Nanopartikkelien seuranta-analyysi

Mihin nanopartikkelien seuranta-analyysiä käytetään?

NTA:lla voidaan karakterisoida hiukkasia, joiden koko on noin 10 nm - 1 µm. Sitä käytetään yleisesti lääkeaineiden kulkeutumistutkimuksissa, mikrobianalyyseissä, virustutkimuksissa, nanomateriaalien tuotekehityksessä ja polymeeritutkimuksessa.

Menetelmää voidaan hyödyntää myös nanohiukkasten havaitsemiseen ruoka- ja vesinäytteistä. Euroopan elintarviketurvallisuusviranomaisen (EFSA) ohjeissa NTA on mainittu yhtenä mahdollisena analyysimenetelmänä sen määrittämiseen, sisältävätkö elintarvikkeet nanohiukkasia. Määritykseen käytetään kuitenkin tyypillisemmin elektronimikroskopiaa (SEM tai TEM).

Miten NTA toimii?

Nanopartikkelien seuranta-analyysissä näytteeseen suunnataan lasersäde. Hiukkasten liikkeet näytteessä saavat valon osittain hajaantumaan, ja muutosta seurataan mikroskoopilla. Prosessi tallentuu videolle, joka näyttää hiukkasten Brownin liikkeen ajan funktiona. Liike antaa tietoa hiukkasten koosta, ja tiedon pohjalta voidaan laskea hiukkasten kokojakauma.

Näytevaatimukset ja -valmistelu

NTA suoritetaan partikkelisuspensioista, mikä tarkoittaa, että useimmissa tapauksissa vaadittu näytteenvalmistelu on vähäistä. Havaittavien hiukkasten pitoisuus suspensiossa voi olla verrattain pieni, kunhan hiukkaset ovat suurempia kuin n. 10 nm. Materiaalin taitekerroin vaikuttaa tarkkaan havaitsemirajaan, sillä korkeammalla taitekertoimella varustetut materiaalit ovat helpommin havaittavissa kuin ne, joilla on matalampi taitekerroin.

NTA vs. DLS

Dynaaminen valonsironta (DLS) on toimintaperiaatteeltaan NTA:n kanssa samankaltainen analyysitekniikka, sillä myös se hyödyntää Brownin liikettä hiukkaskokojen määrittämiseksi suspensiossa. DLS on NTA:ta nopeampi menetelmä, mutta soveltuu parhaiten verrattain homogeenisille näytteille, joiden hiukkaskoossa on vain vähän vaihtelua. DLS:llä voidaan havaita suurempia hiukkasia, noin 10 µm:n halkaisijaan asti.