估算纳米粒子的浓度

新款 Zetasizer Advance Ultra(红色)具有浓度功能,可方便地确定粒子浓度,例如用于AAV衣壳滴度。技术说明“在Zetasizer Ultra上测量粒子浓度——它是如何工作的”解释了其中的数学原理。
虽然经典的Zetasizer Nano没有集成此功能,但有一种方法可以采用类似的粒子浓度估算。经典的浓度和散射计算器可以预测具有特定特征(如尺寸、折射率、浓度)的样品所散射的光量。然后我们也可以反过来使用测量的光量来估算浓度。以下是一个示例的步骤。
1 – 获取样品的良好DLS测量
Zetasizer Advance利用独特的MADLS概念来获得非常好的尺寸分布。在经典的Zetasizer中,我们只能关注数据质量:您可以在强度PSD中观察到其结果质量为“好”的情况,其中“好”是绿色的。如果需要更多细节,您也可以查看专门的尺寸质量报告。

如何获得良好的数据质量取决于样品。有些样品可能不适合DLS,这些样品则肯定不适合使用此方法进行浓度估算。
2 – 记录该样品的尺寸和强度
在此示例中,我们将采用直径63.13 d.nm,即半径31.57 r.nm。此样品的衍生计数率为41438.3 kcps。这是标准化的散射强度,考虑到应用衰减器的效果。它是一个方便的数字,用来表示在不应用衰减的情况下可能获得的理论计数率。可以在博客中找到关于它的具体含义以及如何显示此参数的更多细节。
3 – 将这些值输入到浓度实用程序计算器中
您可以在“工具 – 计算器”下找到浓度实用程序计算器。将最终体积设置为10,仪器设置为Zetasizer S,衰减器设置为11。现在输入半径[31.57]以及样品中材料的折射率,在此示例中为聚苯乙烯1.59和虚拟或吸收0.01。对于其他材料,选择您样品的适当折射率。(请注意,这对粒子浓度的结果有重大影响,您可以通过修改折射率并检查结果来测试效果。)

4 – 通过反复试验估算浓度
您现在可以修改初始浓度,直到预期的衍生计数与观察到的衍生计数率41438.3尽可能接近。经过几次手动输入(每次试验后按返回键)后,我们发现0.007717非常接近预期的衍生计数率。是的,这很繁琐,所以新一代设备大大简化了这一过程——无需额外的工作。

5 – 从计算器中读取颗粒浓度 [#/mL]
结果在右上角显示。我们的示例中为5.9*10^8颗粒每微升,相当于5.9*10^11颗粒每毫升或5.9 E11颗粒/mL。
此工具的局限性
计算器基于平均Zetasizer Nano,您的仪器可能略微灵敏或不如平均值,这将导致估算的不确定性增加。对于附加峰,每个峰的%强度必须应用。如强度的16%归属于峰1,那么0.16倍该样品的衍生计数率必须分配给该贡献。该数值导致对峰1的粒子浓度估算。
仅重申一下,最新一代的设备在软件中集成了粒子浓度功能。通过增加分辨率的尺寸分布优势,它可以在经典系统无法获得结果的样品中提供结果。而且您无需手动试验值以找到估算结果。
Ultra的粒子浓度功能还能做什么?
在上文讨论了Nano后,让我们来看看Zetasizer Ultra(红色)有什么不同。在这里,软件集成了所有中间步骤,因此不需要复杂的反复试验。此外,还有四个额外的优点:
- MADLS的更高分辨率尺寸分布提供了更精确的尺寸,因此更接近浓度估算
- 当存在多个峰时的浓度按峰计算
- 显示与大小相对应的累积浓度分布
- 方法包括参照甲苯标准
MADLS结合了多个角度的信息,以实现更高分辨率的尺寸分布。改进后的尺寸可以提升到浓度估算的数学转换效果。实际上,当有例如3个峰存在时,软件可以在一次测量中提供每个峰的颗粒浓度。

此外,可以选择完整的累积浓度分布进行显示,并且易于导出。这里展示了一个双峰情况下的累积颗粒浓度示例:

您可以目视分辨样品中到达哪个尺寸的颗粒数量。这种可能性的一部分原因是,Zetasizer Ultra(红色)中的方法涉及对每台特定仪器(而非普通的、典型的、平均的Zetasizer Nano计算器)使用通用光散射标准甲苯进行“校准”。相当聪明。
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