2020年10月20日
本方案旨在通过纳米颗粒跟踪分析法(NTA)测量球形纳米颗粒(更具体而言是金纳米颗粒)在水相介质中的流体动力学直径。该方法通过追踪颗粒由布朗运动引起的位移,并结合斯托克斯-爱因斯坦方程计算出其流体动力学直径。
本方案采用纳米颗粒跟踪分析技术,对目标纳米材料的流体动力学直径进行准确、可靠且可重复的测量。该方法操作快速简便,通过逐颗粒的实时可视化分析和极少的样品前处理,即可实现对颗粒流体动力学球形等效直径的测定。在进行测量之前,需将用于分析的超纯水体积通过0.02微米的注射器滤膜过滤。
用过滤水适当稀释样品。对于此60纳米金胶体分散液样品,按体积稀释50倍。连接纳米颗粒追踪分析仪(NTA)、注射泵和计算机,并开启硬件和软件。
从系统中拆下激光模块,使用纸巾和压缩空气彻底干燥玻璃表面以及LVFC的内部通道、管路和流体接口。将LVFC放置到激光模块上,然后用四颗螺丝对角拧紧以固定。将出口管路连接到细胞右侧的接口上。
将进样管插入废液瓶中,并在背压允许的情况下尽快冲洗900微升清洗液。将连接在进样管上的注射器更换为含有1毫升过滤水的新注射器,然后将进样管连接到流动池的左侧端口。随后缓慢向样品室注入约500微升液体,注意在加样过程中避免引入气泡。
安装激光模块时,将装有水的LVFC插入仪器中,并固定液流池。固定注射器和注射器泵支架,然后在软件界面中点击“Start Camera”以初始化相机。在硬件选项卡中,点击“Scatter”以移动参考位置,并将相机水平设置为16。
手动调节焦距,检查稀释液中是否存在任何颗粒;在主观察窗口中单击并拖动鼠标左键,调整视野位置以检查是否存在颗粒。为清洁系统,将注射器更换为仅充满空气的注射器,并缓慢用空气替换腔室中的水。从仪器上取下激光模块中的样品池,并断开各段管路的连接。
用清水清洁激光模块的光学玻璃以及LVFC的玻璃表面,然后用纸巾和压缩空气擦干。重新组装LVFC和激光模块并对管路进行预灌注后,将装有1毫升60纳米金纳米颗粒悬浮液的注射器连接至下方端口,缓慢将750微升样品注入LVFC腔室中。安装激光模块并初始化相机后,单击“散射”(Scatter)按钮,将参考焦点移至适当位置,确认焦点已正确设置,以获得清晰的颗粒图像。
检查视野是否相对于激光束位置居中,然后运行自动设置功能,以自动优化焦距和相机亮度,确保获得最佳图像质量。为分析样品,打开标准测量标准操作程序选项卡,设置仪器在缓慢且恒定的流动条件下采集五段60秒的视频。然后设置数据的文件名和存储位置,并开始运行。
为了分析数据,在“检测阈值”选项卡中拖动滑动条,设置检测阈值,以尽可能检测并追踪到所有可见的颗粒。确保观察到的代表噪声的蓝色十字不超过五个。要自动处理颗粒追踪分析视频,请点击“设置”、“确定”,并将所有处理参数保持在自动设置状态。
数据处理完成后,将数据导出为 CSV 格式的结果文件。此处展示了使用不同纳米颗粒跟踪分析仪器配置获得的第一轮实验室间比对结果。除了第六实验室外,五个捕获重复之间的重复性良好,尽管有几家实验室记录的众数粒径高于预期。
通过所有实验室采用相同的标准操作程序和仪器设置,第三次圆形试验的纳米颗粒追踪分析结果准确性得到提升,各实验室的平均模式为 62.02 ± 1.97 纳米。可通过透射电子显微镜图像计算颗粒的平均直径,该方法作为纳米颗粒追踪分析(NTA)的补充技术,可用于验证颗粒尺寸、形态和长径比。在此分析中,颗粒主要呈球形,平均长径比为 1.1。
使用前必须确保低体积流通池已彻底清洗,样品经过适当稀释、充分加载并正确聚焦,并严格遵循标准操作程序。该方法还可用于其他各类纳米颗粒的表征,包括外泌体和病毒,以支持稳定性研究和质量控制工艺。
本方案概述了一种利用纳米颗粒跟踪分析(Nanoparticle Tracking Analysis, NTA)测量水相介质中金纳米颗粒流体动力学直径的方法。该技术基于布朗运动及斯托克斯-爱因斯坦方程,可实现对颗粒尺寸的精确测定。
可靠的纳米颗粒表征对生物制药研发至关重要&D,其中颗粒尺寸直接影响制剂的稳定性、递送效率和安全性。针对金纳米颗粒的纳米颗粒跟踪分析(NTA)在多个实验室间的比较表明,必须采用标准化操作流程和可重复的分析方法,以确保不同实验场所间数据的完整性。可靠的流体动力学直径测量是纳米颗粒在治疗与诊断应用中实现可预测性能的基础。
基于NTA的流体动力学直径测量贯穿从早期发现到临床前开发的全过程,支持先导化合物的鉴定和制剂优化。