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NTA 또는 DLS?

작성자 Ulf Nobbmann, Thursday, 15th September 2016

 

NTA 나노입자 추적 분석 또는 DLS 동적 광산란?

최근 NanoSight 및 Zetasizer 시연 후, 이 두 기술의 핵심 문제를 설명하는데 도움이 되는 질문 세트를 받았습니다:

  • NanoSight는 입자 농도를 제공하기 때문에 나노입자의 몇 %가 응집되었는지를 계산하는 것이 어느 정도 간단합니다. DLS에서도 응집된 입자의 %를 계산할 수 있나요? 아니면 가변적인 강도와 샘플의 단백질+나노입자 혼합물이 그 계산을 혼란스럽게 하나요?
  • 비구형 입자(예: 나노로드)를 측정하고자 한다면 어떤 시스템이 더 정확한 확산 계수/크기를 제공할까요?
DLS-vs-NTA-ensemble-vs-number

여기 이 상황에 대한 나의 평가와 내가 제공한 답변이 있습니다. 공유함으로써 유사한 상황에 처한 다른 사람들에게 도움이 될 수 있습니다. NanoSight는 나노입자 추적 분석(NTA) 기법을 활용하여 개별 산란 물체의 궤적을 현미경 아래에서 관찰하고 각 물체의 크기와 관련된 변위를 관찰합니다. Zetasizer Nano는  동적 광산란(DLS, PCS 및 QELS라고도 함) 기법을 활용하여 산란된 빛의 강도 변동을 분석하고 이를 산란 물체의 확산과 관련시킵니다.

1) 네, NTA는 응집 입자의 %를 수량 기준으로 직접 제공할 수 있습니다. DLS는 응집 입자의 %를 강도 기준으로 직접 제공합니다. 이 DLS 결과는 수량 기준과 무게 기준의 %로 수학적으로 변환될 수 있습니다(데이터 품질이 좋을 경우). 그러나 이 변환을 위해서는 재료의 굴절률이 알려져야 하고, 구형 입자로 모델링되어야 합니다.

응집체가 100nm 이하일 경우 이는 거의 중요하지 않으며, 더 큰 크기의 경우, 미 산란의 특이점이 작용하게 되어 굴절률과 모양이 수학적 변환을 복잡하게 만들 수 있습니다. % 강도에는 가정이 필요 없습니다. 만약 샘플이 더 큰 종으로부터 너무 많은 산란 신호를 포함하여 작은 것이 ‘가려져’ 감지되지 않는다면, 수량 분포로 변환해도 그 기여를 보여주지 못할 것입니다. 강도에서 부피 또는 수량 분포로 변환할 때, 분포의 모든 입자는 동일한 재료로 간주되고 동일한 굴절률 특성을 갖는다고 가정됩니다. 또한, DLS는 입자 농도를 mL 단위로 제공할 수 없습니다.

2) NanoSight 나노입자 추적 분석(NTA)과 Zetasizer 동적 광산란(DLS) 모두 확산 계수를 측정하고 이를 기반으로 크기를 도출합니다. 따라서 둘 다 모양에 동일한 방식으로 영향을 받습니다.

  • NTA는 수량 기반 분포를 제공하고, DLS는 강도 기반 분포를 제공합니다.
  • NTA는 종종 더 높은 해상도를 제공할 수 있고, DLS는 평균 크기와 다분산성을 더 빠르게 평가할 수 있습니다.
  • 완벽하게 단분산된 샘플이 있다면, 두 시스템 모두 거의 동일한 답을 제공해야 합니다.
  • 로드/입자를 ~10nm보다 작은 크기로 측정하려면 → DLS
  • ~마이크론보다 큰 크기를 보고 싶다면 → DLS
  • 나노입자 생산의 품질 관리를 위한 도구를 원한다면 → DLS
  • 응집된 배치를 가능한 빨리 감지하고 싶다면 → DLS
  • 다분산 분포를 가지고 피크의 해상도를 높이고 싶다면 → NTA
  • 입자/mL의 나노입자/나노로드 농도를 원한다면 → NTA
  • 샘플에서 수량 기반 크기(즉, 가장 작은 나노로드를 보여줄 필요가 있는 경우)의 발견이 목표라면 → NTA
  • 샘플에서 강도 기반 크기(즉, 응집을 보여줄 필요가 있는 경우)의 발견이 목표라면 → DLS
  • NTA에서는 형광이 태그된 분포의 일부만 선택적으로 볼 수 있을 수 있지만, DLS에서는 이것이 불가능하고 형광은 측정을 더 어렵게 하거나 불가능하게 만들 수 있습니다(예: 양자점).
  • NTA는 DLS보다 10-1000배 더 희석된 샘플을 감지할 수 있습니다. NTA는 샘플이 희석되어야 할 수 있습니다.
  • DLS는 NTA보다 최소 2-4 자릿수 더 많은 입자의 신호를 모아 평균합니다. DLS는 희석 없이 넓은 농도 범위를 처리할 수 있을 수 있습니다.

요약하자면, 실제로 무엇을 하고자 하는지에 달려 있습니다.  이상적인 시나리오에서는 두 시스템의 보완 정보를 활용하기 위해 두 가지 시스템을 결합해 고려할 수 있습니다.

향상된 DLS 시스템(예: Malvern의 Zetasizer Nano) 및 NTA 시스템(예: Malvern의 NanoSight)의 개선된 활용도로 인해 사용자 베이스가 전념하는 광산란 전문가를 훨씬 넘어 확장되었습니다 – 따라서 질문이 있으면 언제든지 저희가 도와드릴 수 있다는 점을 아는 것이 좋습니다.

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