La detección de pulsos resistivos sintonizables ( TRPS ) es una técnica de partícula única que se utiliza para medir el tamaño, la concentración y el potencial zeta de las partículas a medida que pasan a través de un nanoporo de tamaño ajustable . [1] [2]
La técnica adapta el principio de detección de pulsos resistivos , que monitorea el flujo de corriente a través de una abertura, combinado con el uso de tecnología de nanoporos sintonizables, lo que permite regular el paso de corriente iónica y partículas mediante el ajuste del tamaño de poro. [3] [4] La adición del nanoporo sintonizable permite la medición de una gama más amplia de tamaños de partículas y mejora la precisión. [3] [4]
Detección de pulsos resistivos sintonizables (TRPS). Las partículas que cruzan un poro se detectan como un cambio transitorio en el flujo de corriente iónica, lo que se denomina un evento de bloqueo y su amplitud se denomina magnitud de bloqueo.
Técnica
Muestra de partículas polidispersas que pasan a través del nanoporo ajustable. El tamaño de la abertura se modifica aumentando o disminuyendo el estiramiento aplicado al nanoporo.
Las partículas que cruzan un nanoporo se detectan de a una como un cambio transitorio en el flujo de corriente iónica, lo que se denomina un evento de bloqueo y su amplitud se denomina magnitud de bloqueo. Como la magnitud de bloqueo es proporcional al tamaño de partícula, se puede lograr un dimensionamiento preciso de las partículas después de la calibración con un estándar conocido. Este estándar está compuesto de partículas de un tamaño y una concentración conocidos. Para TRPS, a menudo se utilizan partículas de poliestireno carboxilado. [5]
La detección basada en nanoporos permite la evaluación partícula por partícula de mezclas complejas. [5] [6] [7] Al seleccionar un nanoporo de tamaño adecuado y ajustar su estiramiento, el tamaño del nanoporo se puede optimizar para el tamaño de partícula y mejorar la precisión de la medición.
Los ajustes al estiramiento de los nanoporos, en combinación con un control fino de la presión y el voltaje, permiten a TRPS determinar la concentración de la muestra [8] y derivar con precisión el potencial zeta de partículas individuales [9] además de información sobre el tamaño de las partículas.
Aplicaciones
El TRPS fue desarrollado por Izon Science Limited , productor de sistemas de caracterización de partículas basados en nanoporos disponibles comercialmente. [10] Izon Science Limited actualmente vende un dispositivo TRPS, conocido como "Exoid". Los dispositivos anteriores incluyen el "qNano", el "qNano Gold" y el "qViron". Estos sistemas se han aplicado para medir una amplia gama de tipos de partículas biológicas y sintéticas, incluidos virus y nanopartículas. El TRPS se ha aplicado tanto en campos de investigación académicos como industriales, incluidos:
^ Sowerby SJ, Broom MF, Petersen GB (abril de 2007). "Aberturas a escala nanométrica redimensionables dinámicamente para detección molecular". Sensores y actuadores B: Química . 123 (1): 325–330. doi :10.1016/j.snb.2006.08.031.
^ Vogel R, Willmott G, Kozak D, Roberts GS, Anderson W, Groenewegen L, Glossop B, Barnett A, Turner A, Trau M (mayo de 2011). "Dimensionamiento cuantitativo de nano/micropartículas con un sensor de poro elastomérico ajustable". Química analítica . 83 (9): 3499–506. doi :10.1021/ac200195n. PMID 21434639.
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^ ab Willmott GR, Vogel R, Yu SS, Groenewegen LG, Roberts GS, Kozak D, Anderson W, Trau M (noviembre de 2010). "Uso de tasas de bloqueo de nanoporos ajustables para investigar dispersiones coloidales". 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.
^ abc Vogel R, Pal AK, Jambhrunkar S, Patel P, Thakur SS, Reátegui E, et al. (diciembre de 2017). "Caracterización del potencial zeta de partículas individuales de alta resolución de nanopartículas biológicas mediante detección de pulsos resistivos sintonizables". Scientific Reports . 7 (1): 17479. Bibcode :2017NatSR...717479V. doi :10.1038/s41598-017-14981-x. PMC 5727177 . PMID 29234015.
^ Vogel R, Savage J, Muzard J, Camera GD, Vella G, Law A, et al. (enero de 2021). "Medición de la concentración de partículas de materiales de referencia sintéticos multimodales y vesículas extracelulares con técnicas ortogonales: ¿quién está a la altura del desafío?". Journal of Extracellular Vesicles . 10 (3): e12052. doi :10.1002/jev2.12052. PMC 7804049 . PMID 33473263.
^ ab Vogel R, Coumans FA, Maltesen RG, Böing AN, Bonnington KE, Broekman ML, et al. (enero de 2016). "Un método estandarizado para determinar la concentración de vesículas extracelulares utilizando detección de pulsos resistivos ajustables". Journal of Extracellular Vesicles . 5 (1): 31242. doi :10.3402/jev.v5.31242. PMC 5040823 . PMID 27680301.
^ Willmott GR, Samuel SC, Vogel R (febrero de 2010). Dependencia de la presión del transporte de partículas a través de nanoporos redimensionables . Conferencia internacional de 2010 sobre nanociencia y nanotecnología. IEEE. págs. 128–131. doi :10.1109/ICONN.2010.6045207.
^ Vogel R, Anderson W, Eldridge J, Glossop B, Willmott G (abril de 2012). "Un método de presión variable para caracterizar la carga superficial de nanopartículas utilizando sensores de poros". Química analítica . 84 (7): 3125–31. doi :10.1021/ac2030915. PMID 22369672.
^ "IZON lanza la primera plataforma de nanoporos comercial del mundo". PRLog . 23 de junio de 2009.
