Mới đây, Viện Nghiên cứu thuốc Thượng Hải Viện Khoa học Trung QuốcTạp chí Dược phẩm Quốc tếBài báo có tựa đề "Các thông số chính về kích thước và nồng độ vật liệu nano để chuẩn hóa phân tích theo dõi hạt nano". Trong nghiên cứu này, các tác giả đã đánh giá một cách có hệ thống tác động của các thành phần mẫu, nồng độ mẫu, thông số cài đặt thiết bị, thông số cài đặt máy ảnh và tốc độ dòng chảy của chất lỏng đối với độ chính xác của các phép đo NTA (NanoSight NS300). Trong quá trình nghiên cứu, họ đã chọn tiêu chuẩn vàng để mô tả kích thước hạt - kính hiển vi điện tử truyền qua và xung điện trở.cảm ứngNguyên tắc RPSNanoCoulterMáy phân tích kích thước hạt Nanocourt thực hiện các thí nghiệm trực giao để xác minh chéo độ chính xác của các phép đo kích thước hạt và nồng độ của NTA.

So sánh độ chính xác của kết quả đo ở các nồng độ hạt khác nhau

Hình 1 Ảnh hưởng của nồng độ mẫu đối với kết quả đo NTA.

Các tác giả đã sử dụng các kích cỡ khác nhau của polystyrene (PS) và silica (SiO).₂Các hạt tiêu chuẩn, được đo ở các nồng độ hạt khác nhau và so sánh kích thước trung bình và độ lệch nồng độ ở các nồng độ khác nhau. Kết quả cho thấy,Khi nồng độ hạt trong10⁸-10⁹ Các phép đo là chính xác nhất giữa các particles/mL và xu hướng tuyến tính là tốt nhất.Tại thời điểm này, số lượng hạt trong trường nhìn tương ứng là 10-100 và 400-6500.

So sánh ảnh hưởng của các độ phơi sáng khác nhau đối với kết quả đo

Sơ đồ2. Ảnh hưởng của phơi sáng đến kết quả đo NTA

Không giống như DLS, NTA thực hiện tính toán kích thước hạt bằng máy ảnh theo dõi chuyển động Brown theo thời gian thực của các hạt. Do đóTối ưu hóa các thông số cài đặt máy ảnh có thể được cải thiện đáng kểĐộ chính xác của kích thước hạt và nồng độ đo được bởi NTA.Các tác giả đã sử dụng hỗn hợp các hạt PS có kích thước khác nhau, được mô tả ở mức phơi sáng khác nhau (mức camera). Độ phơi sáng là một tham số cho thấy mức độ nhạy cảm của máy ảnh đối với chuyển động của các hạt. Bằng cách điều chỉnh độ phơi sáng, kết quả chụp ảnh của NTA có thể bị ảnh hưởng. Kết quả cho thấy rằng ở độ phơi sáng 6-9, các hạt PS 100 nm được quan sát kém, trong khi các hạt PS 200 nm được nhìn thấy rõ ràng, khi độ phơi sáng là 10-14, các hạt PS 100 nm có thể được quan sát rõ ràng, trong khi các hạt PS 200 nm bị phơi sáng, ảnh hưởng đến kết quả. Sau đó, các tác giả tiếp tục đánh giá độ phơi sáng đặc trưng cho đỉnh kích thước hạt và sự phân bố của các hạt PS ở 100 nm, 120 nm, 150 nm, 170 nm và 200 nm. Kết quả cho thấy sự thay đổi độ phơi sáng không ảnh hưởng đáng kể đến đỉnh kích thước hạt của các hạt PS, nhưng khi độ phơi sáng tăng lên, trung bình kích thước hạt của các nhóm hạt PS tăng lên. Tác giả cho rằng cụ thểCác hạt có kích thước khác nhau ảnh hưởng đến kết quả đo kích thước hạt cùng với độ phơi sáng。Khi mẫu có độ phân tán lớn,Máy ảnh NTA gặp khó khăn trong việc tìm độ phơi sáng phù hợp để đảm bảo chụp được tất cả các hạt. Khi viết các báo cáo liên quan, bạn cần gửi các thông số thiết lập như độ phơi sáng của NTA để đảm bảo tính minh bạch của dữ liệu.

So sánh ảnh hưởng của tốc độ bơm khác nhau trên kết quả đo

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng,Độ nhớt của giải pháp ảnh hưởngĐộ chính xác của kết quả đo NTATuy nhiên, tác động của tốc độ bơm lên kết quả đo vẫn chưa được biết, vì vậy các tác giả đã sử dụng các hạt PS có kích thước khác nhau, đo ở tốc độ bơm khác nhau và so sánh độ lệch kích thước và nồng độ trung bình ở các tốc độ khác nhau. Kết quả cho thấy,Đối với ít hơnB5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)đơn vị tùy ý)Trong vòng có thể nhận được kết quả tương đối chính xác, mà đối với hạt lớn hơn, thì cần tốc độ bơm thấp hơn mới có thể đảm bảo độ chính xác.

