马尔文颗粒分布仪的工作原理

对于纳米颗粒的检测一直是生命科学领域和材料表征领域的重点方向。纳米颗粒跟踪分析技术（Nanoparticle Tracking Analysis，NTA）是利用光散射和颗粒布朗运动的特性获得样本粒度分布和颗粒浓度信息的检测方法。它能对悬浮液中粒径分布范围较宽的颗粒进行全方位表征，具有分辨率高、检测速度快、准确度高等优点。马尔文帕纳科NanoSight系列纳米颗粒跟踪分析仪NS300在役十余年，稳定地帮助用户获得高品质的粒径和浓度数据。2023年9月19日，马尔文帕纳科将推出新一代产品Nanosight Pro，进一步升级了体验，更多便捷、智能的功能助力用户尽享每一次数据分析过程。新一代 Nanosight Pro 的推出，马尔文帕纳科为纳和生物材料的表征提供了简单且快速的 NTA解决方案。先进的工程设计和众多智能功能的组合确保了 NTA 测量高效、快速。NS Xplorer 软件由机器学习提供支持，实现了自动测量，消除了主观影响，并为光散射和荧光分析提供了高质量的颗粒大小和浓度数据。可互换的激光器让应用更灵活，Smart Manager 连接确保了仪器稳定，无需担心数据质量问题或宕机问题。届时，马尔文帕纳科将举行纳米粒度新品发布会，并开启线上直播。新品发布会上，将通过NTA技术发展历程、客户分享、新品揭秘访谈、新品介绍、应用分享、功能演示等多个环节，全面了解NanoSight Pro如何为纳米和生物材料的表征提供更简单且快速的 NTA 解决方案。一、[url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/malvernpanalytical2023/][b][size=18px][color=#00b0f0]报名链接[/color]：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/malvernpanalytical2023/[/size][/b][/url][url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/malvernpanalytical2023/][b][size=18px] [/size][/b][/url][color=#ff0000] [/color]二、[b][size=18px]主要日程[/size][/b][color=#ff0000][/color][list][*][b][size=16px]NTA技术发展历程介绍Agnieszka Siupa马尔文帕纳科 纳米材料产品经理[/size][/b][*][b][font=&][size=16px]NTA客户应用分享《功能化外泌体在疾病诊治中的应用研究》[/size][/font][font=&][size=16px]韩刚[/size][/font][font=&][size=16px]天津医科大学 医学技术学院临床生物化学教研室，副教授[/size][/font][/b][*][font=&][b][font=&][size=16px]NTA新品介绍《新一代纳米颗粒跟踪分析仪NanoSight Pro》[/size][/font][font=&][size=16px]范洋晶[/size][/font][font=&][size=16px]马尔文帕纳科 生命科学应用专家[/size][/font][/b][/font][/list][size=18px][color=#ff0000][b][/b][/color][/size][size=18px][color=#ff0000][b]二、主要应用[/b][/color][/size][b]细胞外囊泡 (EV)[/b]虽然对细胞外囊泡的产生和功能的研究仍在不断发展，但监测和控制其分离和纯化仍然很重要。NanoSight NTA 可以快速、方便地表征水性缓冲液中囊泡的大小和浓度，使人们对下游实验中所用样品的质量充满信心，同时荧光功能有助于清楚识别细胞外囊泡 (EV) 的亚群来源。[color=#ff0000][b]病毒和疫苗[/b][/color]疫苗的生产需要严格控制生产过程，以确保组分剂量适当并被免疫系统识别。NTA可助力稳定疫苗的粒度分布从而帮助优化生产流程。NTA 还能够确定病毒计数和粒度，因此可以作为滴度测定的更快替代方案。[color=#ff0000][b]药物递送和基因治疗[/b][/color]对于药物递送和基因治疗产品，为了确保临床上的有效疾病靶向，所需的颗粒大小为 70-150 nm。从早期药物研究到候选物筛选、制剂开发和临床批次监测，NTA 非常适合用于测量这些环节中的颗粒粒度，同时借助其浓度测量功能，可用于确定最终产品的剂量并用于[i]体外[/i]和[i]体内[/i]测定。