Exoid測量納米顆粒的應(yīng)用環(huán)境四則詳解

        Exoid是Izon Science新一代的納米顆粒測量設(shè)備。它使用可調(diào)諧電阻脈沖傳感技術(shù)(TRPS)來測量電解質(zhì)溶液中納米顆粒的濃度、粒徑和zeta電位。這些納米顆�？梢允菑幕颊哐獫{中分離出的細(xì)胞外囊泡(EVs)，也可以是裝載疫苗的脂質(zhì)納米顆粒 [1]。Exoid的測量范圍廣泛，因此甚至可以使用Exoid測量細(xì)菌。

        但是TRPS是如何工作的呢? 請觀看下面的視頻，了解TRPS和Exoid的運(yùn)行原理：

1:3現(xiàn)在知道它是如何工作的，但你可能想知道為什么要選擇Exoid而不是其他顆粒測量技術(shù)。答案很簡單，TRPS具有它的巨大優(yōu)勢。在這篇文章中，我們將用證據(jù)解釋為什么TRPS和Exoid勝出。原因1: Exoid的精確度高        很明顯，準(zhǔn)確性很重要。Exoid在準(zhǔn)確性方面表現(xiàn)出色。        在確定顆粒粒徑方面，TRPS比納米顆粒跟蹤分析(NTA)和多角度動態(tài)光散射(MADLS)更有優(yōu)勢。請看圖1A，我們使用這三種技術(shù)上測量了四模態(tài)樣本。        TRPS甚至不費(fèi)力氣就確定了四個不同平均粒徑的群體。        NTA完全漏掉了一個，并且圖中其他幾個群體擠在了一起。NTA似乎無法識別改樣品中的最大顆粒，這并非巧合。研究人員比較了NTA和TRPS，發(fā)現(xiàn)NTA對大于150 nm的粒子有偏倚，而TRPS很容易檢測到這些顆粒(圖1B)。        然后是MADLS，你可以在圖1A中看到，它只是粗略測得了一個平均粒徑群體不是詳細(xì)得四個顆粒群體的分布。對于MADLS你只會有一個模糊的概念，對樣品中顆粒的粒徑的大概估計(jì)。        這些模糊和不準(zhǔn)確的測量不足以對樣本進(jìn)行表征。在脂質(zhì)納米顆粒樣本中，很容易因?yàn)闈撛诘奈ｋU顆粒聚集而錯過大小的差異。或者漏掉腸道病毒樣本中的全部囊泡。由于不準(zhǔn)確而失去的發(fā)現(xiàn)可能是巨大的。如果你一直使用那些不準(zhǔn)確的技術(shù)，你永遠(yuǎn)都不會知道。 
圖1所示。TRPS是一種高度準(zhǔn)確的方法。(A) TRPS, NTA和MALDS在確定四峰樣品中的粒徑時的比較。(B) NTA與TRPS對較大顆粒的偏倚比較。
 

原因2: Exoid是單個顆粒逐個實(shí)時測量

        Exoid最令人印象深刻的，也是未被充分利用的特征之一，是它能夠分析和提供單個顆粒的詳細(xì)信息。

        同時，MADLS并不能準(zhǔn)確測量單個顆粒，而NTA只能測量粒徑。能夠在單個顆粒的基礎(chǔ)上檢測粒徑和zeta電位的能力，使Exoid脫穎而出。節(jié)省時間，金錢和樣品量。

        為什么需要滿足于多個(不夠準(zhǔn)確)設(shè)備呢？單個Exoid可以做到粒徑，濃度和Zeta電位的準(zhǔn)確測量。

        在圖2中，這些數(shù)據(jù)展示了在采用大小和濃度測量模式時，根據(jù)顆粒大小和顆粒造成電阻持續(xù)時間顯示多模態(tài)的顆粒群體(圖2A)，或者在大小和zeta電位測量模式時，根據(jù)顆粒大小和顆粒zeta電位顯示多模態(tài)的顆粒群體(圖2B)。在這里，我們展示了來自兩組不同研究人員的數(shù)據(jù)，他們使用大小和濃度數(shù)據(jù)(圖2C) [3]或大小和zeta電位數(shù)據(jù)(圖2D) [4] 來監(jiān)測裝載貨物的納米顆粒。

        在單個顆粒水平上高精度地監(jiān)測納米貨物裝載或顆粒聚集，這在納米醫(yī)學(xué)中是非常寶貴的。EV樣本中的單個顆粒表征同樣重要，一些不同的亞群可以以無標(biāo)記的方式顯示。

