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입자 표징 방법을 밝히는 LOD: 어떻게 정확한 검사 방법을 선택합니까?
날짜:2024-09-26읽기 :0
한계(LOD, Limit of Detection)분석방법이 믿음직하게 검출할수 있는 최소물질의 농도나 수량을 가리키는데 이는 방법의 민감도를 대표한다.약물 배달 및나노 약물 적재 시스템정확한 보고 LOD는 검측 방법의 정확성과 중복성을 확정하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라 저농도 입자의 검측, 감독관리 합규성 (약품 신고 또는 품질 통제를 진행할 때 FDA, EMA 등 감독기관이 일반적으로 입자 표징 방법을 상세히 보고하도록 요구하는 LOD), 방법 검증 및 과학 연구 성과의 신뢰성에 관계된다.그렇다면 시장의 각종 입자 표징 방법이나 기기는 정확한 LOD를 제공할 수 있을까?그것들의 검측 원리와 한계는 무엇입니까?다음으로, 편집장과 함께 깊이 토론합시다!
나노입자추적분석(NTA)은 전통적인 의미의 LOD를 제공할 수 없다
나노입자 추적 분석(NTA, Nanoparticle Tracking Analysis) 단일 나노 입자를 추적하여 분석하는브라운 운동입경과 농도를 측정하는 기술.NTA는 나노 입자의 입경 분포 및 농도 정보를 제공 할 수 있지만 다음과 같은 이유로 전통적인 의미의 LOD를 제공 할 수 없습니다.
NTA는 빛의 산란에 의존하여 입자를 검사하는데, 입자에 따라 산란 강도의 차이가 비교적 크다. 특히 샘플에 다분산성이 존재할 때 큰 입자의 산란 광의 강도는 종종 작은 입자의 신호를 가려 입자의 지름이 크고 농도가 낮다.따라서 입자 지름에 따라 입자가 다른 신호 강도를 생성하여 통일된 LOD를 정의하는 것을 어렵게 할 수 있습니다.
2. 과립농도의 영향：
NTA의 검사 범위는 입자 농도에 의해 제한됩니다.농도가 너무 높으면 크기 입자 간의 상호 간섭으로 분석이 정확하지 않을 수 있습니다.농도가 너무 낮을 때 충분한 양의 입자가 검출되지 않는 것도 샘플링 오차와 무작위 오차를 초래할 수 있습니다(.따라서 모든 샘플에 적용되는 저농도 검출 한도를 정하기 어렵습니다(샘플마다 LOD가 다를 수 있음).이와 동시에 순화후의 세포외낭포와 같은 명확한 견본이라도 그 선형농도구간은 일반적으로 하나의 수량급에만 집중될수 있다[1][2]。
3. 광학 시스템의 제한：
NTA의 검출 민감도는 특히 작은 크기의 나노입자를 검출할 때 광학 시스템의 분별력과 매개변수 설정에 따라 달라진다.광학 분별력의 한계 때문에 NTA 기술에 대한 통일된 LOD를 정의하기 어렵다.
이러한 요소로 인해 NTA는 입경과 농도 표징종에서 절대적인 낮은 검사 제한이 아닌 상대적인 정량의 결과를 제공합니다.
동적 광 산란(DLS)의 한계
동적 광 산란(DLS, Dynamic Light Scattering) 본질적으로 현탁액 중 나노입자나 대분자의 의합 입경을 측정하는 방법이다.DLS는 입자 산란 광선의 강도에 의존하기 때문에 마찬가지로 검사 제한 LOD를 결정하는 데 일반적으로 한계가 있습니다.
1. 산란 강도의 의존성：
DLS는 시료에 있는 모든 입자의 평균 브라운 움직임을 측정하기 때문에 작은 입자나 낮은 농도의 입자에서 발생하는 산란 신호가 배경 소음에 잠겨 정확한 측정이 어려울 수 있다.일반적으로 DLS의 LOD는 입자 농도와 입경 범위에 대한 요구가 사람들이 일반적으로 이해하는 것보다 높다.
2、다분산성 및 농도 영향：
다분산 체계나 농도가 너무 낮은 샘플에서 DLS는 각 다른 크기의 입자를 구분하기 어려워 통일된 LOD를 정확하게 제시하기 어렵다.구체적으로 DLS의 원리는 샘플이 단일 분산 크기 분포 (PDI<0.1 심지어 더 작음) 이고 다중 분산 (예: 대부분의 생물 샘플) 에는 적합하지 않다고 가정합니다.또한 DLS 원리는 농도 데이터를 계산할 수 없지만 DLS 시료 측정은 농도에 대한 요구가 있어 부적합한 시료 농도는 입경에 큰 편차를 초래하고 무시되기 쉽다.
