Exoid Nanoparticle Analyzer (TRPS) 奈米粒徑/數量濃度/膜電位分析儀
非光學系統-MISEV認證最符合TEM的數據結果 | Single-Particle Measurement | 多重粒徑分佈的超高分辨率 | 最新的整合型一體化儀器
Exoid Nanoparticle Analyzer (TRPS) 奈米粒徑/數量濃度/膜電位分析儀 [原廠YT介紹和示範短片請見頁底]
TRPS (Tunable Resistive Pulse Sensing) 可調式電阻脈衝感應
早在1960年代就提出了RPS電阻脈衝感應的原理, 用以進行細胞計數和測定, 而近年來此項技術則已廣泛用於高通量的DNA測序。
IZON Exoid Nanoparticle Analyzer 奈米粒徑/濃度/膜電位分析儀採用最新的TRPS可調式電阻脈衝感應技術, 一直是奈米粒子研究與品管的重要分析儀器並已廣泛用在Exosome/EVs和奈米醫學的相關領域中, 其可進行單粒子分析的最高精度與可重複性, 包含奈米粒徑、特定範圍的數量濃度和表面電位的測定(Zeta potential)。
在 ISEV (國際細胞外囊泡協會) 中, TRPS早已被認證為推薦的奈米粒子分析技術之一, TRPS measurements do however have very high concordance with TEM data. ---«MISEV 2022 draft»
TRPS也是唯一可同時滿足以下兩個條件的奈米粒子分析技術:
1. 在所指定的粒徑範圍中, 顯示出單位流體體積的粒子濃度
2. 得到每個獨立的奈米粒子的表面電位數值(zeta potential)
TRPS技術原理 (Individual particle)
Particle-by-Particle 逐個分析每個單一的奈米粒子
當電解質的緩衝液充滿於奈米孔洞的上下端再施加電壓時, 會產生一個穩定的電流基線(current baseline); 之後粒子在通過奈米孔洞的過程中, 會因為孔洞遮蔽的面積變化而引起電阻脈衝的訊號, 在一定的施加氣壓下以使每個粒子能有序的通過孔洞, 由電流基線來記錄每個粒子的分析訊息, 包含: 粒徑、濃度和膜電位。
奈米粒徑(Particle size) + 數量濃度(Number concentration) + 膜電位(Zeta potential)
所偵測到的電阻脈衝會以電流基線的Blockade訊號峰呈現, 可由峰的高度判定奈米粒子粒徑; 峰的出現頻率判定流體內粒子的數量濃度; 峰的半高寬判定每個粒子的膜電位 (Zeta potential)。
每個樣品的訊號峰都會馬上同步與NIST標準校準顆粒(Polystyrene)比對, Sample1-Calibration1, Sample2-Calibration2, Sample3-Calibration3..., 由於NIST標準校準顆粒的粒徑、濃度等結果都是表定而已知不變的, 所以比對後的樣品結果完全可靠、超高精度且不需要設定任何有關於樣品自身的參數(折射率), 以減少分析時的變因。
同步分析多重分佈的奈米粒徑vs.數量濃度
超高精度的辨識能力
Exoid 使樣品內的奈米粒子一個接著一個的通過奈米孔洞(Nanopore)而收集到每一個數據, 可完全分辨具多重粒徑分佈的樣品, 與下圖的電子顯微鏡 (SEM) 所拍攝的可視圖完全吻合 (精確的分析左圖中3種以上的粒徑和濃度分佈)。
同步分析多重分佈的奈米粒徑v.s膜電位(zeta potential)
膜電位的重要性
Zeta potential 是實現膜表面電位的指標, 對於流體中的藥物、病毒、脂質體、胞外體等奈米粒子的特徵是非常普遍和重要的, 更多的是相關動力學的研究。
Particle by Particle的膜電位分析一直是Aptamer的研究關鍵, 因Aptamer帶負電, 可依此觀察Aptamer與目標顆粒的結合情況。
Exoid 使用的 TRPS 技術是利用zeta potential和電泳移動率之間的線性關係來測量粒子的電泳率和對流速度並計算出結果, 可精準的分辨不同的奈米粒徑與zeta potential關係圖, 其主要是以80-400 nm為主要的範圍。
主要應用領域和樣品範圍
Nanomedicine
Liposome
生物性片段 -- 膠束、脂肪、小分子凝集素 (cubosomes)
Exosomes
Extracellular Vesicles
細菌 & 細胞 -- 大腸桿菌、浮游生物、希瓦氏菌、桿菌、球菌、酵母菌、疫苗
Vaccine & Virus Formulation
Viruses
類病毒顆粒 -- 血液中血小板、粒腺體、外排體、蛋白質鏈結 (protein bioconjugates)、囊泡
Microbubbles
Bubbles
病毒 -- 腺病毒、慢病毒、桿狀病毒、HIV、流感病毒 (H1N1、H7N3)、CMV、登革熱病毒、噬菌體、EV71
尿液的Exosome/Evs
腦脊髓液的Exosome/Evs
血清的Exosome/Evs
以2D直方圖顯示特定粒徑範圍的濃度分佈
可進行精準的動力學分析
符合 3Q & CFR Part11 規範
DLS, TRPS, NTA, DCS 奈米粒子分析技術的比較
溶液中真實的奈米粒徑通常都為多重分佈和非均勻的, 一般需要利用粒徑的分佈來推斷粒子的組成, 因此如果分析的技術不能提供上述資訊, 那麼分析結果的可信度將大打折扣。
如果一種技術只能測到單一分佈的粒徑, 那麼該技術將毫無意義, 除非該樣品已知為只含有單一分散的粒子。
