納米粒度儀(原理、應(yīng)用、優(yōu)勢、技術(shù)指標(biāo))百科

一、工作原理：從微觀波動到宏觀數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化

納米粒度儀的核心功能是通過間接手段量化納米級顆粒的大小及其分布。目前主流的技術(shù)路線為 動態(tài)光散射法（Dynamic Light Scattering, DLS），其理論基礎(chǔ)如下：

1. 布朗運(yùn)動的捕獲：當(dāng)納米顆粒懸浮于溶液中時，會受到周圍分子撞擊產(chǎn)生無規(guī)則熱運(yùn)動（即布朗運(yùn)動）。這種運(yùn)動會導(dǎo)致入射光束發(fā)生頻率偏移，形成“多普勒效應(yīng)”。
2. 信號解析與粒徑計(jì)算：激光器發(fā)射單色相干光照射樣品，探測器接收被顆粒散射后的光信號。通過分析光強(qiáng)隨時間的波動曲線，結(jié)合 斯托克斯-愛因斯坦方程，可反推出顆粒的水動力直徑。
3. 互補(bǔ)技術(shù)擴(kuò)展能力邊界：除DLS外，部分儀器集成靜態(tài)光散射（SLS）、納米顆粒跟蹤分析（NTA）等功能，實(shí)現(xiàn)對高濃度樣品、大顆?；驇щ姳砻娴耐綑z測。

此方法的優(yōu)勢在于非侵入性、快速響應(yīng)且適用范圍廣（典型檢測范圍5 nm–10 μm），但對樣品純度要求較高，需排除氣泡、雜質(zhì)干擾。

二、應(yīng)用領(lǐng)域：跨學(xué)科的“納米標(biāo)尺”

《MISEV》最新指南推薦

《MISEV2023》評價(jià)“RPS測量結(jié)果確實(shí)與TEM數(shù)據(jù)具有非常高的一致性。"

RPS技術(shù)作為“非光學(xué)”原理，成為電鏡、流式等正交驗(yàn)證。NanoCoulter納米粒度儀為EVs研究提供精確的粒徑分布分析，更寬的粒徑LOD(50-800nm),和極寬的濃度LOD(5×107-2x1011particles/mL)。

外泌體分離方法探究

外泌體來源復(fù)雜，往往需要經(jīng)過多次分離才能得到較純凈的外泌體。不同的分離手段對外泌體的粒徑和濃度會產(chǎn)生極大影響，借助NanoCoulter納米粒度儀可快速準(zhǔn)確的判斷不同純化方法的優(yōu)劣性。

外泌體純度研究

Triton X-100是一種表面活性劑，可裂解外泌體的膜結(jié)構(gòu)?？赏ㄟ^對比裂解前后外泌體樣品的顆粒數(shù)變化，得到樣本純度。 Triton X-100處理后的外泌體樣品中顆粒數(shù)目明顯下降，該樣本純度=(1-破膜后/破膜前)*100%=87.2%。該方法可快速實(shí)現(xiàn)外泌體純度的定量檢測。

脂質(zhì)體納米顆粒

脂質(zhì)體穩(wěn)定性研究

不同的脂質(zhì)體藥物穩(wěn)定性會差異巨大，穩(wěn)定性決定后續(xù)的藥物使用情況，通過NanoCoulter納米粒度儀可以精準(zhǔn)判斷脂質(zhì)體的穩(wěn)定性， 下圖為兩個脂質(zhì)體樣本經(jīng)過漩渦震蕩不同時間的濃度變化情況，可以看出樣本二的穩(wěn)定性更好。

LNP粒徑組成&電位分析

粒徑及粒徑分布是LNP的重要CQA參數(shù)之一，不同方法制備出來的LNP粒徑分布差異巨大，且往往是DLS檢測容易忽視的。 NanoCoulter納米粒度儀能真實(shí)反映LNP組分中的粒徑分布情況，同時給出"自定義"粒徑區(qū)間內(nèi)的濃度及組分比例，以及每一顆納米粒的 zeta電位與粒徑對應(yīng)關(guān)系。

