qNano新型外泌体粒径分析仪

qNano是新西兰Izon Science公司采用可调电阻脉冲感应（TRPS）技术为核心进行研发的纳米粒子分析设备，是在目前外泌体粒子表征鉴定和测量的精确度和速度均具备优势的测量设备，qNano已经广泛应用于纳米医学和细胞外囊泡（外泌体）研究的领域中。
 

粒径分析平台比较

外泌体粒径分析和粒子技术有四种常用技术平台：DLS、TRPS、NTA和 DCS，将人工混合的三个不同大小的标准颗粒后用不同仪器平台测定的标准颗粒大小分布，仅有qNano采用的TRPS技术，能在短时间内提供单粒子式的JZ分析。同时，测定不同峰值的颗粒浓度这一技术也仅有TRPS能够实现（见图1）。
 

图1 粒径测定平台比较

TRPS技术原理

TRPS设计原理为库尔特原理，实验过程是将待测外泌体悬浮在电解液中，随其通过特定孔径的纳米孔芯片（见图2），外泌体通过纳米孔的一瞬间会占用相同体积电解液的位置，在孔内外两电极间的电阻（恒电流设计的电路）会发生瞬时变化，产生电位脉冲。脉冲信号的强度和次数与通过纳米孔的外泌体颗粒大小及数目成一定比例，直接将脉冲信号进行转换，即可获得检测样品中外泌体的粒径和粒子数信息。同时，qNano还配备有已知尺寸和浓度的校准颗粒来同步检测，作为基线数据，实现测量数据的定量校准。
 

图2 qNano纳米孔&脉冲信号示图
 

qNano的排他性优势

1. 摆脱常规的布朗运动原理，测量速度快；

2. 精确检测每个外泌体粒径，而非理论推算；

3. 可呈现各粒径范围的粒子数，而非平均加和；

4. 可同时测量外泌体的Zeta电位，一机多用；

5. 样品用量少，测试流程简单；

6. 友好、方便的分析控制系统与数据分析软件；

7. 耐用，尺寸小，便携带，低维护成本。

qNano技术参数

检测的粒度范围：40nm-10μm

尺寸测定精度：1nm

浓度范围：10⁵ -10¹³个/mL

样本量：40μL

TRPS粒径测定技术分析

单一颗粒测量具有高精度和可重复性，可用于测量：

1. 不同样品中的外泌体表征分析

TRPS 现可用于测定纳米颗粒和不同来源的细胞囊泡（外泌体）的真实尺寸分布（见图3），可以逐个测量外泌体粒径的方法。

下图中的纵轴代表不同尺寸范围内颗粒的个数浓度：
 

图3 不同来源样本的粒径分布测定

2. 特定尺寸范围内的颗粒浓度

TRPS技术能获得准确的浓度信息，颗粒速度与浓度成正比关系，与颗粒组成无关。因此，一定尺寸范围内的颗粒浓度（Cmin-Cmax）可通过已知浓度的标准曲线计算得到（见图4）。
 

图4 已知浓度的标准曲线
 

3. 逐个颗粒的颗粒表面电荷测定

TRPS 技术通过分析单个颗粒在不同驱动力下电阻式脉冲的持续时间，跟已知尺寸、表面电荷和个数浓度的标准样品比较，来逐个测定颗粒的表面电荷。（每个脉冲的宽度与颗粒穿过锥形孔有关，通过分析脉冲宽度，可以获得每个颗粒的速度。通过测定颗粒速度，可以获得每个颗粒的电泳淌度，意味着可以同时获得颗粒的尺寸和电荷信息，有助于我们探究纳米颗粒的表面功能。）
 

图5 来源于不同脑脊液EVs的颗粒尺寸和带电情况

qNano应用领域

• 血液学研究：如外泌体及颗粒分析，血小板等

• 药物研究：如脂质体，聚合体等

• 病毒学研究和疫苗生产 

相关文献

 
1. Maas SL,et al. Tunable Resistive Pulse Sensing for the Characterization of Extracellular Vesicles.Methods Mol Biol. 2017; 1545: 21-33.

2. Kozak D, et al. Simultaneous Size and ζ-Potential Measurements of Individual Nanoparticles in Dispersion Using Size-Tunable Pore Sensors. ACS Nano. 2012 Aug 28; 6(8): 6990-7.

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