Sơ đồ4. Đo mẫu đa phân tán của NTA, DLS và RPSẢnh hưởng

Sau đó, dựa trên những kết quả này, các tác giả đã đánh giá khả năng đặc tính của NTA đối với các mẫu đa phân tán theo quy trình vận hành tiêu chuẩn này. Các tác giả đã chuẩn bị hỗn hợp hạt PS 100 nm và 150 nm với tỷ lệ nồng độ 1: 1 và 10: 1 (tỷ lệ nồng độ), và tùy thuộc vào độ phơi sáng khác nhau, NTA có thể đo được hai đỉnh kích thước hạt trên cả hai mẫu trong khoảng 7-10. Sau đó, các tác giả đã chuẩn bị thêm các mẫu hỗn hợp ba và bốn cho 100 nm, 150 nm và 200 nm và 1: 1: 1 cho 100 nm, 150 nm, 170 nm và 200 nm, cho thấy NTA không thể hoàn thành phép đo và chỉ có thể tạo ra một đỉnh rộng. Sau đó, các tác giả tiếp tục phân tích bốn mẫu trên bằng cách sử dụng DLS và RPS,DLS không thể đo được đỉnh chính xác cho cả bốn mẫu, chỉ có một đỉnh duy nhất, trong khi NanoCoulter dựa trên lý thuyết RPS.Bằng phương tiện phát hiện hạt đơn, kích thước hạt của hỗn hợp đã được đo thành công và đạt được đỉnh chính xácSau đó, các tác giả tiếp tục xác minh hiệu quả đo kích thước hạt của RPS, chuẩn bị hỗn hợp 80 nm, 120 nm, 160 nm và 200 nm với tỷ lệ nồng độ 1: 1: 1. Kết quả đo lườngXác nhận lạiRPS có thể đo hỗn hợp một cách trơn tru các đỉnh tương ứng và sự phân biệt rõ ràng giữa các đỉnh mẫu khác nhau với độ phân giải tốt.Mẫu phân phối bốn này có thể đại diện cho mẫu thực tế hơn.

Cuối cùng, các tác giả đã chọn hai exosome (có nguồn gốc từ tế bào HEK293 và gừng khô) để phân tích kích thước hạt bằng cách sử dụng các kỹ thuật NTA, DLS và RPS. Kết quả cho thấy trong phân tích kích thước hạt, NTA thu được dữ liệu tương tự như TEM, trong khi giá trị kích thước hạt DLS lớn hơn và RPS thu được kết quả kích thước hạt nhỏ hơn. Về nồng độ, RPS thể hiện khả năng phân tích định lượng chính xác hơn nhờ công nghệ phát hiện hạt đơn của RPS cho phép mô tả chính xác từng hạt.

Bằng cách đo các mẫu thực tế, các tác giả tổng hợp các đặc điểm của bốn phương pháp khác nhau để mô tả các hạt (Bảng 1).Tác giả cho rằngNTA có độ phân giải tốt và độ chính xác cao trong phân tích kích thước hạt và có thể phân biệt các mẫu từ 2-3 phương thức, nhưng đối với các mẫu từ lớp exosome, NTA không thể phân biệt exosome, nang và lipoprotein, đồng thời NTA cũng không thể phân biệt exosome từ các nguồn khác nhau. Đối với DLS, các tác giả cho rằng phương pháp này rất đơn giản, các phép đo có thể được thực hiện bằng các mẫu dấu vết, nhưng các giá trị kích thước hạt đo được bằng phương pháp này có độ lệch lớn so với thực tế và phương pháp này không thể đo nồng độ hạt mẫu. Phương pháp TEM cho phép đo trực quan các hạt mẫu trực tiếp, nhưng phương pháp này tốn kém và tốn thời gian. Đối với RPS, các tác giả tin rằng phương pháp này có thể đo trực tiếp kích thước hạt thực của hạt (đặc biệt là trong trường hợp đặc điểm hạt của mẫu chưa biết) và có độ phân giải tốt cho các mẫu hỗn hợp đa phương thức.

Bảng 1.Tính năng tóm tắt của bốn phương pháp phân tích kích thước hạt khác nhau

Thông qua công trình này, các tác giả đã đánh giá một cách có hệ thống tác động của các yếu tố bao gồm nồng độ, ngưỡng dụng cụ, độ phơi sáng, tốc độ dòng bơm và các yếu tố khác đối với hiệu suất của NTA, họ phát hiện ra rằngỞ nồng độ là10⁸~10⁹Với tốc độ dòng bơm 50AU, kết quả mô tả chính xác hơn có thể đạt được đối với mẫu hạt.Đồng thời, họ cũng đề nghịĐối với ngưỡng dụng cụ và độ phơi sáng của hai thông số này, cần phải kết hợp các vấn đề cụ thể về kích thước hạt của mẫu để phân tích cụ thể.Đồng thời, họ cũng phát hiệnNTA có khả năng phân tích kém đối với các mẫu đa phân tán, trong khi RPS có thể phân biệt thành công các mẫu ba hoặc bốn đỉnh, cho thấy RPS có khả năng phân biệt vượt trội hơn đối với các mẫu đa phân tán.Đồng thời, tác giả sử dụng nhiều phương pháp đặc trưng để phân tích hai loại exosome, kích thước hạt và nồng độ thu được từ các phương pháp đặc trưng khác nhau không giống nhau, vì vậy tác giả cho rằngKhi tiến hành nghiên cứu hạt sinh học, cần phải sử dụng phương pháp trực giao để đa mô tả các hạt。

Tài liệu tham khảo