纳米粒子的技巧和窍门

纳米粒子特性表征

几天前，我们举办了一场题为”纳米粒子尺寸表征：使用 Zetasizer Nano 的提示和技巧“的在线讲座。由于时间的限制，很抱歉我没有能够回答大家在演讲结束时提出的所有问题。所以这里是活动的后续信息。

重述这个摘要在活动前发布：纳米粒子是通过其尺寸定义的。在本次演讲中，我们比较了不同的尺寸测量技术，重点是实验提示和技巧，以便从如动态光散射（DLS）等尺寸测量技术中获得最大价值。讨论的一些问题包括：

• 有哪些优势，限制在哪里？
• 您需要强度分布还是数量分布？
• 选择什么样的折射率参数？

在简要讨论了纳米粒子的定义以及电子显微镜（TEM，SEM）和小角X射线散射（SAXS）的概述后，重点讨论了纳米粒子跟踪分析（NTA）与动态光散射（DLS）的比较。核心在于，DLS 提供了出色的集合统计数据，它基于强度测量平均尺寸、平均多分散性指数，并通过数学反演得出适度峰值分辨的分布。而NTA则提供基于数量的高度峰值分辨分布的单颗粒跟踪结合合理的浓度测定。哪种分布更好？这取决于情况，他们都可能是正确的。仅考虑DLS，一个优点是无论材料的折射率如何，强度分布总是正确的（前提是数据质量不错）。这仅在从强度数据导出体积或数量分布时才起作用，但即便如此，对于真正的纳米粒子，这影响也很小。

提示从如何获取 访问 Zetasizer 在线课程的权限到创建自定义工作区。如果您错过了，可以点击这里观看讲座录音。

问：如果我有胶束和脂质体的混合物，使用DLS，哪种测量方法能真实反映尺寸分布？强度、体积或数量？各有什么优缺点？谢谢！
答：如果您有小的胶束和较大的脂质体，那么强度分布将显示脂质体贡献较大（通过散射强度），而数量分布将显示胶束贡献较大（通过数量）。这两个结果都是正确的。数量分布强调具有最多颗粒的物种（通常是较小的颗粒）。强度分布强调对总体结果有最大散射强度的物种（通常是较大的颗粒）。如果您努力做到样品没有大型聚集体，使用强度分布；如果您想查看制备中最小的纳米粒子，请尝试数量分布（前提是DLS结果数据质量良好）。

问：如果没有NTA仪器，使用DLS可以获得关于外泌体的有用信息吗？ 通过峰值强度，我们有较大的囊泡，但通过峰值体积，大多数小于100 nm。似乎峰值强度报告更常见。
答：如果您的样品“足够干净”（即不含大的细胞碎片等），并且有足够的外泌体（具有足够的散射强度），那么DLS可以提供信息。有些文献对此进行了详细研究。是的，通过体积，峰均值往往较小（见博客）-数量可能更小。NTA检测的是数量分布。峰值强度是DLS中最常见的，因为它是与测量最接近的分布（即散射颗粒的强度）。

问：在同一样品上用正向或反向散射时，观察到完全不同的尺寸，可以解释一下吗？
答：对于非常小的纳米粒子，散射轮廓是各向同性的，这意味着在所有方向上散射的光量相同。对于较大的颗粒，散射轮廓会变化，甚至在某些角度显示最大值和最小值（见左侧的照片所示）。一般来说，较大的颗粒在前向角度会散射相对更多的光。如果数据现在在前向和后向角度之间进行比较，则前向角度的数据可能包含来自样品中任何较大颗粒的更多信号。换句话说，通过强度，前向散射中的平均尺寸比后向散射中的平均尺寸要大。假设数据质量良好并且折射率属性已知，则强度结果在转换为体积分布时应该会再次非常接近。因此，是的，预计不同散射角度的强度结果会有所不同。

问：如何测量不知折射率和吸收的材料的尺寸？
答：如果颗粒被认为是纳米颗粒，那么可能根本不会有影响，请参见关于选择折射率的前期讨论。对于较大的颗粒，强度分布仍然是正确的，只有在计算体积或数量分布时，才需要知道折射率。 DLS测量可以在不知材料的折射率和吸收的情况下进行和解释。这与激光衍射不同，后者通常需要这些参数。此外，如果找不到材料属性，您可以联系我们的帮助台，他们可能拥有关于类似样品的先前测量值。

问：温敏聚合物的尺寸测量怎么样？有混合尺寸的聚合物？
答：是的，这在DLS中效果很好。像PNIPAM这样的温敏聚合物已被用于DLS实验。特别是，作为温度函数的尺寸测量可以使用Zetasizer软件自动完成过夜。如果存在不同的尺寸，这些尺寸可能会或可能不会被分辨为单独的峰，如果需要更高的分辨率，可能需要考虑使用凝胶渗透色谱法与光散射结合。