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        使用Nicomp?系統(tǒng)的金納米顆粒

        使用Nicomp?系統(tǒng)的金納米顆粒
        上海奧法美嘉生物科技有限公司  2023/05/16  |  閱讀:247

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        產(chǎn)品配置單:

        型號(hào): Nicomp 380 Z3000

        產(chǎn)地: 美國(guó)

        品牌: 美國(guó)PSS

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        方案詳情:

        1

        引言


        金納米顆粒,有時(shí)也被稱為膠體金,可用于多種應(yīng)用。它們通常是通過(guò)使用檸檬酸鹽等還原劑在不同條件下對(duì)HAuCl4水溶液進(jìn)行控制還原而合成的。根據(jù)大小、形狀和物理性質(zhì),金納米顆粒有很多種類型,如圖1所示。金納米顆粒的應(yīng)用包括藥物遞送,1紫杉醇等藥物的載體,2腫瘤檢測(cè),3生物傳感器等。


        圖片

        圖1 金納米顆粒的類型(形狀分類)


        金納米顆粒的大小是一個(gè)關(guān)鍵的物理參數(shù)4,需要仔細(xì)測(cè)量。顆粒大小影響吸光度波長(zhǎng)(尺寸增大=波長(zhǎng)更長(zhǎng))、表面等離子體共振(SPR)峰值、細(xì)胞內(nèi)攝取、血液半衰期和生物分布特征(尺寸減小=血液半衰期增加)等特性。顆粒的大小和分布寬窄可以作為懸浮穩(wěn)定性的指標(biāo)。表面電荷(zeta電位)測(cè)量也被用作懸浮穩(wěn)定性的指示。


        分析粒度和zeta電位常用的技術(shù)是動(dòng)態(tài)光散射(DLS)和電泳光散射(ELS)。Nicomp&reg;Z3000系統(tǒng)(圖2)可用于測(cè)定金納米顆粒的大小和zeta電位。


        圖片

        圖2 Nicomp DLS系統(tǒng)




        2

        材料

        利用Nicomp DLS系統(tǒng)分析了幾種金納米顆粒樣品的尺寸和Zeta電位。從Sigma Aldrich購(gòu)買了三種不同的金納米顆粒樣品,標(biāo)稱尺寸分別為50nm,20nm和5nm。還分析了公稱尺寸為30 nm的NIST標(biāo)準(zhǔn)材料8012。這些樣品的參考物理性質(zhì)如表1所示。


        圖片

        表1 樣品參考物理性質(zhì)


        DLS的尺寸分析結(jié)果為水動(dòng)力直徑的強(qiáng)度平均值。分布的寬度以多分散性指數(shù)(PDI)表示。NIST 8012調(diào)查報(bào)告提供了兩個(gè)角度的平均水動(dòng)力直徑,173°和90°的后向散射。與從Sigma Aldrich購(gòu)買的樣品不同,還提供了NIST 8012的參考zeta電位值。




        3

        方法

        所有樣品在Nicomp型號(hào)Z3000(圖2)上進(jìn)行粒度和zeta電位分析。


        在這些研究開始之前,對(duì)尺寸和zeta電位標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分析,以驗(yàn)證系統(tǒng)性能。對(duì)742007樣品進(jìn)行濃度研究,以調(diào)查報(bào)告的顆粒大小是否隨濃度而變化。本研究的結(jié)果表明,顆粒大小不受濃度的影響,所以所有的測(cè)量都是在原始樣品濃度下進(jìn)行的,沒(méi)有稀釋。對(duì)樣本741949進(jìn)行了時(shí)間分析研究,從而確定一個(gè)適當(dāng)?shù)臏y(cè)量持續(xù)時(shí)間,達(dá)到如圖3所示的時(shí)間歷史圖所示的穩(wěn)定性。本研究表明,5分鐘的分析時(shí)間是明顯的。


        圖片

        圖3 時(shí)間歷史圖直徑(nm) vs時(shí)間(min)


        所有測(cè)量的Nicomp尺寸和zeta電位分析設(shè)置如圖4和5所示。


        圖片

        圖4 Nicomp大小設(shè)置


        圖片

        圖5 Nicomp Zeta電位設(shè)置




        4

        結(jié)果-顆粒大小

        每個(gè)樣品的兩次分析的典型圖形結(jié)果如圖6至10所示。


        圖片

        圖6 50nm Au覆蓋兩種尺寸的結(jié)果


        圖片

        圖7 20nm Au覆蓋兩種尺寸的結(jié)果


        樣品741949(標(biāo)稱尺寸5 nm)與預(yù)期結(jié)果有偏差。圖8顯示了在不額外制備樣品的情況下對(duì)樣品進(jìn)行分析的高斯結(jié)果。高斯計(jì)算迫使結(jié)果變成一個(gè)單峰。


        圖片

        圖8 5nm Au疊加兩種尺寸的高斯結(jié)果


        Nicomp Z3000系統(tǒng)還可以使用專有的Nicomp算法生成多模態(tài)結(jié)果。使用Nicomp算法重新計(jì)算圖8中的結(jié)果,得到的多模態(tài)尺寸分布如圖9所示。


