Настраиваемое резистивное импульсное считывание
Настраиваемое резистивное импульсное зондирование ( TRPS ) — это одночастичный метод, используемый для измерения размера, концентрации и дзета-потенциала частиц, когда они проходят через нанопоры с регулируемым размером . [1] [2]
Этот метод адаптирует принцип резистивного импульсного измерения , который контролирует ток через апертуру, в сочетании с использованием технологии настраиваемых нанопор, что позволяет регулировать прохождение ионного тока и частиц путем регулирования размера пор. [3] [4] Добавление настраиваемых нанопор позволяет измерять более широкий диапазон размеров частиц и повышает точность. [3] [4]
Техника
[ редактировать ]
Частицы, пересекающие нанопору, обнаруживаются по одной как кратковременное изменение потока ионного тока, которое обозначается как событие блокады, а его амплитуда обозначается как величина блокады. Поскольку величина блокады пропорциональна размеру частиц, точный размер частиц может быть достигнут после калибровки по известному стандарту. Этот стандарт состоит из частиц известного размера и концентрации. Для TRPS часто используют частицы карбоксилированного полистирола. [5]
Обнаружение на основе нанопор позволяет проводить почастичную оценку сложных смесей. [5] [6] [7] Выбрав нанопору соответствующего размера и отрегулировав ее растяжение, можно оптимизировать размер нанопор в соответствии с размером частиц и повысить точность измерений.
Регулировка растяжения нанопор в сочетании с точным контролем давления и напряжения позволяет TRPS определять концентрацию образца. [8] и точно определить дзета-потенциал отдельных частиц [9] в дополнение к информации о размере частиц.
Приложения
[ редактировать ]TRPS был разработан компанией Izon Science Limited , производителем коммерчески доступных систем определения характеристик частиц на основе нанопор. [10] Izon Science Limited в настоящее время продает одно устройство TRPS, известное как «Exoid». Предыдущие устройства включают «qNano», «qNano Gold» и «qViron». Эти системы применялись для измерения широкого спектра типов биологических и синтетических частиц, включая вирусы и наночастицы. TRPS применяется как в академических, так и в промышленных исследовательских областях, в том числе:
- Исследования доставки лекарств (например, липидных наночастиц и липосом ) [5]
- Внеклеточные везикулы, такие как экзосомы [7]
- Вирусология и вакцин производство
- Биомедицинская диагностика
- Микрофлюидика
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сауэрби С.Дж., Брум М.Ф., Петерсен ГБ (апрель 2007 г.). «Апертуры нанометрового размера с динамическим изменением размера для молекулярного зондирования». Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 123 (1): 325–330. дои : 10.1016/j.snb.2006.08.031 .
- ^ Фогель Р., Уиллмотт Г., Козак Д., Робертс Г.С., Андерсон В., Гроневеген Л., Глоссоп Б., Барнетт А., Тернер А., Трау М. (май 2011 г.). «Количественное определение размеров нано/микрочастиц с помощью настраиваемого эластомерного датчика пор». Аналитическая химия . 83 (9): 3499–506. дои : 10.1021/ac200195n . ПМИД 21434639 .
- ^ Перейти обратно: а б Робертс Г.С., Козак Д., Андерсон В., Брум М.Ф., Фогель Р., Трау М. (декабрь 2010 г.). «Настраиваемые нано/микропоры для обнаружения и распознавания частиц: сканирующая ионно-окклюзионная спектроскопия». Маленький . 6 (23). Вайнхайм-ан-дер-Бергштрассе, Германия: 2653–8. дои : 10.1002/smll.201001129 . ПМИД 20979105 .
- ^ Перейти обратно: а б Уиллмотт Г.Р., Фогель Р., Ю.С., Гроневеген Л.Г., Робертс Г.С., Козак Д., Андерсон В., Трау М. (ноябрь 2010 г.). «Использование настраиваемой скорости блокады нанопор для исследования коллоидных дисперсий». Физический журнал: конденсированное вещество . 22 (45): 454116. arXiv : 1005.4255 . Бибкод : 2010JPCM...22S4116W . дои : 10.1088/0953-8984/22/45/454116 . ПМИД 21339603 . S2CID 11162451 .
- ^ Перейти обратно: а б с Фогель Р., Пал А.К., Джамбхрункар С., Патель П., Тхакур С.С., Реатеги Э. и др. (декабрь 2017 г.). «Определение дзета-потенциала одной частицы с высоким разрешением для биологических наночастиц с использованием настраиваемого резистивного импульсного зондирования» . Научные отчеты . 7 (1): 17479. Бибкод : 2017НатСР...717479В . дои : 10.1038/s41598-017-14981-x . ПМК 5727177 . ПМИД 29234015 .
- ^ Фогель Р., Сэвидж Дж., Музард Дж., Камера Г.Д., Велла Дж., Лоу А. и др. (январь 2021 г.). «Измерение концентрации частиц мультимодальных синтетических эталонных материалов и внеклеточных везикул с помощью ортогональных методов: кто справится с этой задачей?» . Журнал внеклеточных везикул . 10 (3): e12052. дои : 10.1002/jev2.12052 . ПМК 7804049 . ПМИД 33473263 .
- ^ Перейти обратно: а б Фогель Р., Куманс Ф.А., Мальтесен Р.Г., Бёинг А.Н., Боннингтон К.Е., Брукман М.Л. и др. (январь 2016 г.). «Стандартизированный метод определения концентрации внеклеточных везикул с использованием настраиваемого резистивного импульсного зондирования» . Журнал внеклеточных везикул . 5 (1): 31242. doi : 10.3402/jev.v5.31242 . ПМК 5040823 . ПМИД 27680301 .
- ^ Уиллмотт Г.Р., Сэмюэл С.С., Фогель Р. (февраль 2010 г.). Зависимость транспорта частиц через нанопоры изменяемого размера от давления . 2010 Международная конференция по нанонауке и нанотехнологиям. IEEE. стр. 128–131. дои : 10.1109/ICONN.2010.6045207 .
- ^ Фогель Р., Андерсон В., Элдридж Дж., Глоссоп Б., Уиллмотт Дж. (апрель 2012 г.). «Метод переменного давления для определения поверхностного заряда наночастиц с использованием датчиков пор». Аналитическая химия . 84 (7): 3125–31. дои : 10.1021/ac2030915 . ПМИД 22369672 .
- ^ «IZON запускает первую в мире коммерческую платформу нанопор» . ПРЛог . 23 июня 2009 г.