病毒顆粒

腺病毒批間差控制

腺病毒生產(chǎn)中的培養(yǎng)基成分、溫度、pH值、細(xì)胞培養(yǎng)方式等都影響著產(chǎn)毒效率。NanoCoulter納米粒度儀可對腺病毒的濃度、粒徑分布、 電位進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，快速評估不同批次間的差異，優(yōu)化生產(chǎn)工藝和參數(shù)。

痘病毒團(tuán)聚分析

病毒的保存條件對病毒團(tuán)聚影響較大，團(tuán)聚較多感染能力就會相應(yīng)降低，NanoCoulter納米粒度儀具備的粒徑分辨率比擬電鏡，是除電鏡外，準(zhǔn)確獲得樣本團(tuán)聚情況的方法。如圖，兩種保存條件下，條件2中的病毒顆粒明顯分散得更好。

納米磁珠

磁珠的均一性是磁珠的一項(xiàng)重要參數(shù)，磁珠容易團(tuán)聚，因此需要通過超聲的手段對磁珠的顆粒進(jìn)行分散，如圖所示，使用三種不同的超聲方法對納米磁珠進(jìn)行分散，NanoCoulter納米粒度儀可以精準(zhǔn)得到顆粒的粒徑與濃度，超聲方法A整體的分散性更好。

乳膠微球

膠乳微球包被抗體后，往往會發(fā)生團(tuán)聚，影響后續(xù)的實(shí)驗(yàn)，需要經(jīng)過超聲或者其他處理來分散。使用NanoCoulter納米粒度儀對包被前 后的微球進(jìn)行粒徑分析，可精準(zhǔn)看到包被前后的團(tuán)聚情況。

三、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)：選型與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的指南針

選擇納米粒度儀時需重點(diǎn)關(guān)注以下參數(shù)，直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和適用性：

注意事項(xiàng)：

• 樣品前處理：過濾去除大顆粒雜質(zhì)，超聲分散消除軟團(tuán)聚體，必要時進(jìn)行透析置換緩沖液。
• 空白對照：扣除純?nèi)軇┑谋尘靶盘枺苊馓摷俜逯怠?/li>
• 多模態(tài)驗(yàn)證：結(jié)合電泳遷移率（Zeta電位）和透射電鏡（TEM）交叉驗(yàn)證結(jié)果，排除形狀因子干擾。

產(chǎn)品優(yōu)勢：

1、無需校準(zhǔn)

傻瓜式操作，無需熱機(jī)，無需校準(zhǔn)。只需掃描檢測卡預(yù)制的二維碼即可完成所有參數(shù)設(shè)置。

2、無需清洗

可拋棄型非侵入式檢測卡；測樣前無需清洗儀器和樣本槽，直接上樣就可進(jìn)行測試

3、智能軟件

審計(jì)追蹤功能，符合21 CFR part 11；存儲每個顆粒的完整脈沖信息，方便研發(fā)用戶進(jìn)行多角度分析

4、NanoCoulter G系列納米粒度儀（粒徑+濃度+電位）一次檢測可同時獲得粒徑、濃度、電位信息

媲美電鏡的粒徑測量精度

精準(zhǔn)的濃度測量和準(zhǔn)確性

單顆粒Zeta電位檢測

納米粒度儀不僅是連接微觀世界與宏觀性能的橋梁，更是推動納米科技產(chǎn)業(yè)化的核心裝備。從基礎(chǔ)研究的機(jī)理探索到工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量管控，其應(yīng)用場景持續(xù)拓展。未來，隨著機(jī)器學(xué)習(xí)算法對復(fù)雜散射數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)建模，以及原位在線監(jiān)測技術(shù)的突破，納米粒度儀將在智能材料合成、個性化醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)揮更大價(jià)值?？蒲腥藛T需深入理解儀器原理，合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)，方能解鎖納米世界的奧秘。