取代傳統的DLS/NTA方式
此圖為人工混合的三個不同大小的標準粒子後, 用不同的儀器原理測定的大小分佈。四種測定技術中(DLS, TRPS, NTA, DCS), 僅有TRPS技術能提供接近真實的粒徑分佈; 此外, TRPS技術也能測定不同峰值的粒子濃度(e.g. Cmin-Cmax), 這一技術也僅有TRPS能夠實現。
DLS技術的結果只能以曲線為代表, 無法精確區別出兩種粒徑分佈的結果
NTA技術在具有多重粒徑分佈的奈米粒子上的識別度有限, 無法精確區別出真實的粒徑結果
Exoid Nanoparticle Analyzer(TRPS) 特點
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單顆粒測量, 反映最真實的奈米粒子流體學粒徑
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單顆粒測量Zeta potential個別電位, 而不是估測整體平均值
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Nanopore以particle-by-particle的通過, 不會被重複偵測到同一個奈米顆粒
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多模態複合樣品的高分辨率解析能力, 不需依賴奈米粒子光學特性, 測量非常精確
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可先以clean buffer(ex: PBS)做觀察, 先得知其"背景狀況"的乾淨程度
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每個樣品測量後皆會接著使用NIST的標準顆粒測量記錄, 保證實驗結果的一致性
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符合ISO13485認證, 可提供FDA 21 CFR Part11 軟體
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最新式的"Exoid"奈米粒子分析儀機型設計, 包含封閉式機體、流體槽導電度優化、LED燈號提示, 達成半自動提示運行與超低RMS的目標
Exoid 規格
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中文名稱 : Exoid 奈米粒徑/數量濃度/膜電位分析儀
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英文名稱 : Exoid Nanoparticle Analyzer
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分析功能 : 粒徑、濃度、zeta potential
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分析範圍 : 40nm - 11µm
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濃度範圍 : 105 - 1011 /mL(依粒徑而定)
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電解質緩衝液特性 : 生理性溶液
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重量 : 10.8 kg
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底部面積 : 35 x 35 cm
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高度 : 27.5 cm
Q & A:
1. Exoid 需要什麼耗材嗎?
Ans: 實際上, Exoid 使用的 TRPS 技術不含雷射或高解析攝影機等貴重元件, 其使用的是 NP Nanopore、CPC Calibration Particles 和TRPS Reagent Kit三種耗材; NP Nanopore 可反覆拉伸至彈性疲乏(越小的Nanopore需考慮延伸下限維持時間越小), CPC Calibration Particles 是經由 NIST 認證的 Polystryene 顆粒, 每天的實驗只需使用1 μL 稀釋500 or 1000 or 2000倍; TRPS Reagent Kit可提供4個批次的前處理液配置: Wetting solution, Coating solution和Measurement Electrolyte solution, 每批次配置後於4度冷藏保存。
2. Exoid 使用的 TRPS 是一個很直觀的技術而又不需輸入任何有關樣品的參數, 要如何留意樣品條件呢?
Ans: Exoid 的系統和軟體已經是一個半自動的標準化過程, 使用時可以自動調適條件和提示所需的操作步驟; 搭配TRPS Training Kit與原廠線上課程, 將其完成後以建立使用者的經驗和認知, 如用於100 nm以下的樣品分析時因其尺度相當小, 需經過更多的教育訓練和說明實作。
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