[color=#ff0000][b]生物治疗药物[/b][/color]温度、pH 值变化、搅拌、剪切和时间都会影响生物治疗药物蛋白的稳定性，造成变性和聚集，进而可能导致丧失疗效和潜在的不良免疫反应。NTA 能够提供制剂中亚可见聚集体的高分辨率粒度分布信息，用于安全性和质量确认。[color=#ff0000][b]纳米材料/胶体/毒理学[/b][/color]随着纳米材料融入日常用品中，它们正引起监管机构的注意。因此需要充分表征这些颗粒，分析颗粒的性质以及其对最终产品的影响。NanoSight 可以针对这些纳米材料提供基于数量的浓度信息，并为那些在工业、环境和毒理学领域从事纳米级研究工作的人员提供高分辨率的粒度分布信息。[img=,643,203]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309141016258667_5863_5138539_3.jpg!w643x203.jpg[/img][b][size=18px][url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/malvernpanalytical2023/][color=#00b0f0]报名链接[/color]：[/url][url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/malvernpanalytical2023/[/url][/size][size=18px][/size][/b][color=#ff0000] [/color][color=#ff0000][url=https://www.instrument.com.cn/topic/malvernpanalytical2023.html][b][size=18px]专题了解更多：马尔文帕纳科纳米粒度新品发布会_专题-仪器信息网 (instrument.com.cn)[/size][/b][/url][/color][list][*]14:10--14:20NTA技术发展历程介绍Agnieszka Siupa马尔文帕纳科 纳米材料产品经理[/list]

[b]这段时间做金刚石线锯微粉的质量控制工作，对马尔文、库尔特、图像分析仪的检测情况都研究了一下，有一点小心得，抛出来和大家讨论下。[/b]以下是我总结的报告：马尔文、库尔特和图像分析仪是线锯微粉质量检验中最常用的三种手段。马尔文是激光法，使用的是光散射理论，所测粒径一般认为是等效体积径；库尔特则是基于小孔电阻原理，所测粒径是等效电阻粒径；图像分析仪属于图像法，是利用电子技术、数字图像处理技术的一种测试方法，所测粒径是等效圆直径。[color=#ff0000]1、检测结果对比[/color]测试小样粒度6/12，是线锯专用金刚石微粉。图1是图像分析仪检测的显微图片，图2是对应的图像分析报告。从图1可以很清晰地看到磨粒的形貌、透明度、粒度分布等信息。图2是对图1采集的磨粒图像信息所做的分析报告，包括粒度分布图、粒度特征值、颗粒形状组成三部分，通过量化分析，可以方便地进行微粉的质量检验控制。显微图片和分析报告互为佐证，可以全面地反映微粉产品质量。[align=center][img=金刚石微粉,690,370]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708231602_01_2747413_3.bmp[/img][/align][align=center]图1 金刚石微粉颗粒形貌显微图片[/align][align=center][img=金刚石微粉,640,627]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708231604_01_2747413_3.bmp[/img][/align][align=center]图2 金刚石微粉图像分析报告[/align][align=left]图3是样品库尔特检验结果，图4是样品马尔文的检验结果。可见，无论库尔特和马尔文，只能反映粒度分布，不能对微粉形状组成（形貌）进行检测，这对微粉质量控制不利。[/align][align=center][img=金刚石微粉,690,655]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708231607_01_2747413_3.jpg[/img][/align][align=center]图3 金刚石微粉库尔特检测报告[/align][align=center][/align][align=center][img=金刚石微粉,690,383]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708231608_01_2747413_3.jpg[/img][/align][align=center]图4 金刚石微粉马尔文检测报告[/align][align=left][color=#ff0000]2、结果分析[/color][/align]对比三种检测结果，如表1所示。