關於 Nano-Particle Size Analyzer (奈米粒徑分析儀)

Nano-Particle Size Analyzer

奈米粒徑分析儀

為什麼要測量奈米粒子(nano-particle)?

在製藥、醫療、生命科學等領域, 奈米粒子的粒徑大小、濃度甚至zeta-potential(界達電位)是研發和監控其化學/物理特性的重要表徵, 統稱奈米醫藥(nanomedicines)應用
奈米醫藥代表的是可改善治療藥劑的溶解度
、釋放曲線和循環週期, 以幫助來引導其在體內的局部或精準傳送, 舉例來說: Doxil是一個大約90奈米的抗癌藥劑-鹽酸多柔比星, 其由PEG化(聚乙二醇化)的脂質體製成, 透過將多柔比星封裝在具有特定粒徑大小和表面特性(PEG化的程度)的脂質體載體中, 這個抗癌藥劑就能有更長的循環週期和有效的治療視窗, 並能透過滲透性的增強和保留作用可被動的標靶腫瘤。

現在有哪些奈米粒徑分析的技術呢?
根據近期的參考文獻Vogel et al. Journal of Extracellular Vesicles. 2021;10(3)內容, 大致有以下幾種方式:
Nano flow cytometry (CM) 流式細胞儀
Nanoparticle tracking analysis (NTA) 奈米粒子追蹤分析

Multi-angle dynamic light scattering (MADLS) 多角度動態光散射
Tunable resistive pulse sensing (TRPS) 可調式電阻脈衝感應
Centrifugal liquid sedimentation (CLS) 離心液體沉降

既然知道了奈米粒徑分析的作用和技術, 那麼要如何選擇適合的分析儀器呢?
在比較之前, 請先了解下面的3個問題:

1. 在各種不同粒徑的奈米粒子同時在樣品中時, 這個分析技術能偵測到奈米粒子的亞群體嗎(subpopulations)?

如果只有一種粒徑大小的奈米粒子這只能是基本分析(monodisperse), 在實際的應用中各種不同粒徑的奈米粒子會同時在樣品中, 這就代表了粒徑分析的解析度, 例如奈米塑料(nanoplastics)的粒徑分佈在1奈米~1微米中; 在血漿中的細胞外囊泡(extracellular vesicles)的粒徑分佈在30~150奈米中, 所以如何能有多重粒徑的分析解析度是首要的課題

2. 可偵測到的最小粒徑是多少?
就算擁有可分析多重粒徑的解析度, 如果沒能到達所需要的最小粒徑也是枉然, 舉例來說, 電子顯微鏡(electron microscopy)一般可觀察奈米尺度的世界, 但因為較大粒徑的粒子會遮蔽較小粒徑的粒子, 所以小粒徑的粒子常會被忽略, 以前述的奈米粒徑分析技術來說, 以50奈米為下限是一個重要的分水嶺。

3. 粒徑分析技術對於總粒子濃度的測量準確度是多少?
總粒子濃度對於粒徑分析的應用非常重要, 然而, 有的分析技術使用的群體演算法常會低估其濃度, 造成結果的不準確, 原因在於群體演算法不能精準地把"每個"奈米粒子單獨計算, 最常見的就是以布朗運動進行的演算法。

綜合以上內容, 奈米粒子的粒徑分析已經是相關領域不可或缺的技術, 在其解析度
、最小粒徑、濃度準確性的能力提升上更是後續發展的關鍵, 也影響了實驗的成功與否, 如有需要更多的內容或說明, 歡迎和我們聯絡。