20 октября 2020 г.
Описанный здесь протокол направлен на измерение гидродинамического диаметра сферических наночастиц, в частности наночастиц золота, в aqueous media с помощью анализа слежения за наночастицами (NTA). Последнее включает в себя отслеживание движения частиц из-за броурианского движения и реализацию уравнения Стокса-Эйнштейна для получения гидродинамического диаметра.
Этот протокол использует анализ отслеживания наночастиц для выполнения точных, надежных и воспроизводимых измерений гидродинамических диаметров наноматериалов, представляющих интерес. Метод является быстрым и простым в выполнении, что облегчает измерение гидродинамического сферического эквивалентного диаметра частиц с помощью визуального анализа частиц в режиме реального времени и минимальной подготовки образцов. Перед выполнением измерения отфильтруйте объем сверхчистой воды, который будет использоваться для анализа, через шприцевой фильтр 0,02 микрона.
Соответствующим образом разведите образец в отфильтрованной воде. Для этого 60 нанометров золота коллоидной дисперсии образца, разбавленного в объеме в 50 раз. Подключите прибор NTA, шприцевой насос и компьютер и включите аппаратное и программное обеспечение.
Извлеките лазерный модуль из системы и с помощью салфетки и сжатого воздуха полностью высушите стеклянные поверхности и внутренние каналы LVFC, трубки и порты для жидкости. Поместите LVFC на лазерный модуль, затем закрепите его четырьмя винтами, затягивая их по диагонали. Прикрепите выпускную трубку к порту с правой стороны ячейки.
Вставьте входную трубку в контейнер для отходов и промойте 900 микролитров чистящего раствора так быстро, как позволяет противодавление. Замените шприц, прикрепленный к входной трубке, новым шприцем, содержащим один миллилитр фильтрованной воды, и подсоедините входную трубку к левому отверстию проточной ячейки. Затем медленно введите примерно 500 микролитров жидкости в камеру для образцов, следя за тем, чтобы во время загрузки не появлялись пузырьки воздуха.
Чтобы загрузить лазерный модуль, вставьте заполненный водой LVFC в прибор и зафиксируйте ячейку на месте. Закрепите шприц и подставку шприцевого насоса и нажмите «Запустить камеру» в интерфейсе программного обеспечения для инициализации камеры. На вкладке «Оборудование» нажмите «Разброс», чтобы переместить опорное положение, и установите уровень камеры на 16.
Отрегулируйте фокус вручную, чтобы проверить разбавитель на наличие частиц, и щелкните левой кнопкой мыши и перетащите его в главном окне просмотра, чтобы отрегулировать положение поля зрения для проверки наличия частиц. Чтобы очистить систему, замените шприц на шприц, наполненный только воздухом, и медленно заменяйте воду в камере воздухом. Снимите ячейку с лазерного модуля с прибора и отсоедините куски трубки.
Очистите оптическое стекло лазерного модуля и стеклянные поверхности LVFC водой и высушите салфеткой и сжатым воздухом. После повторной сборки LVFC и лазерного модуля и грунтовки трубки подсоедините шприц, содержащий один миллилитр суспензии наночастиц золота 60 нанометров, к нижнему порту и медленно введите 750 микролитров образца в камеру LVFC. После загрузки лазерного модуля и инициализации камеры нажмите «Рассеивание», чтобы переместить эталонный фокус в положение, подтверждая, что фокус установлен правильно для получения четкого изображения частиц.
Убедитесь, что поле зрения установлено централизованно по отношению к положению лазерного луча, и запустите функцию автоматической настройки для автоматической оптимизации фокусировки и уровня камеры для достижения оптимального качества изображения. Чтобы проанализировать образец, откройте вкладку «Стандартная рабочая процедура стандартного измерения» и настройте прибор на съемку пяти 60-секундных видеороликов при медленном и постоянном потоке. Затем задайте имя файла и местоположение для данных и начните прогон.
Чтобы проанализировать данные, перетащите ползунок на вкладке «Порог обнаружения», чтобы установить порог обнаружения, чтобы было обнаружено и отслежено как можно больше видимых частиц. Следите за тем, чтобы не наблюдалось более пяти синих крестиков, указывающих на шум. Чтобы автоматически обрабатывать видео с анализом трекинга частиц, нажмите Настройки, Окей, и оставьте все параметры обработки на их автоматических настройках.
После завершения обработки данных экспортируйте данные в файл результатов формы CSV. Здесь представлены результаты первого раунда межлабораторных сравнений, полученные с использованием различных конфигураций приборов для анализа слежения за наночастицами. За исключением шестой лаборатории, повторяемость между пятью повторами захвата была хорошей, даже несмотря на то, что в нескольких лабораториях был зафиксирован более высокий, чем ожидалось, размер моды.
Точность анализа отслеживания наночастиц в третьем раунде была повышена за счет того, что все лаборатории внедрили одну и ту же стандартную операционную процедуру и настройки прибора со средним режимом во всех лабораториях 62,02 плюс-минус 1,97 нанометров. Средний диаметр частиц может быть рассчитан с использованием изображений просвечивающей электронной микроскопии в качестве дополнительного метода к NTA для проверки размера, морфологии и соотношения сторон частиц. В этом анализе частицы выглядят в основном сферическими со средним отношением сторон 1,1.
Важно убедиться в том, что проточная ячейка с малым объемом хорошо очищена перед использованием, что образец надлежащим образом разбавлен, хорошо загружен и сфокусирован, а также что соблюдается СОП. Этот метод может быть использован для определения характеристик любых других наночастиц, включая экзосомы и вирусы, для поддержки исследований стабильности и процессов контроля качества.
В данном протоколе описывается метод измерения гидродинамического диаметра наночастиц золота в водных средах с помощью анализа траекторий наночастиц (NTA). Этот метод основан на использовании броуновского движения и уравнения Стокса-Эйнштейна для точного определения размера.
Надежная характеристика наночастиц имеет решающее значение для биофармацевтических исследований и разработок&D, где размер частиц напрямую влияет на стабильность состава, эффективность доставки и профили безопасности. Данное межлабораторное сравнение метода анализа траекторий наночастиц (NTA) для золотых наночастиц демонстрирует необходимость стандартизированных протоколов и воспроизводимой аналитики для обеспечения целостности данных в разных центрах. Надежное измерение гидродинамического диаметра лежит в основе прогностической уверенности в терапии и диагностике на основе наночастиц.
Измерение гидродинамического диаметра на основе NTA применяется на всех этапах — от раннего поиска до доклинических исследований, обеспечивая идентификацию перспективных соединений-лидеров и оптимизацию состава формуляций.