El análisis de seguimiento de nanopartículas ( NTA ) es un método para visualizar y analizar partículas en líquidos que relaciona la velocidad del movimiento browniano con el tamaño de las partículas. La velocidad de movimiento está relacionada únicamente con la viscosidad y temperatura del líquido; no se ve influenciado por la densidad de las partículas ni por el índice de refracción . NTA permite la determinación de un perfil de distribución de tamaño de partículas pequeñas con un diámetro de aproximadamente 10 a 1000 nanómetros (nm) en suspensión líquida.
La técnica se utiliza junto con un ultramicroscopio y una unidad de iluminación láser que juntos permiten visualizar pequeñas partículas en suspensión líquida moviéndose bajo el movimiento browniano. La luz dispersada por las partículas se captura mediante una cámara CCD o EMCCD en varios fotogramas. Luego se utiliza un software de computadora para rastrear el movimiento de cada partícula de un cuadro a otro. La velocidad de movimiento de las partículas está relacionada con el radio hidrodinámico equivalente a una esfera calculado mediante la ecuación de Stokes-Einstein . La técnica calcula el tamaño de las partículas partícula por partícula, superando las debilidades inherentes a las técnicas de conjunto, como la dispersión dinámica de la luz . [1] Dado que los videoclips forman la base del análisis, es posible una caracterización precisa de eventos en tiempo real, como la agregación y la disolución. Las muestras requieren una preparación mínima, lo que minimiza el tiempo necesario para procesar cada muestra. Los especuladores sugieren que eventualmente el análisis podría realizarse en tiempo real sin preparación, por ejemplo al detectar la presencia de virus en el aire o armas biológicas.
Actualmente, NTA opera para partículas de aproximadamente 10 a 1000 nm de diámetro, según el tipo de partícula. El análisis de partículas en el extremo inferior de este rango sólo es posible para partículas compuestas de materiales con un alto índice de refracción, como el oro y la plata. El límite superior de tamaño está restringido por el movimiento browniano limitado de partículas grandes; Debido a que una partícula grande se mueve muy lentamente, la precisión disminuye. La viscosidad del disolvente también influye en el movimiento de las partículas y también influye en la determinación del límite de tamaño superior para un sistema específico.
NTA ha sido utilizado por laboratorios comerciales, académicos y gubernamentales que trabajan con toxicología de nanopartículas, administración de fármacos , exosomas , microvesículas , vesículas de membrana bacteriana y otras partículas biológicas pequeñas, virología y producción de vacunas , ecotoxicología , agregación de proteínas , implantes ortopédicos, tintas y pigmentos. y nanoburbujas. [ cita necesaria ]
El análisis de seguimiento interferométrico de nanopartículas (iNTA) es la próxima generación de tecnología NTA. Se basa en la microscopía de dispersión interferométrica (iSCAT), que mejora la señal de los dispersores débiles. A diferencia de NTA, iNTA tiene una resolución superior basada en un análisis de dos parámetros, incluido el tamaño y la sección transversal de dispersión de la partícula. [2]
Tanto la dispersión dinámica de la luz (DLS) como el análisis de seguimiento de nanopartículas (NTA) miden el movimiento browniano de nanopartículas cuya velocidad de movimiento, o constante de difusión, Dt , está relacionada con el tamaño de la partícula mediante la ecuación de Stokes-Einstein.
dónde
En NTA, este movimiento se analiza mediante vídeo: los cambios de posición de las partículas individuales se siguen en dos dimensiones, a partir de las cuales se determina la difusión de las partículas. Conociendo Dt , se puede determinar entonces el diámetro hidrodinámico de las partículas.
Por el contrario, DLS no visualiza las partículas individualmente, sino que analiza, mediante un correlador digital, las fluctuaciones de intensidad de dispersión en función del tiempo. Estas fluctuaciones son causadas por efectos de interferencia que surgen de los movimientos brownianos relativos de un conjunto de una gran cantidad de partículas dentro de una muestra. Mediante el análisis de la función de autocorrelación exponencial resultante, se puede calcular el tamaño promedio de partícula, así como un índice de polidispersidad. Para funciones de autocorrelación multiexponenciales que surgen de muestras polidispersas, la deconvolución puede proporcionar información limitada sobre el perfil de distribución del tamaño de partículas.
NTA y tecnologías relacionadas fueron desarrolladas por Bob Carr. [3] Junto con John Knowles, Carr fundó NanoSight Ltd en 2003. Esta empresa con sede en el Reino Unido , de la cual Knowles es presidente y Carr es director de tecnología , fabrica instrumentos que utilizan NTA para detectar y analizar partículas pequeñas en aplicaciones industriales y laboratorios académicos. [4] En 2004, Hanno Wachernig fundó Particle Metrix GmbH en Alemania. Particle Metrix fabrica ZetaView, que funciona según el mismo principio NTA pero utiliza diferentes ópticas y fluidos en un intento de mejorar el muestreo, el potencial zeta y la detección de fluorescencia.