요약하면, NTA와 DLS 모두 실질적인 LOD를 제공할 수 없다는 것을 알 수 있습니다.이 점은 국제적으로세포외낭포학회ISEV(International Society for Extracellular Vesicles)게시된 최신 가이드에도 감도 제한에 관계없이 다른 사람이 결과를 검증할 수 있도록 검사 방법의 LOD를 공개해야 한다고 명시되어 있습니다.그러나 아직 나노입자추적분석(NTA), 동적광산란(DLS) 또는 영상흐름식세포술을 위해 소급가능한 LOD를 도출할 방법은 없다[3]。
저항 펄스 감지(RPS) 방법은 확실한 LOD를 나타낼 수 있다
저항펄스 감지(RPS, Resistive Pulse Sensing) 방법은 나노입자의 입경과 농도 표징에서 모두 확실한 LOD를 제시할 수 있다.RPS는 미세 구멍을 통과하는 개별 입자의 저항 변화를 감지하여 입자의 크기와 양을 측정합니다.단일 입자니까검사 방법, RPS는 특정 조건에서 희석 시료의 저농도 입자를 검사하는 데 특히 적합한 매우 낮은 검사 제한을 제공 할 수 있습니다.LOD는 일반적으로 마이크로 구멍 또는 나노 구멍의 크기 및 샘플의 노이즈 수준과 연관됩니다.
종속 구멍 크기：
LOD는 일반적으로 마이크로 구멍의 크기 및 샘플의 노이즈 수준과 연관됩니다.작은 구멍 지름은 작은 입자를 감지 할 수 있지만 동시에 배경 소음을 증가시켜 LOD의 정확성에 영향을 줄 수 있습니다.
노이즈 수준 의존：
샘플의 전도성, 공도의 표면 특성 및 배경 전류의 안정성은 모두 검측 제한에 영향을 줄 수 있다.배경 소음이 낮으면 RPS는 매우 작고 낮은 농도의 입자를 감지하여 낮은 LOD를 구현할 수 있습니다.
일반적으로 RPS 테스트 실험에서 배경 노이즈를 잘 제어하고 적절한 공경 및 측정 조건을 선택할 수 있다면 낮은 LOD를 구현 할 수 있습니다.따라서 RPS 기술은 희석된 바이오 입자 또는 나노 입자를 검출하는 것과 같은 특정 분야에서 상당한 이점을 제공합니다.
서심지조 NanoCoulter 나노쿠르트 입도계적용RPS 기술광학 원리의 한계를 깨고 10여 년 동안 마이크로 나노 가공 기술의 침전을 거쳐혁신규소기 고체 나노홀 칩을 광각하여 고전 쿠르트 기술의 입경 검사 범위를 마이크로미터급에서 나노미터급으로 탐지한다.동시에 고감도 피안급 전류 검측과 신호 소음의 분석 처리에 의존하여 각 과공 입자를 정확하게 소음을 낮추어 분석할 수 있으며, 진정한 의미의 단일 입자 검측, 입경 분포가 넓은 다분산 샘플을 정확하게 분석할 수 있어 더욱 넓은입경 LOD(15-2000nm) 및 매우 넓은 농도 LOD(106-1012 입자(ML)입니다.
참고문헌
[1] 웨일즈 JA, Goberdhan DCI, O'Driscoll L, et al. 세포외 세세세포 세세세세포외 [게시세포된 수정은 J Extracell Vesicles에 나타납니다. 세포외 세세세세세포외 방포 연구에 대한 최소한의 정보 (MISEV2023): 기본에서 고급 접근 방법에서 [출판된 수정은 J Extracell Vesicles에 나도이: 10.1002/jev2.12451].J 외세포 J Extracell Vesicles. 2024;13(2):e12404.
[2] Li Y, Zhang S, Liu C, et al. 세포외 [3] 유방암 관리를 위한 세포외 [3 [3] 세포외 [4] 유방암 관리를 위한 세포외 [4]Nat Commun은.2024;15(1):2292.
[3] Tian Y, Tian D, Peng X, Qiu H. 나노 입자 추적 분석에 의해 나노 재료의 크기와 농도 결정을 표준화하는 중요한 매개 변수.Int J Pharm은. 2024;656:124097.