개변수를 가지고 있기 때문에 종종 함께 고려됩니다. NTA는 탐지 하한이 더 낮아, 100nm 이하로 늘어나는 샘플에 대해 전체 크기 분포를 볼 수 있습니다. NTA는 강한 전해질 용액을 필요로 하지 않으며, 이는 일부 샘플의 안정성을 방해할 수 있습니다. 샘플은 어떠한 수성 희석제나 유기 용매에서도 측정될 수 있습니다. TRPS 감지 구멍은 정밀한 결과를 위해 자주 교정해야 하며 막힐 수 있는 위험이 있습니다. 입자가 하나씩 끌어당겨지기 때문에 해상도가 더 높을 가능성이 있습니다. NTA는 일반적으로 더 유연하고, 더 넓은 응용 범위를 가지며, 실제로 사용하기에 훨씬 빠르고 더 재현 가능합니다. 또한, 형광 모드 작동 능력을 가지고 있으며, 더 큰 역량 덕분에 과학 커뮤니티에서도 널리 인정됩니다.

이 기술을 고려하고 있다면 시스템이 무엇을 할 수 있는지 보여 줄 수 있도록 샘플 몇 개를 테스트할 기회를 환영합니다. 모든 기술은 장단점이 있으며, 그것은 Malvern의 포트폴리오에 나타난 기술의 범위에서 알 수 있습니다.

어쩌면 의미의 차이에 대한 의문일 수 있지만, NTA는 교정이 필요하지 않은 기술입니다. 표준은 올바른 작동을 확인하고 장기적으로 드리프트를 확인하기 위해 정기적으로 실행되어야 합니다. 결과가 사양을 벗어나거나 드리프트를 보이는 경우, Malvern 지원 데스크에 문의하십시오. 답변은 주로 사용되는 폴리스티렌 라텍스 표준의 자세한 절차에서 찾을 수 있습니다.

예, NanoSight NS500 모델은 입자별로 제타 전위를 측정할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 저희 기술 노트는 이 과정에 대한 몇 가지 세부 정보를 제공합니다. 개별 구성 요소를 혼합 물질에서 특성화하거나 제타 전위가 샘플의 변화를 특성화하는 방법이라면, 이는 전통적인 전기 영동광 산란 제타 전위 측정의 귀중한 대안이 될 수 있습니다. Malvern의 Zetasizer 모델에서 사용되는 것처럼.

간단한 답변은 입자가 5-10초 동안 시야 안에 머물 수 있는 설정입니다. 사용하는 모델 기기와 상판에 따라 다릅니다. 보다 자세한 정보 및 권장 속도 범위는 저희 기술 노트 흐름 모드 분석에서 확인할 수 있습니다.

저는 다양한 점토 및 환경 샘플을 다뤄왔습니다. 여러 환경 수 샘플의 경우, 샘플은 일반적으로 수신된 상태로 측정되며, 대개 약간의 희석 수준이 있습니다. 어떤 종류의 건조 분말에서 시작하는 경우, 일차 입자(응집체가 아님)로 분산하기 위해 몇 가지 노력이 필요할 것입니다. 일부 계면활성제(예: 폴리메타포스페이트 나트륨)와 기계적 에너지가 필요하며 초음파 처리가 필요할 수 있습니다. 목표(응집체 측정 또는 일차 입자 측정)에 따라 어떤 전략을 따를지 결정되고 얼마나 많은 에너지를 가할지도 결정됩니다.

NanoSight 샘플 챔버는 밀폐되어 있어 증발/침전이 외부에서 먼저 이루어져야 하며, 그런 다음 샘플 셀로 주입해야 합니다. 크기 예측만 빠르게 필요한 경우 1초 만에 측정할 수 있습니다. 반응 용기로부터 측정 챔버에까지의 과정은 주사기를 로딩하고 기기에 삽입하는 문제에 불과하므로, 빠르게 반응할 수 있습니다.

NTA는 입자의 모양을 볼 수 없습니다. 모든 입자는 빛의 점으로 나타나며 시스템은 그 빛의 점의 움직임만 분석합니다. 높은 종횡비의 입자는 완전히 둥글지 않은 빛의 점을 생성할 수 있지만, 그것은 또한 회전하고 변동하며 일관된 정보를 제공하지 않습니다. 출력은 측정된 입자의 부피와 동등한 구형 직경입니다. 길이가 다른 두 개의 막대를 측정할 경우, 동등한 구형 직경은 입자 부피의 차이에 따라 차이를 나타낼 것입니다.

구와 막대는 한 샘플에서 함께 측정할 수 있지만, 둘을 구별할 수 있는 유일한 방법은 두 동등한 구형 직경이 서로 충분히 다르면 가능합니다.

점도 값을 변경하려면 변경하고자 하는 파일을 엽니다. 아래와 같이 파란색으로 강조되어야 합니다. 설정 변경>점도를 클릭하고, 상자의 선택을 취소한 다음 현재 그림에 물이라고 적힌 부분을 더블 클릭합니다. 그러면 점도를 cP(중국 중량)로 입력할 수 있습니다. 업데이트를 클릭하면 데이터가 재처리되어 조정된 데이터가 표시됩니다. 결과를 내보내야 업데이트된 스프레드시트나 PDF 보고서를 받을 수 있습니다.

요약 스프레드시트 파일을 내보낼 때 그래프 삽입>선 그래프를 선택한 다음 ‘농도’ 열을 실제 데이터로 선택합니다. Bin 센터는 x축 레이블로 사용됩니다.

올바른 감지 임계값은 샘플 유형과 비디오가 수집된 방법에 따라 달라집니다. 모든 입자가 보이지만 가장 큰 입자가 포화되지 않도록 카메라 레벨을 조정할 수 있는 경우, 이는 분석이 기본 감지 임계값 5로 실행되는 결과로 이어지는 경우가 많습니다.

논리는 임계값을 낮춰서 모든 입자가 빨간 십자 표시가 되도록 하고, 광학 노이즈 및 백그라운드 효과까지 표시되어 있지 않도록 하는 것입니다. 다음 이미지는 매뉴얼에서 가져온 것리며 이 문제의 두 가지 측면을 나타냅니다.

감지 임계값 변경의 효과를 잘 이해하기 위해 비디오 하나를 잡고 다른 감지 임계값으로 여러 번 분석합니다. 너무 멀리 가기 전까지는 설정의 작은 차이에도 결과가 크게 변하지 않으며, 화면에서 입자가 추적되는 것을 볼 수 있어 입자가 놓치거나 노이즈를 감지할 때가 분명할 것입니다.

문서화된 절차는 없지만 이 블로그 게시물을 추천합니다.

DLS는 대부분의 물질을 1nm 이하의 크기로 측정할 수 있지만, NTA도 <80nm 범위에서 매우 유능합니다. 물질의 굴절률에 따라 하한이 금속의 경우 10nm, 고분자 물질 30nm, 리포좀 약 40nm일 수 있습니다. 입자를 볼 수 있는 한, 해당 이미지 분석을 통한 크기 결정은 쉽고 신뢰할 수 있습니다.

NTA는 다른 객체 안에 있는 입자를 볼 수 없습니다. 나노입자를 보기 위해 필요한 광 산란은 세포 표면에서 산란되며, 카메라가 포착할 수 있는 것은 그것뿐입니다. 내재된 입자를 보기 위해서는 직접 현미경 기술이 필요합니다.