可见：D50的检测结果，按大小排序依次是图像法＞激光法＞电阻法；分布宽度的检测结果，按大小排序依次是激光法＞电阻法＞图像法。显然，以激光法检测粒度分布是不可取的。现在普遍认知是使用激光法检测D50，电阻法检测粒度分布，这也是有一定道理的。[align=center]表1 图像法、电阻法、激光法微粉检测结果对比[/align][table][tr][td][align=center] [/align][/td][td][align=center]D10[/align][/td][td][align=center]D50[/align][/td][td][align=center]D90[/align][/td][td][align=center]分布宽度[/align][/td][td][align=center]测试仪器[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]图像法[/align][/td][td][align=center]8.62[/align][/td][td][align=center]9.65[/align][/td][td][align=center]10.86[/align][/td][td][align=center]23.2%[/align][/td][td][align=center]KBKL-Ⅱ图像分析仪[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]电阻法[/align][/td][td][align=center]6.608[/align][/td][td][align=center]7.391[/align][/td][td][align=center]9.594[/align][/td][td][align=center]40.4%[/align][/td][td]Beckman Coulter Multisizer 3[/td][/tr][tr][td][align=center]激光法[/align][/td][td][align=center]5.897[/align][/td][td][align=center]8.389[/align][/td][td][align=center]11.864[/align][/td][td][align=center]71.1%[/align][/td][td][align=center]Hydro 2000MU（A）[/align][/td][/tr][/table][align=left]注：分布宽度（%）=（D90-D10）×100/D50[/align][align=left]库尔特是将所有颗粒等效为同体积的标准球形颗粒，以标准球形颗粒的粒径表示被测颗粒的粒径。适用于粒度分布窄的磨粒检测，样品浓度、分散等都会影响检测结果。库尔特最理想的情况是颗粒一个接一个通过，但实际上会出现多个颗粒同时通过的情况，还有一些颗粒通过感应区域时可能发生水平或垂直翻转的现象，这些不利于颗粒计数，测试值将小于真实值。马尔文是最常用的激光粒度仪，但目前用户对激光粒度仪的认识有一个误区，认为激光粒度仪检验结果稳定准确。其实激光粒度分析法法是一种拟合近似分析方法，而且不可校准，溯源性、可比较性差，分辨率低，对D50粒径的分析还比较准，但对D5、D10、D90 、D95粒径的分析误差就比较大，已不能满足磨料粒度分析的要求。因此激光粒度仪经常将不合格品检验成合格品，也经常将合格品检验成不合格品，所以，用户在利用激光粒度仪进行质量检验时，要特别引起注意。尤其是对于最终用户，不推荐用激光粒度仪作为磨料粒度质量把关的手段。[/align][color=#ff0000]3、感想[/color] （1）马尔文对D50粒径的分析较准，可用于对中值粒径D50检测。但由于并不反映粒度实际组成，更不能反映颗粒形貌，当微粉粒度，特别是形貌发生变化时，是无法有效发现的，而形貌变化将直接影响线锯微粉的上砂，库尔特同样不能有效反映微粉形貌的变化，所以不建议将马尔文、库尔特作为主要的微粉质量把关手段。 （2）微粉质量控制，需要制定产品质量标准，马尔文、库尔特由于无法反映形貌，可量化指标较少，无法依据它们制定有效的质量标准。带有高级图像分析功能的图像分析仪（如本试验所用仪器KBKL-Ⅱ图像分析仪），可以对粒度分布、粒度特征值、微粉形状组成等全面分析量化，以此制定质量标准，可有效控制产品质量。 （3）马尔文、库尔特测量速度快，重复性好，操作简单，但微粉变化时可靠性差，可作为常规检测手段。图像分析仪直观可靠，可作为微粉质量检测的主要手段。