Настраиваемое резистивное импульсное зондирование

Настраиваемое резистивное импульсное зондирование ( TRPS ) — это метод измерения отдельных частиц, используемый для измерения размера, концентрации и дзета-потенциала частиц при их прохождении через нанопору с настраиваемым размером . [1] [2]

Методика использует принцип резистивного импульсного зондирования , который отслеживает ток, протекающий через отверстие, в сочетании с использованием технологии настраиваемых нанопор, что позволяет регулировать прохождение ионного тока и частиц путем регулировки размера пор. [3] [4] Добавление настраиваемых нанопор позволяет измерять более широкий диапазон размеров частиц и повышает точность. [3] [4]

Настраиваемое резистивное импульсное зондирование (TRPS). Частицы, пересекающие поры, обнаруживаются как кратковременное изменение в ионном токе, которое обозначается как событие блокады, а его амплитуда обозначается как величина блокады.

Техника

Образец полидисперсной частицы, проходящий через настраиваемую нанопору. Размер отверстия изменяется путем увеличения или уменьшения растяжения, приложенного к нанопоре.

Частицы, пересекающие нанопору, обнаруживаются по одной за раз как кратковременное изменение в ионном токе, которое обозначается как событие блокады, а его амплитуда обозначается как величина блокады. Поскольку величина блокады пропорциональна размеру частицы, точный размер частицы может быть достигнут после калибровки с известным стандартом. Этот стандарт состоит из частиц известного размера и концентрации. Для TRPS часто используются 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 нанопоры в соответствии с размером частицы и повысить точность измерений.  

Регулировка растяжения нанопор в сочетании с точным контролем давления и напряжения позволяет TRPS определять концентрацию образца [8] и точно выводить дзета-потенциал отдельных частиц [9] в дополнение к информации о размере частиц.

Приложения

TRPS был разработан Izon Science Limited , производителем коммерчески доступных систем характеристики 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 биологических и синтетических типов частиц, включая вирусы и наночастицы. TRPS применялся как в академических, так и в промышленных исследовательских областях, включая:

Ссылки

  1. ^ Sowerby SJ, Broom MF, Petersen GB (апрель 2007 г.). «Динамически изменяемые апертуры нанометрового масштаба для молекулярного зондирования». Датчики и приводы B: Химия . 123 (1): 325–330 . Bibcode : 2007SeAcB.123..325S. doi : 10.1016/j.snb.2006.08.031.
  2. ^ Vogel R, Willmott G, Kozak D, Roberts GS, Anderson W, Groenewegen L, Glossop B, Barnett A, Turner A, Trau M (май 2011). «Количественное определение размеров нано-/микрочастиц с помощью настраиваемого эластомерного датчика пор». Аналитическая химия . 83 (9): 3499– 506. doi :10.1021/ac200195n. PMID  21434639.
  3. ^ ab Roberts GS, Kozak D, Anderson W, Broom MF, Vogel R, Trau M (декабрь 2010 г.). «Настраиваемые нано/микропоры для обнаружения и дискриминации частиц: сканирующая ионная окклюзионная спектроскопия». Small . 6 (23). Weinheim an Der Bergstrasse, Германия: 2653– 8. doi :10.1002/smll.201001129. PMID  20979105.
  4. ^ ab Willmott GR, Vogel R, Yu SS, Groenewegen LG, Roberts GS, Kozak D, Anderson W, Trau M (ноябрь 2010 г.). "Использование настраиваемых скоростей блокады нанопор для исследования коллоидных дисперсий". Journal of Physics: Condensed Matter . 22 (45): 454116. arXiv : 1005.4255 . Bibcode :2010JPCM...22S4116W. doi :10.1088/0953-8984/22/45/454116. PMID  21339603. S2CID  11162451.
  5. ^ abc Vogel R, Pal AK, Jambhrunkar S, Patel P, Thakur SS, Reátegui E и др. (декабрь 2017 г.). "Характеристика дзета-потенциала одиночных частиц высокого разрешения биологических наночастиц с использованием настраиваемого резистивного импульсного зондирования". Scientific Reports . 7 (1): 17479. Bibcode :2017NatSR...717479V. doi :10.1038/s41598-017-14981-x. PMC 5727177 . PMID  29234015. 
  6. ^ Vogel R, Savage J, Muzard J, Camera GD, Vella G, Law A и др. (январь 2021 г.). «Измерение концентрации частиц в мультимодальных синтетических эталонных материалах и внеклеточных везикулах с помощью ортогональных методов: кто справится с этой задачей?». Журнал внеклеточных везикул . 10 (3): e12052. doi :10.1002/jev2.12052. PMC 7804049. PMID 33473263  . 
  7. ^ ab Vogel R, Coumans FA, Maltesen RG, Böing AN, Bonnington KE, Broekman ML и др. (январь 2016 г.). «Стандартизированный метод определения концентрации внеклеточных везикул с использованием настраиваемого резистивного импульсного зондирования». Journal of Extracellular Vesicles . 5 (1): 31242. doi :10.3402/jev.v5.31242. PMC 5040823 . PMID  27680301. 
  8. ^ Willmott GR, Samuel SC, Vogel R (февраль 2010 г.). Зависимость переноса частиц через нанопоры изменяемого размера от давления . Международная конференция по нанонауке и нанотехнологиям 2010 г. IEEE. стр.  128–131 . doi :10.1109/ICONN.2010.6045207.
  9. ^ Vogel R, Anderson W, Eldridge J, Glossop B, Willmott G (апрель 2012 г.). «Метод переменного давления для характеристики поверхностного заряда наночастиц с использованием датчиков пор». Аналитическая химия . 84 (7): 3125– 31. doi :10.1021/ac2030915. PMID  22369672.
  10. ^ "IZON запускает первую в мире коммерческую платформу нанопор". PRLog . 23 июня 2009 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Настраиваемое_резистивное_импульсное_измерение&oldid=1252647695"