        此外，Exoid生成數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出，在統(tǒng)計(jì)上比較整個樣本或樣本內(nèi)的亞群的大小和zeta電位分布。我們導(dǎo)出了圖2A中的數(shù)據(jù)，并為每個粒子亞群創(chuàng)建了顆粒電阻持續(xù)時間的箱圖，發(fā)現(xiàn)最大粒徑亞群的電阻持續(xù)時間存在差異。我們也可以對zeta電位的數(shù)據(jù)這樣做，以確定不同的亞群(根據(jù)大小)是否具有不同的zeta電位。

圖2。用TRPS進(jìn)行單個顆粒的分析。(A)在大小和濃度測量的三峰樣本中顯示三個不同顆粒群體的數(shù)據(jù)。在分析后，對不同群體數(shù)據(jù)人工著色，但由于它們是同一樣本的一部分，在“Izon數(shù)據(jù)套件”中它們將顯示為同一種顏色。(B)來自大小和zeta電位測量的數(shù)據(jù)，顯示了三峰樣本中的不同顆粒群體。和A一樣，不同群體被人工著色。A和B使用了不同的樣品。(C)顯示納米顆粒和滾動循環(huán)擴(kuò)增產(chǎn)物的數(shù)據(jù)，改編自 [3]。(D)數(shù)據(jù)顯示顆�？蛰d或裝載DNA，改編自 [4]。
 

原因三: 可以實(shí)時分析樣品池內(nèi)顆粒的變化

        TRPS的最大優(yōu)勢之一，更重要的是，Exoid的樣品池的設(shè)計(jì)方式。樣本不是在封閉的注射器或管道中，而是在一個可訪問的樣品池中。如圖3A所示，將樣品添加到樣品池后，可以隨時訪問 (當(dāng)Exoid頂部的蓋子被打開時)。這意味著可以將其他樣品直接加入樣品池中，觀測反應(yīng)變化：

        研究人員使用這種技術(shù)來監(jiān)測將DNA加載到磁性納米顆粒上(圖3B)，結(jié)果顯示，當(dāng)DNA加載到顆粒上時，顆粒的zeta電位下降。這不僅可以可視化粒徑或zeta電位的變化，還可以分析裝載效率和裝載時間。

原因4: 正如TRPS中Tunable的含義，它是可調(diào)的

        在選擇技術(shù)和設(shè)備時，TRPS的可調(diào)諧性，往往被遺忘。

        納米孔本身的大小從NP100(測量50 nm到330 nm的顆粒)到NP4000(測量1.99 µm到11.3 µm的顆粒)不等。這意味著你的Exoid可以測量很大范圍的顆粒大小，從較小粒徑的EV和脂質(zhì)納米顆粒，一直到較大粒徑的細(xì)菌，甚至是一些完整的細(xì)胞。這使得我們的納米孔特別適合于多分散樣品的測量，例如不同EV亞型的混合物和可能發(fā)生顆粒聚集的納米顆粒配方。

        然后TRPS中的T實(shí)際上是指額外的可調(diào)性。將納米孔拉伸到不同的孔徑寬度，可以在不需要切換納米孔的情況下對測量范圍內(nèi)不同大小的顆粒進(jìn)行最佳測量。當(dāng)你不知道你的顆粒的大小時，這是特別重要的。只要你認(rèn)為它們在你所使用的納米孔的上限和下限內(nèi)，你就可以嘗試進(jìn)行測量并找出答案。

參考文獻(xiàn)

1. Idris, A. et al. A SARS-CoV-2 targeted siRNA-nanoparticle therapy for COVID-19. Molecular Therapy 29, 2219-2226 (2021). 

2. Akers, J. C. et al. Comparative Analysis of Technologies for Quantifying Extracellular Vesicles (EVs) in Clinical Cerebrospinal Fluids (CSF). Plos One 11 (2016). 

3. Kuhnemund, M. & Nilsson, M. Digital quantification of rolling circle amplified single DNA molecules in a resistive pulse sensing nanopore. Biosensors & Bioelectronics 67, 11-17 (2015). 

4. Vogel, R. et al. High-Resolution Single Particle Zeta Potential Characterisation of Biological Nanoparticles using Tunable Resistive Pulse Sensing. Scientific Reports 7 (2017).

轉(zhuǎn)載自：Izon Science

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