Principio, Optimización y Aplicaciones del Análisis de ......Análisis de Rastreode Nanopartículas (NTA) 24-07-2019. Cindy Fuentes Rosal, Científica de Aplicaciones ... sanguíneo,

© 2019 HORIBA, Ltd. All rights reserved.© 2019 HORIBA, Ltd. All rights reserved.

Principio, Optimización y Aplicaciones del Análisis de Rastreo de Nanopartículas (NTA)

24-07-2019

Cindy Fuentes Rosal, Científica de Aplicaciones

© 2019 HORIBA, Ltd. All rights reserved.

1.Principio de la Técnica de Rastreo de Nanopartículas (NTA)

2. Información que nos proporciona la técnica NTA

3. Limitaciones de la técnica NTA

4. Optimización

5. Aplicaciones más recientes


Análisis de Rastreo de Partículas (NTA)Este análisis monitorea el movimiento Browniano de las partículas

Microscopio + Cámara

Luz esparcida

Fuente de luz laser

Volumen


Información que nos proporciona la técnica NTA

• Medición precisa y reproducible de:

Concentración del número de partículas(partículas /ml)

Determinación de la distribución de tamaño de partículas


Problema

“La poli-dispersidad de la muestra afecta la capacidad de rastrear y, por lo tanto, de analizar fracciones de diferentes tamaños en la distribución del número y tamaño de las partículas. […]

"En una muestra poli-dispersa, las partículas grandes se dispersan mucho más que las partículas pequeñas, lo que dificulta la detección o el rastreo de partículas de tamaño pequeño".

La Organización Internacional de Normalización ISO 19430


Problema

>6 órdenes de magnitud

Partículas de Poliestireno en Agua Láser azul de 445 nm

1.0E-05

1.0E-04

1.0E-03

1.0E-02

1.0E-01

1.0E+00

1.0E+01

1.0E+02

1.0E+03

1.0E+04

10 100 1,000Diámetro [nm]

Secc

ión

efic

azde

dis

pers

ión

[nm

2 ]


MANTA SoluciónRastreo Multiespectral Avanzado de Nanopartículas

(Multispectral Advanced Nanoparticle Tracking Analysis)

Secc

ión

efic

azde

dis

pers

ión

[nm

2 ]

Diámetro [nm]


ViewSizer® 3000

Cubeta con inserto

Patentes 9,541,490 y 10,161,852


Sistema Óptico


*dependiendo del material de la muestra**dependiendo de la dilución de la muestra

Especificaciones del ViewSizer 3000Rango de tamaño de partículas * de 10 nm a 50 µm

Mínimo volumen de muestra 0.4 mL

Concentración de la muestra** de 105 a 1012 partículas/mL

Rango de temperature de la muestra(controlada) 10 °C a 50 °C, ±0.1 °C

Dimensiones 66 largo cm x 55 cm ancho x 35 cm alto

Peso 27 kg

Temperatura 15 °C a 30 °C


Adquisición de Datos


Procesamiento de Datos


Análisis y Visualización de Datos

© 2019 HORIBA, Ltd. All rights reserved.© 2019 HORIBA, Ltd. All rights reserved.

Aplicaciones del Análisis de Rastreo de Nanopartículas (NTA)


Uso y Aplicación de la FluorescenciaSin Fluorescencia Fluorescencia - Verde

Fluorescencia - Azul Fluorescencia - Rojo

Diámetro (nm) Diámetro (nm)

Diámetro (nm)Diámetro (nm)

Dens

idad

de

part

ícul

as (p

art/

mL/

nm)

Dens

idad

de

part

ícul

as (p

art/

mL/

nm)

Dens

idad

de

part

ícul

as (p

art/

mL/

nm)

Dens

idad

de

part

ícul

as (p

art/

mL/

nm)


Fluorescencia

0.0E+00

5.0E+04

1.0E+05

1.5E+05

2.0E+05

2.5E+05

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000

Dens

ity o

f PSD

[cou

nts/

mL/

nm]

Diameter [nm]

Mezcla de tres tipos de carboxilato con fluorescencia (todas con un diámetro nominal de 500 nm, teñidas con Fluoresbrite®)

MANTA mix

impurities?


