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    qNano新型外泌体粒径分析仪

    qNano研究介绍


           qNano是由新西兰IZON公司研发的以可调电阻脉冲感应(TRPS)技术为核心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独特优势的测量设备,已经广泛应用于纳米医学和外泌体的研究领域。单一颗粒测量具有最高精度和可重复性,可用于测量尺寸及真实粒径的分布、特定尺寸范围内的颗粒浓度和颗粒表面电荷的测定。

    TRPS技术原理


            Tunable Resistive Pulse Sensing (TRPS)技术是纳米粒子研究、发展和质控重要的工具。当充满电解液的纳米孔上下两边施加一定的电压时,纳米孔内会产生离子电流。当颗粒通过纳米孔会取代一定的电解液增加电阻,继而产生电阻脉冲信号。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。


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            电解质流体池中纳米孔的阻抗每秒采样50,000次。通过施加压力和电压的组合驱动样品颗粒通过纳米孔,并且每个颗粒引起由应用软件检测和测量的电阻脉冲或“阻塞”信号。

    •   阻塞幅度与每个粒子的体积成正比

    •   阻塞持续时间随粒子的速度变化,可用于计算每个粒子的表面电荷

    •   阻塞频率用于确定颗粒浓度



    TRPS技术应用   


      1. 尺寸测定

            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1),可以逐个测量外泌体粒径。下图中的纵轴代表不同尺寸范围内颗粒的个数浓度:

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                                                              图1 不同来源样本的粒径分布测定

            2. 浓度测定

            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2)。
                  

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                                                                              图2 已知浓度的标准曲线

                                                                                                                                                                                 

            3、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。

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                                                   图3 来源于不同脑脊液EVs的颗粒尺寸和带电情况

    qNano排他性优势

    1. 精确——快速、准确检测每一个外泌体粒径,可呈现各粒径范围的粒子数,而非平均加和

    2. 全面——用于测量和分析纳米和微米尺寸的颗粒,提供全面的分析数据以及丰富的图型和报告功能

    3. 实用——同时测量外泌体的Zeta电位,实现一机多用

    4. 简单——所需样品体积少(30μl),样品制备简单,不需要昂贵的试剂耗材

    5. 耐用——硬件结构耐用,简单,不需复杂维护。和其他一系统相比,qNano明显减少停机或维护的时间

    6. 便携——体积小,占用很少的工作空间,在实验室可以轻松移动


    qNano技术参数

          
         1、检测的粒度范围:40nm-10μm

         2、尺寸测定精度:1nm

         3、浓度范围:105 -1013个/mL

         4、样本量:40μL



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    qNano应用领域


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    案例解析


    文献1  qNano在血液学研究中的应用 

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            该文献通过使用可调电阻脉冲传感(TRPS)技术来对几种DNA适体与其靶标凝血酶之间的相互作用进行实时监测以及测量凝血酶蛋白与适体序列的结合率。

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            在与凝血酶蛋白一起孵育之前,我们将适体固定在超顺磁珠的表面上。与适体结合的蛋白质引起构象变化,导致聚阴离子主链的屏蔽;这是通过穿过孔的颗粒的易位时间和脉冲频率的变化来监测的。该信号足够灵敏,可以将凝血酶的无标签检测降至纳摩尔水平。

    文献2  qNano在病毒研究中的应用

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            该文献提出了通过“尺寸可调”聚氨酯电阻脉冲传感器来定量测量纳米和微粒的尺寸。通过计算粒径、变异系数以及透射电子显微镜和动态光散射结果显示,电阻脉冲传感是一种适用于可重复,高通量单粒度测量的方法。

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            实验结果表明,测量的电阻脉冲数据与Mullins效应一致,能够在一系列膜片段上进行可重复的测量。因此,这种纳米粒径传感器可以有效用于确定腺病毒大小。

    相关文献


    1。 Maas SL,et al。 Methods Mol Biol. 2017; 1545: 21-33.

    2. Kozak D, et al. ACS Nano. 2012 Aug 28; 6(8): 6990-7.
    3. Anderson W,  et al. . J Colloid Interface Sci. 2013 Sep 1;405:322-30.

    4. Vogel R, et al. J Extracell Vesicles. 2016 Sep 27;5:31242.