        圖片

        圖9 5nm Au覆蓋兩種尺寸的Nicomp結(jié)果


        然后將樣品管離心8分鐘,試圖將較大的顆粒分離出測(cè)量區(qū)。離心后對(duì)同一樣管進(jìn)行分析,結(jié)果如圖10所示。


        圖片

        圖10 5nm Au覆蓋兩種尺寸Nicomp結(jié)果,離心


        NIST 8012樣品在三個(gè)角度進(jìn)行分析;后向散射@ 170°(粉色),90°(綠色),前向角度15°(藍(lán)色)。這三個(gè)結(jié)果如圖11所示。


        圖片

        圖11 NIST 8012 Au覆蓋三種尺寸的結(jié)果,

        170°,90°和15°


        這些結(jié)果加上zeta勢(shì)值匯總在表2中。


        圖片

        表2 粒徑大小和zeta電位結(jié)果




        5

        結(jié)果-Zeta電位

        所有樣品還使用相分析電泳光散射技術(shù)(PALS)分析zeta電位。zeta電位是用于配方和懸浮穩(wěn)定性研究的表面電荷測(cè)量。這些樣品的zeta電位如圖12至15所示。


        圖片

        圖12 50nm Au zeta電位結(jié)果


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        圖13 20nm Au zeta電位結(jié)果


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        圖14 5nm Au zeta電位結(jié)果


        圖片

        圖15 NIST 8012 Au zeta電位結(jié)果




        6

        討論

        Sigma Aldrich 50 和 20 nm 標(biāo)稱尺寸樣品的結(jié)果在預(yù)期值范圍內(nèi)。Sigma Aldrich 5 nm 標(biāo)稱尺寸結(jié)果最初報(bào)告的粒徑明顯高于預(yù)期——表明聚集。考慮到該樣品的顏色(圖 16 最左側(cè)),這并不奇怪。更深、更藍(lán)的顏色通常表示更大的粒度分布。


        離心前的結(jié)果(圖 9)表明在 14 nm 附近存在初級(jí)粒子,在 122 和 417 nm 處存在聚集峰。此結(jié)果顯示了 Nicomp 算法解決初級(jí)粒子和聚集體多峰的能力。離心后報(bào)告的平均大小在預(yù)期值內(nèi)。


        圖片

        圖 16 從左到右;5、20 和 50 nm Au 樣品瓶


        從三個(gè)不同的角度分析了 NIST 8012 樣品;15°、90° 和 170°。與170°相比,90° 的結(jié)果偏差更小一點(diǎn),表明 90° 是比反向散射更好的測(cè)量條件——與之前報(bào)告的其他結(jié)果一致。5前向角方向 (15°) 的測(cè)量提高了對(duì)較大顆粒的靈敏度,如在圖 11. 這些結(jié)果表明多角度系統(tǒng)(標(biāo)準(zhǔn)且廉價(jià)的 Nicomp 選項(xiàng))可能更適合某些特定應(yīng)用。


        使用 PALS 技術(shù),zeta 電位結(jié)果都具有較高的可重復(fù)性。與一次性 zeta 電位樣品池相比,Nicomp 樣品池可以以更低的成本測(cè)量數(shù)千個(gè)樣品。




        7

        穩(wěn)定性研究

        對(duì) NIST 8012 樣品進(jìn)行了穩(wěn)定性研究,以研究鹽濃度對(duì)尺寸和外觀的影響。原始尺寸結(jié)果如圖 11 所示,報(bào)告的 90° 尺寸為 30.8 nm。首先將 200 &micro;L NIST 8102 移液到 200 mL 過(guò)濾去離子水中。接下來(lái),將 3 M 的 KCl 以 500 &micro;L 的增量添加到稀釋的 NIST 8012 懸浮液中,同時(shí)觀察樣品的顏色。


        添加 2 mL 的 3 M KCl 后發(fā)現(xiàn)顏色發(fā)生變化。圖 17 從左到右顯示了添加 KCL 后的 NIST 8012 樣品、池中的原始樣品和原始樣品瓶。


        圖片

        圖 17  添加 KCL 之后,之前,原始瓶子


        添加 KCL 后 NIST 8012 的粒度分布如圖 18 所示。在 15 分鐘的分析時(shí)間內(nèi),粒度隨時(shí)間增加。二十四小時(shí)后,樣品已全聚集并沉降到比色杯底部,如圖 19 所示。


        圖片

        圖18 添加 KCl 后三種尺寸的 NIST 8012 Au 疊加結(jié)果


        圖片

        圖19 NIST 8012 與穩(wěn)定的聚集體




        8

        總結(jié)

        動(dòng)態(tài)光散射可用于金納米顆粒粒徑和 zeta 電位分析。上述實(shí)驗(yàn)證明,Nicomp Z3000 具有高分辨率和準(zhǔn)確性,可生成接近預(yù)期值的結(jié)果。Nicomp 算法檢測(cè)了聚合樣本的初級(jí)粒子和聚合粒子的多模式混合。




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