Vesículas Teñidas con Fluoróforo DilCFluorophore DilC18(3) Ex=520-551 nm, Em=569-620 nm

1,1'-Dioctadecyl-3,3,3',3'-Tetramethylindocarbocyanine-5,5'-Disulfonic Acid

0.00E+00

5.00E+05

1.00E+06

1.50E+06

2.00E+06

2.50E+06

3.00E+06

3.50E+06

0 200 400 600 800 1000De

nsity

of P

SD [c

ount

s/m

L/nm

]Diameter [nm]

MANTAFL


Uso de Filtros

Filtro pasa-alta

de 450 nm

Filtro pasa-alta

de 550 nm

Filtro pasa-alta

de 650 nm

Láser Azul(445 nm)

Láser Verde(520 nm)

Láser Rojo(635 nm)


Proteinas - Cálculo de Viscosidad

Muestra 1 Muestra 2


Cálculo de Viscosidad de Proteinas

𝜂𝜂𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 =𝑑𝑑𝑝𝑝𝑝𝑝 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑑𝑑𝑝𝑝𝑝𝑝 𝑤𝑤𝑤𝑤𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝

∗ 𝜂𝜂𝑤𝑤𝑤𝑤𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝

203 nm PSL in water and proteins

Diameter [nm]

0 500 1000 1500 2000

Den

sity

of P

SD [c

ount

s/m

L/nm

]

0.0

1.0e+5

2.0e+5

3.0e+5

4.0e+5

5.0e+5

6.0e+5

7.0e+5

in waterin protein 1 in protein 2


Proteina – Efecto Agitación

antes después

15 min 1400 rpm


Lisososmas a 60 °C

antes después


Disolución patente 10,012,580


Disolución de Nanopartículas

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0:00:00 1:12:00 2:24:00

#particles

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0:00:00 1:12:00 2:24:00

density

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0 50 100 150 200

intensity3/2

time [min]


Cristalización de Proteinas

Wittbold & Tatarkiewicz, BioProcess International 15(3) (2017)


𝑑𝑑 =18 ∗ 𝑣𝑣 ∗ 𝜂𝜂𝑔𝑔 ∗ 𝜌𝜌 − 𝜌𝜌0

Sedimentación

Composite of 300 frames


Muestras tomadas con resultados esperados

PSL, sílice, acero inoxidable 316L, plata, oro, arcilla, CaO, ZnO, carbono negro, diamantes, agua de mar, agua dulce, agua de lluvia, agua del grifo, acetona, vino, orina, plasma sanguíneo, PBS, leche, amoníaco, combustible A-1 API de moléculas pequeñas, agregados de proteínas, aceite de silicio, cristales de proteínas, liposomas, exosomas, vesículas, micelas, α-lactoalbúmina, ADN enrollado, ARN, virus, bacteriófagos, emulsiones


Beneficios de MANTA (ViewSizer 3000)

1. Visualización y procesamiento de partículas

2. Método absoluto (no requiere calibración)

3. Concentración medida, no estimada


Otros Beneficios del ViewSizer 3000

Tiempo real de agitación

Tiempo real de adición de reactivo

Pruebas múltiples sin cambio de muestra

Principio, Optimización y Aplicaciones del �Análisis de Rastreo de Nanopartículas (NTA)��1.Principio de la Técnica de Rastreo de Nanopartículas (NTA)��2. Información que nos proporciona la técnica NTA��3. Limitaciones de la técnica NTA��4. Optimización��5. Aplicaciones más recientes � �� Análisis de Rastreo de Partículas (NTA) Información que nos proporciona la técnica NTAProblemaProblema MANTA SoluciónSlide Number 8ViewSizer® 3000Sistema ÓpticoEspecificaciones del ViewSizer 3000Adquisición de DatosProcesamiento de Datos Análisis y Visualización de Datos Aplicaciones del �Análisis de Rastreo de Nanopartículas (NTA)��Uso y Aplicación de la FluorescenciaFluorescenciaVesículas Teñidas con Fluoróforo DilCUso de FiltrosProteinas - Cálculo de Viscosidad Cálculo de Viscosidad de ProteinasProteina – Efecto AgitaciónLisososmas a 60 °C Disolución patente 10,012,580 Disolución de Nanopartículas Cristalización de ProteinasSedimentaciónMuestras tomadas con resultados esperadosBeneficios de MANTA (ViewSizer 3000)Otros Beneficios del ViewSizer 3000Slide Number 31

Documents

Principio, Optimización y Aplicaciones del Análisis de ......Análisis de Rastreode Nanopartículas (NTA) 24-07-2019. Cindy Fuentes Rosal, Científica de Aplicaciones ... sanguíneo,